Hur beräknar du ditt medelvärde?

Snart är det slut på år 2011. Det är dags att summera driftåret för alla avloppsreningsverk. Klarades årets utsläppskrav? Miljörapporter ska skrivas. Men hur beräknar du ditt medelvärde egentligen?

Enligt Naturvårdsverkets SNFS 1990:14 ska samtliga verk med en belastning över 501 personekvivalenter (pe) ha flödesproportionell provtagning av utgående vatten. Detta innebär att en provtagare ska ta prov var X m³ (X:et ska motsvara en volym som gör att provtagningsintervallen vid normalflöde inte överstiger 10 minuter). Även bräddat avloppsvatten vid verket ingår i provtagningen men det är endast vid verk större än 20000 pe som flödesproportionell provtagning av detta flöde krävs. Beroende på belastning på verket krävs olika provtyper (dygnsprov eller veckoprov) med varierande provtagningsfrekvens (antal prov/månad eller vecka). Ett på förhand fastlagt provtagningsschema bestämmer vilka dagar prover ska analyseras.

Kraven på maximalt utsläppta mängder av COD, BOD₇, P-tot och N-tot varierar med verkens storlek och recipient. Enligt SNFS 1994:7 gäller generellt för de allra flesta verk att utgående årsmedelkoncentration för BOD₇ och COD inte få vara högre än 15 mg O₂/l respektive 70 mg O₂/l. Dessutom har verk över 10000 pe med recipient i havs- och kustvattenområden mellan norska gränsen och Norrtälje kommun kvävereningskrav. Verk mellan 10000-100000 pe ska klara en årsmedelkoncentration på 15 mg N/l medan verk över 100000 pe ska klara 10 mg N/l. Minst 70% kvävereduktion gäller i a f i samtliga fall. Sedan tillkommer naturligtvis fosforkrav, men där vet jag inte om det finns generella krav. Enskilda verk kan också ha hårdare krav beroende på recipientens situation, även krav på maximal ammoniumkoncentration och syremättnadskrav kan finnas, rikt- och gränsvärden kan finnas på kvartals- eller årstidsbasis. Nya villkor är dock på gång över hela Sverige i och med Baltic Sea Action Plan (BSAP) och EU:s vattendirektiv. Hårdare krav är att vänta.

Men nu till saken. Kraven är ofta i form av maximala medelkoncentrationen över en tidsperiod. Mer flöde innebär alltså att mer får släppas ut. För verk över 20000 pe måste minst ett veckoprov i veckan tas ut för analys av P-tot och minst ett dygnsprov/vecka för både N-tot och BOD₇. För fosfor innebär det att alla månadens dagar måste inkluderas i medelvärdesberäkningen. Vid stora verk tas normalt dygnsprover (+ ev. helgprover) för att kunna kontrollera hur en ligger till med fosforn under månadens gång (kanske kompletterar en med en fosformätare online). Alltså kanske en har 31 dygnsprover en månad som analyseras. Ett vanligt fel, tror jag i a f, är att en sedan summerar alla dessa 31 P-koncentrationer och dividerar med 31. Detta är fel. En frångår då den flödesproportionalitet som måste hållas. Det rätta är att summera alla massflöden och dividera med det totala flödet. Det är dock oklart i SNFS 1990:14, tycker jag, om man tillåts att summera alla koncentrationer för de veckoprov (P-tot) och dygnsprov (N-tot och BOD₇) som krävs och sedan dividera med antalet prover. Men så bör inte vara fallet.

Sedan är det ju det här med antalet signifikanta siffror. Till exempel, krav på 0,3 mg P/l är för mig krav på 0,34999 mg P/l, krav på 10 mg N/l är krav på 10,4999 mg N/l.  Detta kan ha stor betydelse på de beräknade utsläppta mängderna under ett helt år. T ex om en tittar på utsläppet från ett verk som har ett medelflöde på 100000 m³/d, så kan det bakom det redovisade 0,3 mg P/l finnas ytterligare 2 ton P under ett år som har nått recipienten (mindre naturligtvis om lägre än 0,30 mg P/l har släppts ut). Naturligtvis ska en inte glömma bort att mätosäkerheterna är höga också.

