MOVAR IKS Presentasjon av forsøk ved Kambo RA FREVAR, 3F Chimica og MOVAR

Transkript

1 Presentasjon av forsøk ved Kambo RA FREVAR, 3F Chimica og MOVAR av: Johnny Sundby Sektorsjef VA MOVAR IKS

2 Innhold: - Bakgrunn - Mål - Gjennomføring - Resultater - (foreløpig) Konklusjon - Videre arbeid

3 Bakgrunnen for prosjektet: Økende fokus på plantetilgjengeligheten til fosfor (P) i avløpsslam. Plantetilgjengeligheten er vurdert utfra forholdet P-Al/Tot-P. Jern (Fe) og aluminium (Al) bidrar til å binde fosfor hardt, slik at P ikke er plantetilgjengelig (I hvert fall ikke umiddelbart). Hvis Fe og Al felt slam blir ansett som lite egnet som jordforbedringsmiddel, er det mange anlegg som har en utfordring. MOVAR har tre mekanisk kjemiske anlegg, og FREVAR har ett. Vi er derfor interessert i å få kartlagt om vi kan øke plantetilgjengeligheten igjennom å velge andre fellingskjemikalier.

4 Bakgrunnen for prosjektet forts.: Resultater fra forsøkene kan ha konsekvenser for fremtidige prosessvalg når sekundærrensekravet skal innfris i Typiske verdier for P-AL andel for ulike slamtyper: Fe og Al felt slam fra mekanisk/kjemiske anlegg: 0,03 (3%) (Fuglevik RA) Fe og Al felt slam hvor slammet er kalkstabilisert: 0,32 (32%) (Hestevold RA) Slam fra biologisk fosforfjerning: >0,35 (>35%) (Grimstad RA Prof. Tore Krogstad)

5 Mål for prosjektet: Se om man ved å erstatte deler av Fe- og/eller Al-baserte fellingskjemikalier med polymerbaserte kjemikalier (organisk koagulant + hjelpeflokkulant) kan øke plantetilgjengeligheten til P i slam og redusere den totale slamproduksjonen. Dette må skje uten vesentlig forringelse av renseresultatene (Dvs. R%>90%). Få til en styring av doseringene som fanger opp variasjoner slik at renseresultater og helst slamkvalitet stabiliseres.

6 Organisk koagulant: En organisk koagulant er en kortkjedet kationisk polymer med høy ladningstetthet. Den har allikevel betydelig lavere ladningstetthet enn Fe og Al. Binder ikke oppløste forbindelser i vann, slik Fe og Al gjør. Produktet er ikke merkepliktig som giftig, kun irriterende. Det egnet for både for vann- og avløpsbehandling. Til forskjell fra Feog Al-baserte produkter er polydadmac tilnærmet ph uavhengig. Produktet leveres som en emulsjon med 40% aktivt innhold, har høy viskositet, og fortynnes med spedevann før dosering.

7 Gjennomføring: Forsøket ble gjennomført på en av to linjer ved Kambo RA, MOVAR. Det er tatt ut slam fra hver av sedimenteringslinjene for analyse. Det er også tatt ut 3 slamprøver fra forsøkslinjen for utråtning i FREVARs pilot-utråtningsanlegg (Lab-skala). Renseresultatene er analyser for hver av linjene under forsøksperioden. I første del av forsøket ble PAX-doseringen (Al) kuttet og man doserte kun jernklorid/pix (Fe) og PolyDadmac (PD). PD-doseringen ble lagt fast, mens Fe ble dosert etter innkommende vannmengde.

8 Gjennomføring forts.: For å styre kjemikaliene ble en online Orto-P måler og en online SS måler anskaffet for forsøket. Orto-P måleren tar en prøve hvert 15 min og multipliserer med innkommende vannmengde for å beregne Orto-P tilførselen som kg P/h. Fe doseringen ble styrt i forhold til dette. For styring av PD ble SS i innløpsvannet målt online. Konsentrasjonen ble multiplisert med innkommende vannmengde og Kg SS/h beregnet.

9 Gjennomføring forts.: For å kompensere for at P og SS i innløpsvannet fortynnes ved nedbør, ble det forventet at den spesifikke dosen av Fe og SS pr. kg hhv Orto-P og SS måtte økes. Dette ble gjort i en stegvis tabell. Teorien er at Fe og/eller Al koagulerer løst P som finnes i avløpsvannet. PD binder disse mikrofnokkene og andre partikler i avløpsvannet til sedimenterbare fnokker. For å bedre sedimenteringsegenskapene ytterligere ble en hjelpeflokkulant tilsatt. Dette er en vanlig anionisk høymolekylær polymer. I siste del av forsøket ble Fe byttet til Al (PAX18). Bakgrunnen for dette var at man så at ph lå litt høyt og effekten av Fe ikke i forventet grad ble påvirket av dosen. Mengden TS fra hver sedimenteringslinje ble målt med corriolismåler, slik man kunne overvåke slamproduksjonen som kg TS/døgn.

