Vattenförsörjnings- och Avloppsteknik Institutionen för Kemiteknik

Utvärdering av flotationsanläggningen vid Sjölunda avloppsreningsverk i Malmö

Examensarbete av

Therese Johansson

December 2008

Vattenförsörjnings- och Avloppsteknik Institutionen för Kemiteknik Lunds Universitet

Water and Environmental Engineering Department of Chemical Engineering Lund University, Sweden

Utvärderingen av flotationsanläggningen på Sjölunda avloppsreningsverk i Malmö

Evaluation of the Dissolved Air Flotation unit at Sjölunda waste water treatment plant in Malmö

Examensarbete nummer: 2008-16 av

Therese Johansson

Vattenförsörjnings- och Avloppsteknik Institutionen för Kemiteknik

Lunds Universitet

December 2008

Handledare: Michael Ljunggren

Examinator: Professor Jes la Cour Jansen

Bild på framsidan:

1. En av bassängerna i flotationsanläggningen vid Sjölunda avloppsreningsverk i Malmö

Postal address: Visiting address: Telephone:

P.O Box 124 Getingevägen 60 +46 46-222 82 85

SE-221 00 Lund. +46 46-222 00 00

Sweden, Telefax:

+46 46-222 45 26

Web address:

www.vateknik.lth.se

1

SummaryThis master thesis is a study of the Dissolved Air Flotation (DAF) unit at Sjölunda waste watertreatment plant (WWTP) in Malmö, Sweden. The aim is to find out how the treatment in theDAF unit is today, why this treatment results are achieved and if the DAF unit can be operatedin a better way.

The DAF unit consists of 16 basins and it’s capacity is 4400 l/s. Two different types of waterare treated in the DAF unit, water from the post-denitrification and water frompost-sedimentation at the activated sludge basins. The capacity of the post-denitrification stepis 2200 l/s and when the flow increase, the post-denitrification step is by passed. Flow exceeds2200 l/s 5 % of the time each year. During these high flow occasions the concentrations ofPhosphorus and Suspended Solids increase from the DAF unit.

When comparing recommended guidelines for DAF with the unit at Sjölunda WWTP, it isrecommended to recycle 6 - 10 % of the flow in the DAF unit. At Sjölunda WWTP there aretwo ways to operate the recycle flow, either 10 % of the flow in the DAF unit is alwaysrecycled or the recycle flow is set to a constant flow. Best way to operate is to recycle 10 % ofthe flow in the DAF unit, but at Sjölunda there is some trouble with regulating the recycle flow,so there is a constant recycle flow of 170 l/s. At high flow occasions only 4 - 7 % of the wateris recycled and this affect the treatment results in a bad way.

The turbidity was measured in the DAF unit, and at high flow occasion the turbidity weremuch higher in basin 9-16 compared with the others. This is probably due to the water fromthe sedimentation at the activated sludge basins comes to these basins. When doing jartests, itwas found that the water from the sedimentation at the activated sludge basins was moredifficult to flotate compared with the water from the post-denitrification flotate. It was alsoshown that increased recycle flow improved the particle separation. At least 20 % of the flowshould be recycled in order to separate particles from the activated sludge system.

To investigate if the particle separation could be improved by adding coagulant jartests withthree different kinds of polyaluminium chloride and two different kinds of polymer fromKEMIRA were used. Some test were made with water from a high flow occasion and bestreduction of turbidity was achieved when 160 ml of PAX XL100 and 60 ml of a cationicpolymer are added to each cubic metre of waste water. There is no need to add any coagulantwhen only the water from the post-denitrification is treated in the DAF unit because thetreatment results are good. However, if the concentration of Phosphorus is too high, 80 ml ofPAX XL100 can be added to each cubic metre of waste water.

FörordDetta är mitt examensarbete som avslutar mina studier vid civilingenjörsprogrammetEkosystemteknik vid Lunds Tekniska Högskola. Examensarbetet har utförts vid Sjölundaavloppsreningsverk i Malmö och för vattenförsörjning- och avloppsteknik vid institutionen förkemiteknik vid Lunds Tekniska Högskola.

Först och främst vill jag tacka min examinator Jes la Cour Jansen för kreativa idéer ochdygnetrunt support. Jag vill rikta ett stort tack till min handledare Michael Ljunggren för alltengagemang, uppmuntran och support under examensarbetets gång. Ett stort tack till UlfNyberg och Christopher Gruvberger för all praktisk hjälp ute på Sjölunda som har gjortexamensarbete möjligt att utföra.

Jag vill även tack all personal ute på Sjölunda för en trevlig tid under mitt examensarbete. Ettsärskilt tack till Erik och Rolf för att ni har tagit er tid att svara på alla mina jobbiga frågor. Ettjättetack till Mattias för allt du har hjälpt mig med, vilket är en hel del! Även ett tack tilllabbpersonalen för en trevlig tid under mina laborationer. Tack till personalen vid laboratorietvid Bulltofta vattenverk för trevlig rundvandring och analys av litiumproverna.

Ett stort tack till Anders Pålsson vid KEMIRA för allt du har lärt mig om flockning ochfällningskemikalier, samt för lånet av utrustning. Tack till Gertrud och Ylva på laboratoriet påVA-teknik för hjälp med mina laborationer. Tack till Lennart Jönsson för hjälp med teorinkring mitt spårämnesförsök och nya idéer. Tack Mattias Alveteg för hjälp med användbaraMatlab- och LATEX-kommandon. Även tack till Jonas Arvidsson vid Hach Lange för lån avSolitax turbiditetsmätare

Ett jättetack till min älskade Lars för att du alltid finns där för mig och för all hjälp som rördatorer och allt vad det innebär. Tack mamma och pappa för att ni är helt underbara och stöttarmig i vått och torrt! Tillsist vill jag rikta ett stort tack till alla kompisar som har stöttat mig,bjudit på mat, hjälpt till med data och bara funnits där!

Lund 17 december 2008Therese Johansson

Innehåll1 Inledning 1

1.1 Bakgrund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 Syfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.3 Avgränsningar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2 Grundläggande teori kring funktionen av en flotationsanläggning 52.1 Kemisk fällning och flockning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.2 Dispersionsvatten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.3 Partiklar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.4 Kontaktzonen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.5 Separationszonen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

3 Sjölunda avloppsreningsverk 93.1 Processbeskrivning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

3.1.1 Rening av avloppsvatten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103.1.2 Slamhantering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

3.2 Beskrivning av flotationsanläggningen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123.2.1 Teknisk beskrivning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123.2.2 Jämförelse av flotationen på Sjölunda med designvärden . . . . . . . . 153.2.3 Utvecklings och förbättringsarbeten med flotationsanläggningen . . . . 16

4 Metodik för laborationsförsök 194.1 Försöksplan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194.2 Turbiditet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194.3 Spårämnesförsök . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194.4 Fällnings- och flotationsförsök . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

4.4.1 Beredning av polymer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214.4.2 Mätningar av suspenderade ämne och total fosfor . . . . . . . . . . . . 21

5 Resultat av försök 235.1 Turbiditetsmätningar i flotationsanläggningens bassänger . . . . . . . . . . . . 235.2 Spårämnesförsök . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255.3 Är både vattnet från efterdenitrifikationen och aktivslamblocket bra att flotera? 255.4 Mängden dispersionsvattens påverkan av flotationen . . . . . . . . . . . . . . . 265.5 Trycket på dispersionsvattnets påverkan på turbiditeten . . . . . . . . . . . . . 285.6 Fällningsförsök vid högflöde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295.7 Fällningsförsök på vatten från denitrifikationen . . . . . . . . . . . . . . . . . 315.8 Fällningskemikaliers inverkan på reduktion av fosfor och suspenderade ämnen . 32

6 Diskussion 35

7 Slutsats 37

8 Förslag på fortsatta studier 39

9 Referenser 41

A Appendix 43

1 Inledning

1.1 BakgrundFlotation är en teknik som går ut på att separerar partiklar från vattenfasen med hjälp avluftbubblor. De första flotationsanläggningarna byggdes i början på 1900-talet och användes igruvindustrin och har sedan dess använts inom en rad andra områden, som till exempel vidavskiljning av trycksvärta från tidningspapper, vid dricksvattenrening och vid rening avavloppsvatten (Edzwald, 1995). Flotation är en separationsprocess som lämpar sig väl för attavskilja lätta partiklar.

