Advanced

Hydrolys av överskottsslam för maximerat fosforsläpp - En studie i Bio-P som resurs för näringsåtervinning

Brandin, Anna LU (2015) MVEM12 20151
Studies in Environmental Science
Abstract
During the biological phosphorus removal (EBPR) process, the phosphorus accumulating organisms (PAOs) accumulates excess phosphorus in the form of polyphosphorus (poly-P) in the aerobic phase. In the following anaerobic zone, PAOs take up volatile fatty acids (VFAs) and simultaneously releases poly-P. Through hydrolysis of the biosludge, the slowly biodegradable organic carbon is degraded into VFA.

Return sludge from two Swedish wastewater treatment plants (Öresundsverket and Lundåkraverket) were used for laboratory experiments of phosphorus release and hydrolysis. The result from the experiments showed a well-functioning biological phosphorus removal for both plants (11.2 and 6.2 mg P/g VSSi •h). However, in the hydrolysis experiments... (More)
During the biological phosphorus removal (EBPR) process, the phosphorus accumulating organisms (PAOs) accumulates excess phosphorus in the form of polyphosphorus (poly-P) in the aerobic phase. In the following anaerobic zone, PAOs take up volatile fatty acids (VFAs) and simultaneously releases poly-P. Through hydrolysis of the biosludge, the slowly biodegradable organic carbon is degraded into VFA.

Return sludge from two Swedish wastewater treatment plants (Öresundsverket and Lundåkraverket) were used for laboratory experiments of phosphorus release and hydrolysis. The result from the experiments showed a well-functioning biological phosphorus removal for both plants (11.2 and 6.2 mg P/g VSSi •h). However, in the hydrolysis experiments the result differs between the two sludges. Return sludge from Öresundsverket reaches maximum concentration of phosphate (20.3 and 20.5 mg P/g VSSi) after approximately two days. Hydrolysis of return sludge from Lundåkraverket reaches maximum (19.7 mg P/g VSSi) after three and a half days. In the hydrolysis experiments with return sludge from Lundåkraverket, the concentration of phosphate phosphorus decreased when continuously mixing the biosludge. The reason may be that the mixing supplied oxygen into the sludge, but this could not be determined in this study. When the same method for hydrolysis was used for return sludge from Öresundsverket, the concentration of phosphorus did not decrease. The concentration of phosphate phosphorus in the hydrolysis of return sludge from Lundåkraverket reached the maximum level independent of temperature. However, it took more time for the phosphorus release at lower temperature. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
Anna Brandin

Struvit från allt vårt skit –
näringsåtervinning under utveckling

Fosfor är en ändlig resurs och för att inte hota jordens matproduktion är det viktigt att återföra fosforn genom ett hållbart kretsloppsperspektiv. Det kan exempelvis ske genom att återanvända fosfor från avloppsslam.

Det finns flera olika metoder för att utvinna fosfor ur avloppsslam utan att få med oönskade ämnen. Det går exempelvis att utvinna fosfor ur aska efter förbränning av slam och slakteriavfall. Det är även möjligt att utvinna fosfor genom framställning av struvit. Struvit är ett salt som innehåller både fosfor och kväve (13 % respektive 6 %), samtidigt som det endast finns små mängder kadmium, 3 mg per kg fosfor jämfört med medianvärdet... (More)
Anna Brandin

Struvit från allt vårt skit –
näringsåtervinning under utveckling

Fosfor är en ändlig resurs och för att inte hota jordens matproduktion är det viktigt att återföra fosforn genom ett hållbart kretsloppsperspektiv. Det kan exempelvis ske genom att återanvända fosfor från avloppsslam.

Det finns flera olika metoder för att utvinna fosfor ur avloppsslam utan att få med oönskade ämnen. Det går exempelvis att utvinna fosfor ur aska efter förbränning av slam och slakteriavfall. Det är även möjligt att utvinna fosfor genom framställning av struvit. Struvit är ett salt som innehåller både fosfor och kväve (13 % respektive 6 %), samtidigt som det endast finns små mängder kadmium, 3 mg per kg fosfor jämfört med medianvärdet 26 mg per kg fosfor för certifierat avloppsslam (Carlsson m.fl., 2013).