Hur betydande är metanutsläppen från ledningsnätet?

IPCC skriver i sin rapport från 2006 att “wastewater in closed underground sewers is not believed to be a significant source of CH₄”. Sedan många år tillbaka används ju dock gasvarnare för att t ex varna för höga metanhalter i avloppsbrunnar. Men det var egentligen inte förrän Guisasola et al. kom med sin artikel ”Methane formation in sewer system” år 2008 som det blev uppmärksammat att dessa metanutsläpp kan vara betydande (15-65 % av CO₂-utsläppen som orsakas av energianvändningen vid avloppsreningsverket). Sedan tidigare är svavelvätebildningen i ledningsnäten välstuderat av forskare på Aalborg universitet, framför allt av Hvitved-Jacobsen och Vollertsen. De sistnämnda har dock inte berört metanbildningen, vilket inte heller den senaste mest utvecklade modellen av svavelvätebildning i avloppsledningsnäten gjorde (Sharma et al., 2008). Guisasola et al. (2008) foljdes upp av fler mätningar av metanbildning och modellering i Guisasola et al. (2009) och Foley et al. (2009).  De tre sistnämnda studierna är alla gjorda i tryckavloppssystem i Queensland i Australien med kompletterande studier på laboratoriet, och man har mätt metanhalten i avloppsvattnet. Det är Advanced Water Management Centre på The University of Queensland med Jurg Keller och Zhiguo Yuan i spetsen som bedriver dessa studier. Efter år 2009 har den australiska forskargruppen fokuserat på preventiva metoder för att förhindra metan- och svavelvätebildning genom t ex dosering av trevärt järn, nitrit eller saltsyra eller alkali.

Numera highlightar t ex IWA Task group on The use of water quality and process models for minimizing wastewater utility greenhouse gas footprints att metanbildningen i ledningsnätet kan öka koldioxidfotavtrycket av VA-systemet, dock är det fortfarande mycket oklart hur mycket, och mer forskning behövs! En färsk rapport (oktober 2011) från the Global Water Research Coalition (GWRC) kallad ”N₂O and CH₄ emission from wastewater collection and treatment systems - state of the science report” (som jag inte helt har läst igenom ännu, men den verkar bra) nämner även att det har studerats metanutsläpp i 64 oventilerade pumpstationer i Georgia i USA. Pumpstationerna erhöll avloppsvatten i de allra flesta fall från självfallsledningar.

Lång uppehållstid (HRT), hög area/volym-kvot, hög temperatur, hög COD/SO₄^2--S-kvot och naturligtvis anaeroba förhållanden verka gynna metanbildningen. Metanogenerna (vilka är arkéer och inte bakterier) konkurrerar med de sulfatreducerande bakterierna om ättiksyra och vätgas i biofilmerna i ledningarna, och metanogerna verkar vara mycket konkurrenskraftiga (Guisasola et al., 2009) under vissa förhållanden.

Metanbildning och -utsläpp från avloppsledningsnätet är summa summarum väldigt dåligt utforskat. Spännande tycker jag! I fredags träffade jag folk från ledningsnät på jobbet och i nästa vecka kommer vi att annonsera om ett exjobb som vi gör i samarbete med VA-teknik på LTH för studie av metanutsläpp från avloppsvattenledningsnätet för att mer noggrant kunna beräkna hela VA-systemets koldioxidfotavtryck. 

PS. Behöver ni julklappstips? Jag köpte mig en julklapp i förväg förra veckan - Formas bok "Återvinna fosfor – hur bråttom är det?" som jag läste om på Cirkulation.com härom veckan.