Sjölunda avloppsreningsverk i Malmö är ett reningsverk där flotationsanläggningen är en delav en efterfällningsanläggning. Redan när flotationsanläggningen uppfördes 1979 uppstodproblem med anläggningen då den inte fungerade riktig som den skulle. En rad försök harutförts på anläggningen för att förbättra den, något som har resulterat i att de 16 bassänger somfinns i anläggningen ser olika ut.

Flotationsanläggningen fick från början ta hand om om två olika vattentyper. Ena vattentypenvar vatten från biobäddarna och den andra var vatten från aktivslamblocket (som består avaktivslambassänger och efterföljande sedimentering). Vid ombyggnation av Sjölunda 1998fick flotationsanläggningen ta emot en ny typ av vatten från efterdenitrifikationen i stället förbiobäddarna. Kapaciteten för flotationsanläggningen är dubbelt så stor som förefterdenitrifikationen och när flödet överskrider denitrifikationens kapacitet kommer det ävenin vatten från aktivslamblocket i flotationen.

Vid regnväder brukar flödet in till Sjölunda öka eftersom stora delar av ledningsnätet består avkombinerade ledningar. Detta resulterar i att reningen i flotationen inte fungerar optimalt.Sjölunda har ett reningskrav för fosfor på 0,3 mg P/l och eftersträvar att inte släppa ut mer än10 mg/l suspenderade ämnen. I figur 1 visas dygnsmedelkoncentrationerna av suspenderadeämnen och total fosfor ut från flotationen mot dygnsmedelflödet in till flotationen. Som ses ifiguren inträffar de höga koncentrationerna av suspenderade ämnen och totalfosfor närdygnsmedelflödet är över 1000 l/s in till flotationen.

Under årens lopp har ett antal försök gjorts för att förbättra partikelavskiljningen iflotationsanläggningen, dock har en del försök varit dåligt dokumenterade. De dokument somhar skrivits under 2000-talet om flotationsanläggningen finns bifogade i appendix. De flestadokumenten handlade om fällningsförsök i både labbskala och fullskala.

1

Figur 1: I den översta figuren visas dygnsmedelkoncentrationen av suspenderade ämnen ut från flotatio-nen mot dygnsmedelflödet in till flotationen. I den understa figuren visas dygnsmedelkoncentrationen avtotal fosfor mot dygnsmedelflödet in till flotationen.

2

1.2 SyfteSyftet med detta examensarbete är att utvärdera flotationsanläggningen på Sjölunda samt hittaförslag till att förbättra dess partikelavskiljning. Utvärderingen kommer att ske genom följandefrågeställningar:

• Hur fungerar flotationsanläggningen idag, och varför fungerar den som den gör?

• Hur ska anläggningen styras så att en bra partikelseparation uppnås?

1.3 AvgränsningarI första hand är det partikelavskiljningen som har studerats i detta examensarbete.Fällningskemikalierna som har testas är begränsade till PAX XL100, PAX XL360 och PAX 15samt polymererna C-494 och A-130 från KEMIRA. För att mäta partikelavskiljningen harturbiditeten använts som parameter då det är en snabb och enkel metod att använda.

3

4

2 Grundläggande teori kring funktionen av enflotationsanläggning

I figur 2 visas en principskiss över de olika delarna i flotationsanläggning med flockning. Hurde olika delarna fungerar presenteras nedanför. Haarhoff och Van Vuurens A South AfricanDesign Guide for Dissolved Air Flotation, (1993), ligger till grund för detta kapitel om ingetannat anges.

Figur 2: Principskiss över hur en flotationsanläggning är uppbyggd.

2.1 Kemisk fällning och flockningFör att förbättra partikelavskiljningen vid flotation kan kemikalier tillsättas innanflotationsbassängen. Kemikalierna kan ändra på partiklarnas laddningar och andra egenskaperoch på så sätt få dem att lättare bilda flockar. Oftast är det två olika typer av kemikalier somanvänds, fällningskemikalier och flockningskemikalier. De vanligaste fällningskemikaliernainnehåller järn eller aluminium och doseras som klorid- eller sulfat-salter. Den vanligasteflockningskemikalien är polymer, långa kolkedjor, som används för att skapa större och merhållbara flockar. Hur mycket kemikalier som ska doseras brukar bestämmas genomlabbskaleförsök. Flockningstiden för ytvatten bör vara 4 - 15 minuter och antas vara samma föravloppsvatten, men flockningstiden kan variera beroende på vilken typ av vatten som flockas.Flockningstiden kan även variera för samma typ av vatten. Det viktiga är att flockarna hinneratt växa till under flockningstiden.

2.2 DispersionsvattenDispersionsvatten är vatten som blandats med luft under högt tryck i ett dispersionskärl. Närvattnet tillsätts i kontaktzonen minskar trycket och små luftbubblor frigörs. Vanligtvis brukaren del av vattnet som lämnar flotationsanläggningen recirkuleras och trycksättas i ettdispersionskärl. Det finns två olika typer av dispersionskärl, packade och opackade. Packadekärl är fyllda med packningsmaterial, som till exempel små plastbitar som ska hjälpa flödet attfördela sig mer jämt. Opackade dispersionskärl saknar packningsmaterial och rekommenderas

5

om utgående vatten från slutet på flotationsbassängen används som dispersionsvatten. Trycket iett dispersionskärl rekommenderas att vara mellan 3 och 6 bar. Av vattnet som lämnarflotationsanläggningen är det lämpligt att 6-10 % recirkuleras.

När dispersionsvattnet lämnar dispersionskärlet frigörs små luftbubblor som ska fästa påpartiklarna i vattnet och föra upp dem till ytan. För att få en bra flotation behövs det ettöverskott av luftbubblor i förhållande till antalet partiklar som finns i vattnet, eftersom det inteär säkert att alla luftbubblor kolliderar med partiklarna. Ibland kan en luftbubbla stiga upp tillytan utan att träffa en partikel. Om luftbubblorna kolliderar med varandra så reduceras antaletluftbubblor. I vissa fall kan luftbubblorna lossna från partiklarna och inte träffa någon nypartikel. Därför är det viktigt att säkerställa att tillgången på luftbubblor är god. Generellt styrhalten av suspenderade ämnen i vattnet in till flotationen hur mycket luft som behövs. En höghalt av suspenderade ämnen kan öka effektiviteten då chansen för luftbubblorna att hitta enpartikel att fästa vid ökar.

För att undvika att antalet luftbubblor reduceras genom ihopslagning är det viktigt atteftersträva att alla luftbubblor är av samma storlek. När luftbubblorna är lika stora kommer deha samma stighastighet och då minskar risken för kollision. I en flotationsanläggning kommerluftbubblorna vara olika stora, men medeldiametern ligger runt 40 - 110 µm.

Små luftbubblor är att föredra framför stora luftbubblor, eftersom ju mindre luftbubblorna är,desto långsammare stiger de och desto mindre hydrauliska störningar blir det. Dock fårbubblorna inte bli för små då stighastigheten blir för låga. Ju långsammare bubblorna stiger,desto längre tid har de på sig att fästa sig till partiklarna. Är bubblorna stora finns det risk föratt de lossnar från partiklar som de redan fäst till. Det går även att skapa fler småbubborjämfört med stora på samma mängd luft då en sfärisk luftbubbla med diametern 2 mminnehåller samma luftvolym som 64 000 sfäriska luftbubblor med diametern 50 µm.

