torsdag 29 december 2011

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.

söndag 18 december 2011

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/SO42--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!
        

tisdag 13 december 2011

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

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!








fredag 9 december 2011

"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.