"Återvinna fosfor - hur bråttom är det" är i pocketformat!

        

Gästinlägg - Så blir du en stjärna som ny på jobbet!

På Ryaverket i Göteborg håller vi som bäst på att räkna ut hur den framtida reningen av avloppsvatten ska ske. För att göra det behöver man bland annat ta reda på hur mycket befolkningen kommer öka, om köksavfallskvarnar kommer införas och det kanske svåraste - att förutspå hur mycket kväve varje person kommer bidra med i framtiden.

De senaste åren har kvävet i inkommande vatten ökat och det har gått i linje med den ökade köttkonsumtionen. Kött har relativt sett blivit billigare jämfört med andra livsmedel vilket sannolikt är en förklaring till ökning. Fortfarande äter vi svenskar dock nästan bara hälften så mycket kött som nya zeeländare och amerikaner. Kineserna har oroväckande nog ökat sin köttkonsumtion avsevärt och de är som bekant ganska många till antalet.

Förutom att ökad köttkonsumtion bidrar till mer kväve till reningsverken så står köttproduktionen för 18 % av de totala växthusgasutsläpppen enligt FN-organet FAO.

Hur mycket kött kan man äta då? Colin Butler m.fl. har i en artikel från 2007 visat att växthusgaser från köttproduktion stabiliseras på 2005 års nivå om varje person i världen begränsar sig till att äta max 85 gram rött och vitt kött om dagen. New Scientist skriver att det motsvarar en hamburgare och en kycklingfilé var tredje dag. Hur många svenskar (som inte är vegetarianer) äter så lite kött?

Det var mina funderingar för den här gången. Trevlig tisdag från ett regnigt Göteborg!

PS. Hur man blir en stjärna som ny på jobbet? Man lussar som stjärngosse för sina kollegor på Lucia-dagens morgon!

"Don't reject the idea of treating reject water"

Nu i veckan (7-8:e) var jag på ett tvådagarsseminarium om rejektvattenbehandling vid framför allt kommunala avloppsreningsverk. Det var den tredje träffen för det svensk-danska och numera även norska rejektvattennätverket. Seminariet på Syvab år 2009, följdes i år upp av Gryaabs arrangörsskap där Ryaverkets lokaler utnyttjades. Seminariet lockade i år rekordmånga (45 st), dock var Gryaabs deltagande personal flertalig (9 st) och antalet inbjudna företag/leverantörer (5 st) var fler än tidigare. Totalt 14 olika kommunala verksamheter och tre universitet/högskolor var närvarande.

Seminariet inkluderade många tekniker och processlösningar. Kommunala drifterfarenheter av SBR med nitrifikation-denitrifikation (Norrköping) och SHARON (Linköping) blandades med företag som beskrev sina deammonifikationslösningar (deammonifikation = nitritation-anammox) ANAMMOX (Paques), DeAmmon (Purac) , DEMON (Grontmij) och ANITA Mox (AnoxKaldnes) vilka alla finns i fullskalaanläggningar. Dessutom kände vi på mikrobiella bränsleceller och kemiska metoder vid rejektvattenbehandling. Vi fick också höra med om vad Chalmers och KTH samarbetar med inom ett SVU-Formas-projekt samt vilka erfarenheter Chalmers har gällande granuler. Paques berättade också mer om sina pilotstudier med deammonifikation i huvudströmmen som de gör tillsammans med Delft University, Radboud Univrsity Nimejmegen och Waterboard Hollandse Delta. Tim Hülsen på Paques poängterade dock att det är Waterboarden som driftar anläggningen. Resultat från dessa försök som pågår i två år väntas släppas i augusti nästa år.

På eftermiddagen andra dagen utmanades deltagarna tillsammans i olika grupper med att försöka lösa Gryaabs framtida frågeställning gällande utökade kvävekrav. Vad ska de satsa på? Huvudströmslösningar eller separat rejektvattenbehandling och i så fall vilken metod? Seminariet var lyckat och höll hög klass tyckte jag.   