2.3 PartiklarFör att flotationen ska fungera optimalt behöver partiklarna som kommer in i flotationen varaav en viss storlek. Den optimala partikelstorleken utgörs av två kritiska gränser som ärberoende av densiteten. Ena gränsen utgörs av den maximala partikelstorleken och om enpartikel är större än denna kommer partiklen vara för tung eller för stor för att floteras.Partiklen kommer då att sedimentera istället för att floteras. Andra gränsen utgörs av denminimala partikelstorleken. Om en partikel är mindre än denna kommer den att följa medvattnet ut utan att floteras. Partikelstorleken kan variera mycket beroende på vilken typ avvatten som floteras.

Det är inte bara storleken på partiklarna som är av betydelse, utan även deras laddning ochhydrofoba egenskaper är viktiga. Nästan alla partiklar som finns i vattnet brukar vara negativtladdade. Detta medför att de repellerar varandra. När fällningskemikalier tillsätts så minskarden negativa laddningen och partiklarna kan lättare bilda aggregat. Då luftbubblorna ska fästavid partiklarna bör partiklarna var hydrofoba eller ha en hydrofob yta. Vissa partiklar kan blimer hydrofoba när den negativa laddningen minskar (Edzwald, 1995).

6

2.4 KontaktzonenKontaktzonen är den första av två zoner i en flotationsbassäng och här ska partiklarna i vattnetsom kommer in till flotationsbassängen blandas med luftbubblorna i dispersionsvattnet ochbilda aggregat som sedan flyter upp till ytan. Aggregat kan bildas på fyra olika sätt:

1. Adhesion innebär att luftbubblornar fäster vid partiklarna när de kolliderar. Dettascenario kommer troligen ske då partikelstorleken är liten, runt cirka 20 µm ochbubbelstorleken är cirka 40 µm.

2. Partiklarna i vattnet är mycket större än luftbubblorna. Om partiklarna är cirka 200 µmoch luftbubblorna cirka 40 µm och partiklarna har en ojämn yta kommer luftbubblornafastna på partiklen. Om det finns flockar i vattnet och dessa är stora med mycket hålrumkan luftbubblorna fastna inne i dessa, och bli insnärjda i partiklarna.

3. Flocken går sönder och omformas i kontaktzonen eller om det kommer in luft iaggregaten innan de är färdigbildade.

4. Bubblorna växer till på en partikelflock, en flock där partikeln utgör en kärna förflockbildning.

Gällande utformningen av kontaktzonen är det viktigt att den är väl avgränsad från nästa zon,separationszonen. Detta kan göras med hjälp av en kontaktzonsvägg. Det är även viktigt attundvika skarpa kanter och ytor som kan förstöra de aggregat som har bildats. För att få entillfredsställande aggregatbildning krävs det att vattnet in till flotationen blandas ordentligtmed dispersionsvattnet samt att partiklarna och luftbubblorna är av rätt storlek.

2.5 SeparationszonenAggregaten som bildas i kontaktzonen flyter upp till ytan i separationszonen där de bildar ettflytslam. Det finns två olika sätt att avskilja slammet från vattnet, spolning eller skrapning.Genom att spola av slammet blir det utgående vattnet renare, men själva slammet blir utspätt.När slammet skrapas av blir det tjockare och lättare att avvattna.

Den hydrauliska belastningen i separationszonen bör vara runt 5-11 m/h. Tvärsnittsflödetgenom separationszonen bör vara 20-100 m/h. Bassängdjupet kan variera från 1,5 till 3 m.

7

8

3 Sjölunda avloppsreningsverk

Beskrivningen av hur processen på Sjölunda fungerar är i första hand baserat pådriftinstruktioner som finns för verket och i andra hand efter personlig kommunikation medprocessingenjörer och driftpersonal och tillsist miljörapporter från 1990 - 2008 om inget annatanges. I figur 3 visas en processbild över Sjölunda. Processen beskrivs i avsnitt 3.1

Figur 3: Förenklad processbild av Sjölunda avloppsreningsverk.

Sjölunda avloppsreningsverk uppfördes 1963 och är beläget vid oljehamnen i norra Malmö.Verket har därefter byggts ut i olika etapper 1970, 1979, 1998 och 2006-2007. Åren 1979 och1998 ändrades utsläppskraven varpå utbyggnad blev nödvändig. Vid utbyggnaden 1979byggdes flotationsanläggningen. Sista utbyggnaden omfattar en bräddvattenanläggning.

Sjölunda är dimensionerad för att ta emot ett maxflöde på 4400 l/s. Ungefär 295000 personervar anslutna till avloppsnätet år 2007, då Sjölunda i snitt tog emot 122000 m3/d, vilketmotsvarar 1410 l/s. BOD7-belastningen på verket var i snitt 22040 kg/d, fosforbelastningen isnitt 600 kg/d och kvävebelastningen 4000 kg/d. Den parameter som flotationen påverkar iförsta hand är fosforn och om flotationen fungerar bra ska riktvärdet för fosfor inte vara någraproblem att klara av. Utsläppskraven jämfört med uppnådd rening år 2007 visas i tabell 1.

Tabell 1: Utsläppskrav och uppmätta medelvärdena för 2007BOD7 Tot-P Tot-Nmg/l mg/l mg/l

Utsläppskrav 12 0,3 10riktvärde riktvärde riktmedelvärde

månadsmedelvärde månadsmedelvärde årsmedelvärdeUppmätta medelvärdenför år 2007 9,5 0,3 10

9

3.1 Processbeskrivning3.1.1 Rening av avloppsvatten

Det första steget i reningsprocessen på Sjölunda är ett rensgaller. Vattnet renas mekaniskt avfyra stycken rensgaller med spaltvidden 3 mm. Renset transporteras bort med hjälp av en skruvför avvattning innan det hamnar i en container. Det avvattnade renset skickas till förbränning.Efter rensgallerna delas vattnet upp på två linjer. Det finns även möjlighet att brädda vidrensgallerna.

I båda linjerna leds vattnet igenom både sandfång och förluftning. Innan förluftningen doserasjärnsulfat i form av Kemwater COP, ett tvåvärt järn som ska oxideras till ett trevärt järn iförluftningen. Även överskottsslam från aktivslamanläggningen ska återluftas i förluftningen.Linjerna får slam från aktivslambassängerna på respektive linje.

I varje linje finns fyra cirkulära försedimenteringsbassänger. Sedimenteringsbassängerna ärgrupperade två och två med med en gemensam slambrunn. Primärslammet pumpas vidare tillslamförtjockningen. De åtta försedimenteringsbassängerna har en total yta på 5600 m2 och entotal volym på 7900 m3.

Vattnet från från första linjen leds vidare till ett aktivslamblock bestående avaktivslambassänger och efterföljande sedimenteringsbassänger. I aktivslamblocket finns treparallella aktivslambassänger, för BOD7-avskiljning. Luftningen sker med hjälp avblåsmaskiner, tre stycken i varje bassäng. I två bassänger finns fem zoner i vardera bassäng därde två första zonerna kan köras som anaeroba. Den sista bassängen har åtta zoner, och tvåomblandningskammare där de fyra första zonerna kan köras som anaeroba. Tillsammans haraktivslambassängerna en luftningsvolym på 9900 m3. Luftningen efterföljs aveftersedimentering. Varje block har fyra sedimenteringsbassänger. Den totala ytan påeftersedimenteringen är 2800 m2 och den totala volymen är 10700 m3. Slammet som bildaspumpas antingen tillbaka som returslam till början av luftningsbassängerna eller somöverskottsslam till förluftningen i början av linjen.