För att utfällning av struvit ska vara möjlig krävs det att avloppsreningsverket använder biologisk fosforreduktion samt att eventuella fällningskemikalier endast används efter att avloppsvattnet passerat den biologiska fosforreningen. Användningen av fällningskemikalier är processtekniskt betydligt enklare jämfört med biologisk fosforrening, vilket minskar risken för att inte klara de höga utsläppskraven. Sverige har nämligen mycket strikta utsläppskrav på fosfor eftersom näringsämnena kan leda till övergödning av sjöar, vattendrag och hav. Vid svenska reningsverk används därför oftast endast kemisk fällning (Jansen m.fl., 2009). För att få en struvitfällning måste fosforn finnas löst i vattnet och den får ej vara bunden till fällningskemikalier. Fosforn som ackumuleras av bakterier, kan till skillnad från den kemiskt bundna fosforn lätt göras tillgänglig för struvitfällning. Bakterier som ackumulerat fosforn kan under kontrollerade förhållanden släppa fosforn som lösta fosfatjoner. För produktion av struvit kan detta slam utnyttjas genom att återigen förmå bakterier att släppa den lagrade fosforn. Genom anaerob slamhydrolys bryts svårnedbrytbara kolföreningar ner till VFA som sedan kan användas av mikroorganismerna för att släppa fosforn.


Denna studie visar att det är möjligt att använda hydrolys på överskottsslam för att få ett utökat fosforsläpp och därmed öka produktionen av struvit. Metoden för utvinning av fosfor förbättras kontinuerligt och både utvinningstakten och produktionen ökar varje år. Utveckling av tekniken är viktig då den bidrar till en hållbar återvinning av fosfor till kretsloppet.

Handledare: Jes la Cour Jansen, Inger Valeur
Examensarbete 30 hp i Miljövetenskap MVET12 2015
Centrum för miljö- och klimatforskning, Lunds universitet
Ekobalans Fenix AB (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Brandin, Anna LU
supervisor
organization
course
MVEM12 20151
year
type
H2 - Master's Degree (Two Years)
subject
keywords
struvit, hydrolys, biologisk fosforrening, fosforsläpp
language
Swedish
id
5472639
date added to LUP
2015-06-18 15:30:40
date last changed
2015-06-18 15:30:40
@misc{5472639,
  abstract     = {During the biological phosphorus removal (EBPR) process, the phosphorus accumulating organisms (PAOs) accumulates excess phosphorus in the form of polyphosphorus (poly-P) in the aerobic phase. In the following anaerobic zone, PAOs take up volatile fatty acids (VFAs) and simultaneously releases poly-P. Through hydrolysis of the biosludge, the slowly biodegradable organic carbon is degraded into VFA.

Return sludge from two Swedish wastewater treatment plants (Öresundsverket and Lundåkraverket) were used for laboratory experiments of phosphorus release and hydrolysis. The result from the experiments showed a well-functioning biological phosphorus removal for both plants (11.2 and 6.2 mg P/g VSSi •h). However, in the hydrolysis experiments the result differs between the two sludges. Return sludge from Öresundsverket reaches maximum concentration of phosphate (20.3 and 20.5 mg P/g VSSi) after approximately two days. Hydrolysis of return sludge from Lundåkraverket reaches maximum (19.7 mg P/g VSSi) after three and a half days. In the hydrolysis experiments with return sludge from Lundåkraverket, the concentration of phosphate phosphorus decreased when continuously mixing the biosludge. The reason may be that the mixing supplied oxygen into the sludge, but this could not be determined in this study. When the same method for hydrolysis was used for return sludge from Öresundsverket, the concentration of phosphorus did not decrease. The concentration of phosphate phosphorus in the hydrolysis of return sludge from Lundåkraverket reached the maximum level independent of temperature. However, it took more time for the phosphorus release at lower temperature.},
  author       = {Brandin, Anna},
  keyword      = {struvit,hydrolys,biologisk fosforrening,fosforsläpp},
  language     = {swe},
  note         = {Student Paper},
  title        = {Hydrolys av överskottsslam för maximerat fosforsläpp - En studie i Bio-P som resurs för näringsåtervinning},
  year         = {2015},
}