10 Gjennomføring forts.:

11 Resultater Fe+PD: Fe-dosering er forsøkt i område kg PIX/kg P/h (P målt som Orto-P). Dvs. fra tilnærmet støkiometrisk til 5 ganger støkiometrisk dosering i forhold til Orto-P. PD doseringen har ligget i område 0,01-0,1 kg PD/Kg SS/h. Med jerntilsetning har vi oppnådd renseresultater i område 72-98% renseeffekt på Orto-P og 39-96% renseeffekt på Tot-P. På referanselinjen (Fe+Al) har vi i samme periode oppnådd 95-99% renseeffekt på Orto-P og 89-96% renseeffekt på Tot-P. Det har vist seg vanskelig å styre doseringen av kjemikaliene mot varierende vannmengder. Man har måttet betydelig opp i Fe-dosering for å holde en lav Orto-P. Dette skyldes trolig ph, som har ligget >7 etter Fe-tilsetning.

12 Resultater Al+PD: Al-dosering er forsøkt i område kg PAX/kg P/h (P målt som Orto-P). Dvs. fra tilnærmet støkiometrisk til 9 ganger støkiometrisk dosering i forhold til Orto-P. PD-doseringen er forsøkt i område 0,04-0,11 kg/kg SS/h. Med Aluminiumstilsetning har vi oppnådd renseresultater i område 76-99% renseeffekt på Orto-P og 61-91% renseeffekt på Tot-P. På referanselinjen (Fe+Al) har vi i samme periode oppnådd % renseeffekt på Orto-P og 74-94% renseeffekt på Tot-P. Det har også her vært vanskelig å styre doseringen av kjemikaliene mot varierende vannmengder, og i denne perioden har det vært mer nedbør. I siste del av forsøket er doseringene lagt mengdeproporsonalt i forhold til vannmengde pga lave Orto-P verdier grunnet nedbør.

13 Resultater slam: Slamproduksjonen på forsøkslinjen har gjennomgående i prosjektet vært lavere enn på referanselinjen. Forskjellen utgjør i sum 18%. Det imidlertid tillegges at renseresultatene har vært bedre på referanselinjen. Reduksjonen er derfor heller i området 10% under ellers like forhold. Andelen P-AL (lettløselig P) i råslammet før utråtning viser ingen signifikant forskjell mellom linjene eller historiske verdier for Kamboslam. Dette ligger i området 8-13% av totalfosfor. Etter utråtning reduseres andelen P-AL ytterligere til 5-6%! (Fuglevik RA har 3%). Det er også levert slamanalyser til BioForsk, men disse ble dessverre ikke klare til denne presentasjonen.

14 Foreløpig konklusjon: Det har visst seg vanskelig å oppnå stabile resultater når man ønsker å minimere Fe eller Al doseringen, og når betingelsene endres (konsentrasjon og vannmengde). En løsning kan være å ha forskjellige regulatorer, slik at mengdeproporsjonal styring overtar ved nedbør/økt vannføring. Dette siden Orto-P verdiene da blir lave. Tiltross for at mer enn halvparten av de metalliske fellingskjemikaliene ble fjernet klarte vi ikke å få signifikant økning i P-AL etter felling. Utråtning bidro til å redusere andelen P-AL ytterligere. Selv ved bruk av beskjedne mengder metall ser det ut til at P bindes hardt, og ved nedbrytning av organisk stoff i utråtning (re)etableres nye P-bindinger.

15 Videre arbeid: Vi ønsker å gjenta forsøket med utråtning av slam fra forsøkslinjen, men denne gangen også måle totalt innhold av Fe og Al i prøven. Det er også interessant å lage slam kun basert på organisk koagulant, og utråtne dette for å se på P-AL/Tot-P før og etter. Se nærmere på effekten av Fe og Al fra returstrømmer. Enkeltmåling viser verdier på 60 g Fe/m3 og 2 g Al/m3 i disse. Få analysert slam på andre metoder en P-AL for å se på plantetilgjengeligheten, hvis slike metoder finnes (Jfr. Bioforskprosjektet). Vurdere kalkfelling og/eller kalkstabilisering av slam kombinert med PD-felling. Skulle gjerne også ha gjennomført tilsvarende tester på et fellingsanlegg med bioreaktor foran.

16 Takk for oppmerksomheten! Mer info: / Tlf / Mob