Vattnet från den andra linjen leds via fyra snäckpumpar till det andra aktivslamblocket som äruppdelad på tre jämnstora linjer med en total volym på 10000 m3. Varje linje är uppdelad i fyrazoner och den första av zonerna är alltid anaerob eller anoxisk. I hela blocket finns treblåsmaskiner. Efter luftningen leds vattnet vidare till eftersedimenteringsbassänger. Det finnsfjorton stycken bassänger med den totala arean 3270 m2 och den totala volymen 11700 m3.Slammet pumpas antingen i retur tillbaka till snäckpumparna eller som överskottslam tillförluftningen i början av linjen.

Vattnet från de båda aktivslamblocken blandas i en pumpstation innan det pumpas upp till fyrabiobäddar. Bärarmaterialet i biobäddarna består av korrugerad plast av typen Munthersplasdek. Vattnet fördelas ut jämt över biobäddarna med hjälp av spridararmar. För att minskabehovet av kolkälla recirkuleras vatten från biobäddarna in till de anaeroba zonerna i det andraaktivslamblocket.

Från biobäddarna pumpas vattnet via en pumpstation upp till efterdenitrifikationen. Därfördelas vattnet på sex linjer med två bassänger i varje linje. Varje bassäng är fylld medkaldnesbärare av typen K1. Efter varje bassäng finns en sil så att bärarna inte sköljs ut. För attbärarna ska vara omblandade finns det sex stycken omrörare i varje linje som arbetar konstant.

10

För att processen ska fungera tillsätts en kolkälla i form av metanol. Den total volymen förefterdenitrifikationsbassängerna är 6300 m3 där bärarmaterialet utgör en volym på 3150 m3.Efterdenitrifikationen är dimensionerad för att klara av ett flöde på 2200 l/s. Då flödetöverskrider 2200 l/s bräddas vatten från från det första aktivslamblocket direkt bort tillflotationen.

Vattnet från efterdenitrifikationen leds till flotationen via självfall. Då flödet överskrider2200 l/s startar snäckpumparna in till flotationen och tar vattnet som kommer frånaktivslamblocket. Vattnet delas upp i två kanaler för att sedan spridas ut till de 16 flocknings-och flotationsbassänger som finns i anläggningen. I mätrännan kan fällningskemikalienPAX XL100 doseras för att öka fosfor och partikelavskiljningen. Flockningsbassängerna haren total volym på 3960 m3 och varje bassäng är indelad i två delar med totalt fyra omröraresom alla har en långsam omrörningshastighet. När vattnet har renats i flotationen släpps det ut iÖresund via två stycken ledningar som är cirka 3 km långa. Vid högflöde eller om nivån iÖresund är hög måste vattnet pumpas ut, annars rinner det med självfall.

Då det är mycket flöde in till verket går en del av flödet in till bräddvattenmagasinet, som mest3600 l/s, i stället för att gå in genom gallerna. Bräddvattenmagasinet består av två bassänger på5000 m3 respektive 7000 m3. Innan vattnet leds in i den första bassängen renas det mekanisktmed renssilar. När den första bassängen är full leds vattnet över till den andra bassängen. Iinloppet till bassäng 2 kan fällningskemikalier och polymer tillsättas. Bassäng 2 är ensedimentationsbassäng med lameller. Det renade vattnet från bassäng 2 släpps ut direkt iutloppskanalen.

3.1.2 Slamhantering

Primärslammet från försedimenteringsbassängerna blandas och passerar en slamsil, ettfingaller med spaltvidden 2 mm. Därefter förtjockas det i gravitationsförtjockare. Detförtjockade slammet leds vidare till rötkammrarna medan ytvattnet återförs till verket innansandfången i de båda linjerna.

Ytslammet och bottenslammet från flotationen samt en del överkottsslammet frånaktivslambassängerna som inte pumpas till förluftningen leds till en silbandsförtjockare. Däravvattnas slammet på en 2 m bred silduk. Om det blir problem med silbandspressen pumpasslammet tillbaka till slamåterluftningen i den andra linjen.

Det förtjockade slammet rötas sedan i sex stycken rötkammare som drivs seriekopplade tvåoch två och håller en temperatur på 35◦C. Därefter kan slammet mellanlagras i en slamtankinnan det avvattnas med en centrifug. Polymer tillsätts för att förbättra slamavvattningen.

Rejektvattnet från centrifugen behandlas i en SBR-reaktor (sekvensiell satsvis reaktor). Efterluftning får vattnet sedimenteras innan det leds till det första aktivslamblocket.

11

3.2 Beskrivning av flotationsanläggningen3.2.1 Teknisk beskrivning

Flotationsanläggningen på Sjölunda har 16 flotationsbassänger med tillhörandeflockningsbassänger. Bassängerna är uppdelade på två block med åtta bassänger till varjeblock. Måtten på bassängerna kan ses i tabell 2.

Tabell 2: Måtten i flotationsbassängerna på SjölundaBredd 7,5 mLängd kontaktzon 1,1 mDjup kontakzon 4,4 mLängd separationszon 17,7 mDjup separationszon 2,75 m

På botten av flotationsbassängen finns en bottenslamskrapa som har 10 skrapblad som skraparner slammet i bottenslamfickan. På ytan finns en ytslamskrapa med 14 skrapblad som skraparner slammet i en ränna. I slutet av separationszonen sitter en vägg som vattnet måste rinnaunder innan det kan släppas ut genom ett överfall.

I figur 4 visas hur bassängerna är numrerade i flotationsanläggningen på Sjölunda. Bassäng 3,4, 13, 14, 15 och 16 har kontaktzonsväggar. Till varje bassäng finns ett opackatdispersionskärl. Mängden dispersionsvatten som ska tillsättas styrs av flödet och målet är att10 % av flödet som lämnar flotationen ska recirkuleras som dispersionsvatten. Dock harproblem med den flödesstyrda regleringen gjort att dispersionsflödet till varje bassäng varit låstpå 10,5 l/s. Alla bassänger har sex stycken ställen där dispersionsvattnet kommer in ikontaktzonen, men bassäng 7 är ombyggd och där finns endast två stycken ställen därdispersionsvattnet kommer in i kontaktzonen.

Figur 4: Numrering av bassängerna i flotationsanläggningen på Sjölunda sett ovanifrån.

I tabell 3 visas måtten för en flockningsbassäng i flotationen. I mitten på flockningsbassängenfinns två väggar som vattnet ska rinna under och över, då flockningsbassängen består av tvåflockningskammare. I varje flockningsbassäng finns fyra stycken grindomrörare som långsamtrör om i vattnet.

12

Tabell 3: Måtten för en flockningsbassäng på Sjölunda.Bredd 7,4 mLängd 7,4 mDjup 5 m

I figur 5 visas en modell över inloppet i flotationen där flödena från efterdenitrifikationen ochaktivslamblocket möts. Genom ett 113 meter långt rör leds vattnet från efterdenitrifikationen inpå drygt 3 meters djup i flotationsanläggningen. Vattnet från aktivslamblocket kan komma ingenom två luckor på 0,8 meters djup där det ska blanda sig med vattnet frånefterdenitrifikationen vid högflöde. Via två kanaler som är ungefär 25 meter långa delar vattnetupp sig på de två blocken. Ungefär lika mycket vatten kommer in i varje kanal. I slutet avkanalen finns en mätränna där flödesmätningen sker. Efter mätrännan kan fällningskemikalierdoseras vid behov.

Figur 5: Inloppet till flotationsanläggningen.

I figur 6 visas ett varaktighetsdiagram över hur stor del av tiden ett visst flöde inträffar.Diagrammet är baserat på flödesmätningar med intervall på sex minuter under 2006 och 2007.Hur flödet sedan fördelar sig på de två blocken under 2007 kan ses i figur 7. Anmärkningsvärtär att endast 5 % av tiden överskreds flödet 2200 l/s in till flotationen enligt figur 6 och det ärdetta höga flöde som ger höga värden av suspenderade ämnen och fosfor ut från flotationensom sågs i figur 1.