Som vanligt var också VA SYD (via mig) och LTH via Jes la Cour Jansen medarrangörer, men det stora jobbet som huvudarrangör har Gryaab med Susanne Tumlin i spetsen haft.

PS. Titeln är inspirerad ifrån Janus & van der Roests artikel från 1997.

Den tolfte nordiska avloppskonferensen – tummen upp!

Idag avslutades den tolfte nordiska avloppskonferensen i Helsingfors (14-16 november). Konferensen lockade totalt 292 deltagare från Finland (128), Danmark (73), Sverige (56), Norge (34) och Italien (1).

Ett par långa dagar bland branschkollegor inspirerar och väcker tankar, frågetecken och utmaningar, nya kontakter knyts, namn kopplas till ansikten, gamla branschkollegor möts igen, det informeras om nyheter, det skrattas, det dansas och det hela slutar med att alla till slut får komma hem till någons hem, denna gång Helsingfors egna Viikinmäki WWTP :)

Jag har dock redan varit på detta avloppsreningsverk, så jag sitter nu och skriver dessa rader i väntan på att Sverigefärjan ska ta mig Stockholm och sedan blir det tåg imorgon hem till Lund efter att jag har tagit mig genom Stockholm city med min fina lilla hoj. Enligt Åkerman (2008) så ger tåg+båt till/från Helsingfors lägre CO_2,ekv-utsläpp än att ta flyget, i a f när en bor i Lund.

Min lilla hoj.

Detta var min första nordiska avloppskonferens, och jag är redan taggad inför nästa konferens i Sverige om två år (vart?). Konferensspråken är hemspråken, med svensk eller finsk tolk (funkade jättebra). Fyra sessioner var enbart på engelska. Sessionerna behandlade bl a läkemedel och miljögifter i avloppsvattnet, matavfallskvarnar, styr- och regler, rejektvattenbehandling, energi och växthusgaser. Själv höll jag ett föredrag om en studie för att beräkna och försöka minska koldioxidfotavtrycket (carbon footprint) för driften av Sjölunda avloppsreningsverk i Malmö.

De för mig mest intressanta och bästa föredragen var de om konsekvenser av köksavfallskvarnar, onlineoptimering av samsedimentering på Ryaverket (primär- och biologiskt överskottsslam), optimering av luftningen på Käppalaverket, organisationsfrågor, Deammon^® på Himmerfjärdsverket, sätt att förhindra struvitutfällningar samt producera struvit, termisk hydrolys med Exelys, metan- och lustgasutsläpp från slamlager samt Syvabs och Käppalaförbundets tillvägagångsätt att möta nya framtida krav och ökade belastningar.

Det är måhända en klyscha, men på mottagningen på Helsingfors stadshus i måndags sa vice borgmästaren: vi jobbar inte för att bli ”best of the world” utan ”best for the world”. Det tyckte jag vara bra sagt (sen vad som görs är ju ngt helt annat). Det känns som att Sverige som land alltför länge har levt på att vara ”best of” i många issues, men att diskussionen, framför allt inom politikern, har tappat att vi måste vara ”best for”.

Nu är det dags för mig att gå på båten med ett leende på läpparna med många goda minnen och ny kunskap i bagaget nynnandes på ”Små nätta moln, ser jag på min himmel, min himmel som är blå”. Dock kan även jag bli trött på för mycket avloppssnack, nu längtar jag efter min livskamrat och mina barn, men först ett dygn med Donatella Meadows. 

Vad ska vi göra med den lättillgängliga BOD:n?

Om man tänker sig att framtidens avloppsreningsverk sker med filtrering eller med kraftig förfällning för att maximera gasproduktionen och autotrof kväveavskiljning (deammonifikation i huvudströmmen), så är det egentligen enbart den lösta, lättillgängliga BOD som vi ska bli av med också. Ok, avskiljning av läkemedel och andra miljögifter kräver förmodligen andra reningsmetoder, men det glömmer vi för ett ögonblick.