13

Figur 6: Varaktighetsdiagram över flödet in till flotationsanläggningen baserat på flödesmätningar under2006 och 2007

Figur 7: Flödesfördelningen in till de båda blocken under 2007.

14

3.2.2 Jämförelse av flotationen på Sjölunda med designvärden

För att se hur väl flotationsanläggningen på Sjölunda stämmer överens med designkriteriernaför flotation som nämndes i kapitel 2 jämförs de olika parametrarna. Som minsta flöde in tillflotationsanläggningen väljes 400 l/s vilket motsvar 25 l/s i varje bassäng. Maximalt kommerdet in 4400 l/s som motsvarar 275 l/s i varje bassäng.

Uppehållstiden, HRT, i en bassäng beräknas enligt ekvation 1 där Vbassang är volymen påbassängen och Qbassang är flödet in till bassängen.

HRT =Vbassang

Qbassang

(1)

Ytbelastningen, HRL, i en bassäng beräknas enligt ekvation 2 där Ayta är ytarean iseparationszonen.

HRL =Qbassang

Ayta

(2)

Andel recirkulerat flöde, re beräknas enligt ekvation 3 där Qdisp är dispersionsflödet i enbassäng.

re =Qdisp

Qbassang

(3)

Tvärsnittsflödet, v, i separationszonen beräknas enligt ekvation 4 där Atvar är tvärsnittsarean iseparationszonen.

v =Qbassang

Atvar

(4)

I tabell 4 visas en jämförelse mellan designkriterierna i kapitel 2 och de faktiska förhållandenai flotationsanläggningen på Sjölunda. Ju högre flödet i flotationen är, desto mindre blir bådeflockningstiden och andelen vatten som recirkuleras (om dispersionsflödet in till varje bassängär konstant). Flockningstiden är fortfarande över rekommenderat värde vid maxflöde menandelen flöde som recirkuleras blir under det rekommenderade, vilket kan leda till att det blirför lite dispersionsvatten för att får en tillfredsställdande flotation. Den hydrauliskabelastningen och tvärsnittsflödet ökar med ökat flöde, men ligger inom rekommenderadevärden även vid högflöde. Jämförelsen visar att flotationsanläggningen är designad inomrekommenderade designvärden, utom för andelen recirkulerat flöde när den frekvensstyrdapumpen somreglerar recirkulationsflödet inte fungerar. Den lägre ytbelastningen gör attaggregaten får längre tid på sig att stiga till ytan, vilket kan öka partikelseparationen. Att ävenflockningstiden är längre påverkar bara på ett positivt sätt. Om det tillsätts en konstant mängddispersionsvatten till varje bassäng kommer detta påverka flotationsanläggningen på ett dåligtsätt då det inte blir för lite dispersionsvatten i kontaktzonen enligt designguiden.

15

Tabell 4: Jämförelse mellan designvärden och de faktiska förhållandena i flotationsanläggningen påSjölunda.

Designvärden SjölundaFlockningstid 4-15 min 16 min - 3 hAndel av flödet som 6-10 % 3,8-42 %recirkuleras 10 % om frekvespumpen fungerarHydraulisk belastning 5-11 m/h 0,7-7 m/hi separationszonenTvärsnittsflödet i 20-100 m/h 4,4-48 m/hseparationszonen

3.2.3 Utvecklings och förbättringsarbeten med flotationsanläggningen

År 1975 bestod Sjölundas reningssteg av mekanisk rening i form av galler, luftat sandfång ochförsedimentering samt en biologisk rening i form av aktivslamanläggning med efterföljandesedimentering, men nya reningskrav på 90 % reduktion av fosfor och BOD7 resulterade i attutbyggnad av verket behövdes. Det som behövdes byggas till var biologisk rening medbiobäddar samt en efterfällningsanläggning och Lunds Tekniska Högskola fick i uppdrag attundersöka vilka möjligheter som fanns (Särner, 1976).

Andersson (1976) fick i uppdrag att hitta den mest lämpade efterfällningsmetoden avsedimentering, lamellsedimentering och flotation. Som efterfällningskemikalier valdes AVR(järnhaltig aluminiumsulfat) och järnklorid och vid flockning visade det sig att de partiklarnasom bildades hade en stor fasgränsyta som lämpade sig för flotation. Andersson gjorde mångaolika försök där han varierade olika parametrar för att bygga upp empiriska modeller. När hangjorde sina flotationsförsök utgick han från en ytbelastning på 4,0 m/h och enrecirkulationsgrad på 15 %. Den inkommande mängd suspenderade ämnen var 30 mg/l (ävenför de andra anläggningarna) och doseringen av både AVR och järnklorid var 170 mg/l. Meddessa värden blev den utgående mängd suspenderade ämnen 10,9 mg/l vid fällning medjärnklorid och 7,1 mg/l vid fällning av AVR. Andersson kom fram till att en ökning avytbelastningen inte påverkade den utgående koncentrationen av suspenderade ämnen. Genomatt öka dispersionsflödet och kemikaliedoseringen minskade den utgående koncentrationen avsuspenderade ämnen. Både vid sedimentering och lamellsedimentering ökade den utgåendekoncentrationen av suspenderade ämnen vid ökad ytbelastning varpå flotationen blev denefterfällningsanläggning som byggdes, se figur 8.

16

Figur 8: Presentation av valet för flotationsanläggning vid Sjölunda.

Vid jämförelse mellan Anderssons ytbelastning på 4,0 m/h och det rekommenderadedesignvärdet på 5-10 m/h så borde ytbelastningen på Anderssons pilotanläggning eventuelltvara större. Recirkulationsgraden vid Anderssons försök var högre än designvärdet på 6-10 %.

I början av 1990-talet var det problem med att flotera vattnet från biobäddarna vilketresulterade i en medelmängd suspenderade ämnen ut ur flotationen på 20 mg/l jämfört medönskade 10 mg/l. Byte av fällningskemikalie från AVR till PAX XL60 (polyaluminiumklorid)under 1995 ledde till att koncentrationerna av suspenderade ämnen minskade och äventungmetallshalterna i avloppsslammet minskade. Åren 1997-1998 utökades kvävereningsstegetmed en efterdenitrifikationsanläggning och vattnet från anläggningen behandlas i flotationen.När flödet överskrider 2200 l/s, maxkapaciteten för efter-denitrifikationen, förbileds vattenfrån aktivslamblocket direkt in till flotationen. Mellan 1999 och 2006 byttes samtliga skraporut till plastskrapor istället för stålskrapor och dispersionsventilerna till varje bassängrengjordes. Under 1998 stängdes doseringen av fällningskemikalier och polymer ner ochåterupptogs inte förrän år 2006, med ett kort undantag 1999. Under 2006 gjordes försök medolika fällningskemikalier på vattnet från denitrifikationen vilket resulterade i att PAX XL60byttes ut mot PAX XL100 (polyaluminiumklorid)(Miljörapporter, 1990-2008).

Under sommaren 2007 gjordes en undersökning av driften av flotationsanläggningen medtyngdpunkten på hur skraptiden påverkar reningsresultatet. Hur länge skraporna var igångtycktes inte påverka resultatet genom jämförelse mellan block 1 och block 2 där skraptidernaär 10 respektive minuter 7. Det påvisades dock att mängden suspenderaande ämnen ökade dåskraporna var igång och koncentrationen av suspenderade ämnen stabiliserades igen efter 30minuter (Magnusson och Moberg, 2007).

17

18

4 Metodik för laborationsförsökSyftet med experimenten är att undersöka hur partikelavskiljningen i flotationsanläggningen påSjölunda fungerar vid hög- och lågflöde, samt att undersöka om partikelavskiljningen kan blibättre vid tillsats av fällningskemikalier.

4.1 FörsöksplanFörsöken redovisas nedan:

• För att undersöka hur flödet påverkar partikelavskiljningen i flotationsanläggningen,utförs turbiditetsmätningar vid både hög- och lågflöde. Turbiditeten tas på både vattensom kommer in i flotationsanläggningen samt på utgående vatten från varje bassäng. Påså sätt kan även eventuella skillnader på bassängerna upptäckas. Vid ett högflödestillfälletas även prov på suspenderade ämnen, både på vatten som kommer in iflotationsanläggningen och utgående vatten i några bassänger.

• För att undersöka hur vatten från aktivslamblocket blandar sig med vattnet frånefterdenitrifikationen görs ett spårämnesförsök där spårämnet litium tillsätts i vattnetfrån efterdenitrifiktationen och mäts i de båda kanalerna in till varje block.

• För att undersöka hur väl lämpade vattnen från aktivslamblocket respektiveefterdenitrifikationen är för flotation utförs flotationstest där både mängdendispersionsvatten och trycket på dispersionsvattnet varierar.

• För att undersöka om partikelavskiljningen kan bli bättre vid tillsatts avfällningskemikalier gör fällningsförsök på vatten in till flotationen vid högflöde ochlågflöde.

4.2 TurbiditetTurbiditeten mättes med hjälp av en portabel turbiditetsmätare, Hach Lange 2100P, se figur 9.Provet hälldes i en kyvett som fylldes upp till ett vitt streck (15 ml), se figur 9. Däreftertorkades kyvetten av och sattes i turbidimetern. Vid avläsning skickas vitt ljus via en lins ochförhållandet mellan två ljusdetektorer beräknas. Två ljusdetektorer kompenserar förförändringar av ljuselektrodens ljusstyrka och minskar störningar av ströljus, vilket ökarmätnoggrannheten och gör att turbidimetern inte behöver kalibreras så ofta. Mätnoggrannhetenför turbidimetern är ±2 % plus ströljus (<0,02 NTU). Mätområdet för turbidimetern är 0-1000NTU (Hach Company, 2004).

4.3 SpårämnesförsökSom spårämne användes litium i form av litiumklorid som i förväg lösts upp i vatten. Vidhögflöde doserades lösningen med litiumklorid momentant i slutet av efterdenitrifikationen.Via mobiltelefonkontakt kunde provtagningen inne i flotationen påbörjas då litiumkloridendoserades. Därefter togs prov var 10:e sekund i kanalerna som leder vattnet till de bådablocken. Två personer skötte provtagningen och en person sa till när proven skulle tas. Provtogs även på vattnet innan försöket startade för att få fram bakgrundskoncentrationen av litiumsamt på litiumkloridlösningen för att fastställa hur mycket litium som doserats.Litiumproverna skickades sedan till laboratoriet vid Bulltofta vattenreningsverk för analys de

19

Figur 9: Turbidimetern som användes vid turbiditesmätningarna.

analyserades med atomabsorbtionsteknik med flammetoden där acytylen brinner med luft.Litiumkoncentrationen mättes sedan på instrumentet perkin elmer AAS-300 (Zachowski,2008).

4.4 Fällnings- och flotationsförsökFör att undersöka hur partikelavskiljningen blir vid flotation gjordes flotationsförsök med ochutan fällningskemikalier. De fällningskemikalier som testades var tre olikaaluminiumkloridsalter från KEMIRA; PAX XL100, PAX XL360 och PAX 15. Denfällningskemikalie som används i flotationsanläggningen idag är PAX XL100.Fällningskemikalierna PAX XL360 och PAX 15 rekommenderades av Pålsson (2008). IPAX XL360 finns även organisk polymer. Även två olika sorters polymer testades, enkatjonisk polyakrylamid C-949 och en anjonisk polyakrylamid A-130. Båda polymeren har enhög molekylvikt. I tabell 5 visas hur mycket aluminium som fällningskemikalierna innehåller,densiteten på fällningskemikalierna samt en uträkning på hur många mg aluminium som går på1 ml PAX. Även priset på de olika produkterna visas i tabell 5. Mer information om de olikakemikalierna finns i produktbladen som återfinns i appendix.

Tabell 5: Pris på fällningskemikalier och polymer, samt aluminiuminnehållet i fällningskemikalierna.Fällningskemikalie/ Vikt% Al Densitet mgAl/ml PAX Pris

polymer (g/cm3)PAX XL360 6,9 1,29 89 1650 kr/tonPAX XL100 9,1 1,38 126 1550 kr/ton

PAX 15 7,6 1,30 99 1375 kr/tonC-494 27 kr/kgA-130 23 kr/kg

Vid fällningsförsöken har 1, 2, 5, 10, 15 och 20 mg Al/l doserats. För att beräkna mängdenPAX som ska doseras används ekvation 5.

ml PAX =mangd Al(mg/l) · provvolym(l)

mgAl/ml PAX(5)

Försöken utfördes i enlitersbägare och vid fällningsförsök användes även flockningsutrustning

20

Flocculator 2000 från KEMIRA KEMWATER där tiden för inblandning, omrörning ochsedimentering ställdes in. Vid fällningsförsöken startade först snabbinblandningen och därefterdoserades fällningskemikalien. Snabbinblandningen var igång i 11 sekunder, därefter toglångsaminblandningen vid i 10 minuter. Vid de försök där polymer användes, doseradespolymeren i provet efter cirka 5 minuters långsaminblandning. Efter omrörningen tillsattesdispersionsvattnet med hjälp av en dispersionsspruta, som ses i figur 10. Luften tilldispersionssprutan fylldes på med hjälp av ett pumpmunstycke som var monterat till ettluftuttag. På dispersionsklockan fanns en tryckluftsmätare som mätte trycket inne i klockan.Som dispersionsvatten användes kranvatten som mättes upp innan och efter dosering för att sehur mycket vatten som tillsattes. Trycket i dispersionsklockan var runt 5 bar för att efterliknatrycket i dispersionskärlen ute i flotationsanläggningen. Mängden dispersionsvatten somtillsattes motsvarade cirka 10 % recirkulation, vilket är så mycket dispersionsvatten somtillsätts flotationsanläggningen om recirkulationen är flödesstyrd (vilket eftersträvas). Eftertillsats av dispersionsvatten fick provet flotera i 10 minuter. Prov togs ut med hjälp av en slangeller en pipett. Slangen var antingen fasttejpad på en bägare så prov kunde tas från botten medhjälp av en spruta eller så stacks slangen ner när provet floterat klart och prov togs ut. När provtogs ut med pipett stacks pippetten ned under slamtäcket och prov samlades in.

Figur 10: Dispersionssprutan som användes vid flotationsförsöken.

4.4.1 Beredning av polymer

Vid labbskaleförsöken användes en 0,05 % polymerlösning. Lösningen blandades genom att0,5 gram polymerpulver löstes upp i 99,5 gram destillerat vatten under kraftig omrörning.Därefter fick lösningen stå i cirka 1 timme för att mogna (efter instruktioner av Pålsson, 2008).

4.4.2 Mätningar av suspenderade ämne och total fosfor

Mätningarna av suspenderat material utfördes enligt standarden SS-EN 872. Vid mätning avsuspenderat material filtrerades en känd mängd prov på ett filterpapper av känd vikt.Filterpappret torkades sedan i 105◦C i en timme innan det vägdes och susphalten kundeberäknas enligt ekvation 6.

mg susp/l =torkat filter med prov − filter

provvolym(6)

Koncentrationen av totalfosfor mättes med hjälp av Dr Langes testkyvetter, LCK 349 sommäter totalfosfor i området 0,05-1,5 mgP/l. Metoden baseras på fosfatjoner som reagerar i surlösning med molybdat- och antimonjoner till ett antimonylfosformolybdat- komplex. Vidtillsats av askorbinsyra bildas ett blått komplex som mäts i fotometer (Lange, 2008).