Men vad ska vi göra med BOD:n? En kraftig förfällning exkluderar biologisk fosforavskiljning och autotrof kväveavskiljning exkluderar denitrifikation, vilket gör att vi inte har något egentligt behov av den lättillgängliga BOD. Anaerob rening för att generera metan verkar vara svårt vid låga temperaturer, utspädda vatten och dessutom innehåller utgående vatten höga halter metan (Cakir & Stenström, 2005). Mikrobiella bränsleceller (MFC) kan utnyttja den lösta BOD:n för elproduktion, men ett för utspätt vatten ger för dålig elproduktion. Om vi i en mikrobiell bränslecell samtidigt kan producera något nyttigt, som t ex alkalinitet till rejektvattnet (Modin et al., 2011) eller vätgas kan det kanske bli lönt i framtiden när bra och billiga elektroder finns på marknaden. Utnyttjande av membran eller adsorption för koncentrering känns väldigt avlägset.

Så ska vi även i framtiden utnyttja ett högbelastat aktivtslamssteg med kort aerob slamålder, förmodligen med en mindre inledande anaerob zon? Eller vi kanske snarare ska kalla det biosorption (Tan & Chua, 1997).

Kanske kan vi recirkulera en del av det utgående vattnet för att komma ned ytterligare i kvävehalt (då anammoxbakterierna inte kan ta bort allt kväve) eller klarar vi inte av att driva deammonifikationsprocessen med allt för låga utgående kvävehalter d v s att en utspädning inte är bra.

Ovanstående är i a f något som jag går och småfunderar på nuförtiden.

Är framtidens avloppsreningsverk kommunala? Det kan man också fråga sig. Vad säger Arkelsten?

Är avloppsvatten grönt guld?

IPCC (2007) skriver att avloppsvatten är "of biogenic origin", vilket innebär att koldioxid som släpps ut vid avloppsreningsverk inte ska inkluderas i de nationella utsläppen och att den energi som utvinns är att betrakta som förnybar. Ok, naturligtvis används fossila bränslen vid matproduktion, men dessa utsläpp beräknas under andra kapitel i IPCC:s rapporter. I en studie av Griffith et al. (2009) undersökte man andelen fossilbaserat kol i utgående avloppsvatten från tolv avloppsreningsverk i New York och Connecticut. De fann, genom att mäta hur mycket kol-14 som fanns i vattnet, att 25% av det lösta kolet verkade ha fossilt ursprung. Oljebaserade tvättmedel, tvål och fetter, både från hushållen och industrier, bidrar. Hur stor del av inkommande kol/COD har fossilt ursprung? Andelen är troligen inte i närheten av 25%, eftersom många av de oljebaserade produkterna kanske är svårare att bryta ned i reningsverket, vilket gör att andelen blir högre i utgående avloppsvatten. Är det någon i Sverige som har mätt andelen kol-14 i sitt inkommande avloppsvatten? Om ni har, får ni mer än gärna skriva en kommentar om det här på bloggen.

 Här ser ni inkommande avloppsvatten längst till vänster och renat avloppsvatten längst till höger vid Kuryanovskaya avloppsreningsverk i Moskva i juni ifjol. Inkommande avloppsvatten kanske ser mer ut som svart guld, men det är absolut till största delen grönt guld!

En blogg om livet, omvärlden och avloppsvattenhantering

Nu startar jag upp en egen blogg! Vad jag kommer att blogga om det får vi se. Men det som ligger närmast till hands är reflektioner kring avloppsvattenrening, den globala uppvärmningen och andra funderingar om livet och min omvärld. Det är första gången jag skapar något på internet, så ni får hålla tillgodo gällande den initiellt tråkiga designen.