21

22

5 Resultat av försök

5.1 Turbiditetsmätningar i flotationsanläggningens bassänger

För att undersöka om det är någon skillnad på partikelseparationen i de olika bassängerna iflotationsanläggningen på Sjölunda mättes turbiditeten på utgående vatten från varje bassängunder både högflöde och lågflöde. Varje mätning började med att ett prov togs på inkommandevatten till flotationen, därefter togs i nummerordning prov på utgående vatten från varjebassäng och försöket avslutades med att prov togs på inkommande vatten för att få enindikering på om turbiditeten ändrats något under försökets gång. Proven som samlades in varstickprov och togs med hjälp av en tvålitersbägare som var fastsatt på en träpinne. Turbiditetenmättes direkt på plats i flotationen. Ett provtagningstillfälle tog cirka en timme.

De första mätningarna gjordes den 26 maj 2008 då det var högflöde. Två mätningar utfördesdenna dag då flödet varierade mellan 2500 - 3800 l/s. Nästkommande mätningar utfördes den2, 3 och 10 juni 2008. Under dessa dagar var det lågflöde och flödet varierade mellan800 - 1000 l/s. Varje provtagningsdag gjordes tre mätningar i varje bassäng. Sistaturbiditetsmätningen utfördes den 4 augusti 2008. Då var flödet in till flotationen cirka 4400 l/s.

I figur 11 ses hur turbiditeten varierar i de olika bassängerna under lågflöde och högflöde.Under lågflöde varierar inte medelvärdet av turbiditeten mellan bassängerna och skillnadenmellan högsta och lägsta uppmätta turbiditet är liten. Vid högflöde är skillnaden mellanbassängerna mer påtaglig, särskilt skillnaden mellan block 1 (bassäng 1-8) och block 2(bassäng 9-16). Under andra mättillfället den 26 maj 2008 var turbiditeten högre än underförsta mätningen samma dag. Denna dag gick det även att visuellt se skillnaden på block 1 ochblock 2. I block 1 fanns ett tjockt slamtäcke, men block 2 saknade slamtäcke och vattnet varfullt av svarta klumpar.

Figur 11: Variation i turbiditeten i de olika bassängerna i flotationsanläggningen under högflöde (3600l/s + 4400 l/s och lågflöde (800 - 1000 l/s).

23

Den 4 augusti 2008 togs även stickprov på sju olika mätpunkter i flotationsanläggningen därkoncentrationen av suspenderade ämnen mättes. Detta var för att få en indikering av hurmycket suspenderade ämnen som reduceras och för att se om en hög turbiditet ger en högkoncentration av suspenderade ämnen. I figur 12 visas turbiditeten och koncentrationen avsuspenderade ämnen i de sju olika mätpunkterna. Fyra mätpunkter är tagna på utgående vatteni bassäng 4, 8, 9 och 13. Resterande tre mätpunkter är tagna på inkommande vatten tillflotationen. Två av mätpunkterna är in till de båda blocken och tredje mätpunkten ärprovpunkten för alla turbiditetsvärden in till flotationen. I tredje mätpunkten blandas vattnetfrån aktivslamblocket med vattnet från denitrifikationen. Vid provtagning i bassäng 8 varskraporna igång vilket kan ha påverkat mängden suspenderade ämnen. Proven in till blockentogs före turbiditetsmätningarna påbörjades och resterande prov togs efterturbiditetsmätningarna. Cirka en liter prov samlades in i varje provpunkt och analyseradescirka 3 timmar senare inne på laboratoriet. Första mätningen av suspenderade ämnen i vattnetin till block 2 visade 132,5 mg/l, men i detta prov följde en klump med, varpå ett nytt provgjordes som visade 30,1 mg/l vilket verkar mer rimligt. Som ses i figur 12 är det ingen störrevariation i turbiditeten och koncentrationen av suspenderade ämnen mellan de utgåendeproverna.

Figur 12: Koncentrationen av suspenderade ämnen och turbiditet i olika mätpunkter i flotationen underhögflöde.

24

5.2 Spårämnesförsök

För att se hur vattnet från efterdenitrifikationen delar upp sig i de två blocken iflotationsanläggningen vid högflöde utfördes ett spårämnesförsök den 14 oktober 2008. Närspårämnesförsöket utfördes var flödet in till flotationen 2760 l/s. Innan försöket börjades togsprov på vattnet i de båda kanalerna i flotationen för att mäta bakgrundskoncentrationen avlitium. Vid analys av proven var bakgrundskoncentrationen 0,005 - 0,006 mg litium/l. Försöketbörjade då 23 g litium doserades där vattnet lämnar efterdenitrifikationen för vidare transportgenom ett 113 meter långt rör bort till flotationsanläggningen. Försöket pågick under 2 minuterdär prov togs i de båda kanalerna var 10:e sekund. I figur 13 visas hur koncentrationen avlitium ändras i de båda kanalerna under försökets gång.

Figur 13: Den uppmätta litiumkoncentrationen i de båda kanalerna i flotationen.

Som ses i figur 13 uppmättes högre koncentration av litium i kanal 1 än i kanal 2. Av de26 g litium som doserades i slutet av efterdenitrifikationen samlades 11 g litium upp i kanal 1och 6 g litium i kanal 2 under försökets gång. Detta tyder på att 65 % av flödet frånefterdenitrifikationen går in i block 1 och resterande 35 % går in i block 2 vid dettaflödestillfälle. Vid denna mätningen skulle det innebära att endast vatten frånefterdenitrifikationen går in i block 1. I block 2 blir det en blandning av vatten frånefterdenitrifikationen och vatten från aktivslamblocket.

5.3 Är både vattnet från efterdenitrifikationen och aktivslamblocket braatt flotera?

För att se om både vattnet från efterdenitrifikationen och aktivslamblocket är lämpade förflotation görs ett flotationstest. I en enlitersbägare tillsattes 800 ml prov från aktivslamblocketoch i en annan enlitersbägare tillsattes 800 ml prov från efterdenitrifikationen. I vardera bägaretillsattes också 80 ml dispersionsvatten med trycket 5 bar. Proven fick flotera i en timme för att

25

efterlikna uppehållstiden vid 10 % recirkulation innan de analyserades. Försöket utfördes den9 november 2008.

I figur 14 visas resultatet av turbiditeten efter en timmes flotation. Referensprovet visar vadturbiditeten var i de båda proven innan de floterades. Som ses i figuren reducerades turbiditetenmer i provet från efterdenitrifikationen än vad den gjorde i provet från aktivslamblocket.

Figur 14: Förändring av turbiditeten vid flotering av vatten från efterdenitrifikationen respektive ak-tivslamblocket.

5.4 Mängden dispersionsvattens påverkan av flotationenFör att undersöka hur mängden dispersionsvatten påverkar reduktionen av turbiditet vidflotering av vatten från efterdenitrifikationen och från aktivslamblocket görs fyraflotationsförsök där mängd tillsatt dispersionsvatten varierar. Mängden dispersionsvatten somtillsätts motsvarar 4, 6, 10 och 20 % recirkulation. Haarhoff och Van Vuuren (1993)rekommenderade att mellan 6 och 10 % av flödet skulle recirkuleras och vid Sjölundarecirkuleras 10 % om flödesstyrningen av dispersionsvattnet fungerar. När tillsatsen avdispersionsvatten är låst till 10,5 l/s till varje bassäng motsvarar det en recirkulation på 4 % vidett maximalt flöde in till flotationen på 4400 l/s. Vid ett flöde på 840 l/s in till flotationenrecirkuleras 20 % om 10,5 l/s dispersionsvatten tillsätts till varje bassäng. För att efterliknaförhållandena i flotationen fick proven flotera olika länge beroende på mängden tillsattdispersionsvatten och floteringstiden för de olika fallen visas i tabell 6

26

Tabell 6: Andel recirkulerat vatten och floteringstid.Andel recirkulerat Floteringstid

vatten (%) (minuter)4 286 38

10 6420 127

I figur 15 visas resultatet av flotationsförsöken vid olika tillsatta mängder dispersionsvatten.Referensprovet är turbiditeten i provet innan flotation. Försöket med vatten frånefterdenitrifikationen utfördes den 9 oktober 2008 och försöket med vatten frånaktivslamblocket gjordes den 17 oktober 2008. Vid försök med vatten frånefterdenitrifikationen var provvolymen 1000 ml och tvålitersbägare användes. När försökenutfördes på vattnet från aktivslamblocket användes enlitersbägare och provvolymen var då 800ml. Som ses i figuren är avskiljningen i turbiditeten bättre för vattnet från efterdenitrifikationenän för aktivslamblocket. Störst reduktion av turbiditeten blir det då mängden tillsattdispersionsvatten motsvarar 20 % recirkulation. Anmärkningsvärt är att vid 20 % recirkulationav vattnet från aktivslamblocket reduceras turbiditeten med nästan 30 %, vilket uppnås redanvid 4 % recirkulation för vattnet från efterdenitrifikationen.

Figur 15: I vänstra figuren visas turbiditeten i förhållande till olika mängd recirkulation vid flotering avvatten från efterdenitrifikationen. I högra figuren visas turbiditeten i förhållande till olika mängd recirku-lation vid flotering av vatten från aktivslamblocket.

27

5.5 Trycket på dispersionsvattnets påverkan på turbiditetenFör att undersöka vad som händer om trycket på dispersionsvattnet ändras mellan 2 och 5 bargörs ett försök med att flotera vatten från efterdenitrifikationen. Proven fick flotera i 60 minuterinnan turbiditeten avlästes. Provvolymen var 800 ml och 80 ml dispersionsvatten användes.Försöket utfördes den 9 oktober 2008. Hur turbiditeten ändras om trycket i dispersionssprutanändras kan ses i figur 16. Referensprovet visar turbiditeten i vattnet från efterdenitrifikationenföre flotation.

Figur 16: Förändring av turbiditeten då trycket i dispersionssprutan ändras.

Som ses i figur 16 är det inte någon större skillnad i turbiditeten beroende på vilket tryck somanvänds i dispersionsvattnet. Däremot blev det skillnad på flytslamtäcket, vilket var tjockare dåtrycket i dispersionssprutan var 5 bar jämfört med 2 bar då flytslamtäcket var väldigt tunt.

28

5.6 Fällningsförsök vid högflödeDen 11 november 2008 togs prov på vatten in till de båda blocken i flotationen. Flödet viddetta tillfälle var 3420 l/s in till flotationen. Proven stod i kylskåp över natten och analyseradesden 12 november 2008. I figur 17 och 18 visas hur turbiditeten reduceras vid kombination avolika fällningskemikalier och polymer i block 1 och 2. Referensprovet visar turbiditeten irespektive block utan tillsats av kemikalier före flotation. Följande doser avfällningskemikalierna testades; 170 ml PAX XL360m3, 160 ml PAX XL100m3 och200 ml PAX 15m3. Dosen av PAX XL360 motsvarar 15 mg Al/l medan doserna av bådePAX XL100 och PAX 15 motsvarar 20 mg Al/l.

Med undantag för kombinationen PAX XL360 och polymer blev alla proven renare vid tillsatsav polymer. Den kemikaliekombination som verkade fungera bäst är PAX XL100 och denkatjoniska polymeren C-494. Försök gjordes även för att undersöka hur turbiditetenpåverkades om polymerdosen höjdes eller sänktes i kombination med 160 ml PAX XL100/m3,se figur 19. Referensprovet visar turbiditeten i respektive block utan tillsats av kemikalierinnan flotation. Som ses i figuren blir turbiditeten lägst vid tillsats av 0,6 mg polymer C-494.

Figur 17: Förändring av turbiditeten vid tillsats av olika fällningskemikalier och polymer i block 1.

29

Figur 18: Förändring av turbiditeten vid tillsats av olika fällningskemikalier och polymer i block 2.

Figur 19: Fällningsförsök med 160 ml PAX XL100/m3 med olika doseringar av katjoniskt polymer C-494 i block 1 och block 2.

30

5.7 Fällningsförsök på vatten från denitrifikationenFörsök gjordes för att undersöka vilken fällningskemikalie som är mest lämpad att använda vidflotation av vatten från denitrifikationen. I figur 20 visas hur turbiditeten ändras vid tillsats avolika mängder PAX XL100, PAX XL360 och PAX 15. Turbiditeten i vattnet innan tillsats avkemikalier var 10,7 NTU.

Figur 20: Förändring av turbiditeten vid tillsats av fällningskemikalier i vattnet från denitrifikationen.

Som framgår i figur 20 är det ingen större skillnad mellan fällningskemikalierna. PAX XL360är den som ger bäst reningsresultat. Eftersom PAX XL100 var den fällningskemikalie somfungerade bäst vid högflödesförsöken testas om partikelavskiljningen kan bli bättre ompolymer tillsätts. Resultatet kan beskådas i figur 21 och som ses i figuren påverkas resultatetmarginellt om polymer tillsätts. Störst effekt har polymeren på dosen 8 ml PAX XL100/m3, dåresultatet blir i princip samma som vid tillsats av 40 ml PAX XL100/m3.

31

Figur 21: Försök med olika doser av anjonisk och katjonisk polymer till olika doser av PAX XL100.

5.8 Fällningskemikaliers inverkan på reduktion av fosfor ochsuspenderade ämnen

För att undersöka om suspenderade ämnen och fosfor kan reduceras mer vid tillsats avfällningskemikalier jämfört med utan tillsats av fällningskemikalier gjordes någraflotationsförsök på vattnet från denitrifikationen. I figur 22 visas hur turbiditeten ochkoncentrationen av suspenderade ämnen och fosfor ändras vid tillsats av olikafällningskemikalier. Första stapelgruppen visar vad koncentrationerna är i provet utanfällningskemikalier och flotation. Andra stapelgruppen visar koncentrationerna vid flotationutan kemikalier. De fyra sista stapelgrupperna visar koncentrationerna vid tillsats avPAX XL100 och polymer.

32

Figur 22: Förändring av turbiditeten, koncentrationen av suspenderade ämnen och fosfor vid tillsats avfällningskemikalier.

Som framgår av figuren blir reduktionen av fosfor större vid tillsats av fällningskemikalier.Halten av suspenderade ämnen ökar vid tillsats av polymer. Med avseende på reduktionen avsuspenderade ämnen är det ingen större skillnad mellan endast flotation och tillsats avPAX XL100. Mer fosfor reduceras om PAX XL100 tillsätts. Vid jämförelse av dosen 80 ml/m3

och 160 ml/m3 är det ingen direkt skillnad i reduktion av suspenderade ämnen och fosfor varpåden lägre doseringen på 80 ml/m3 kan väljas.

33

34

6 Diskussion

Spårämnesförsöket som utfördes den 14 oktober tydde på att vattnet som kommer in frånefterdenitrifikationen till flotationsanläggningen då flödet överskrider 2200 l/s i första hand gårin i block 1. Således går det mesta av vattnet från aktivslamblocket in i block 2.Flotationsförsöket som gjordes där flotationsegenskaperna för vatten från efterdenitrifikationenjämfördes med vatten från aktivslamblocket visade att vattnet från efterdenitrifikationen varmer lämpat till flotation. Spårämnesförsöket och flotationsförsöket förklarar varför turbiditeteni block 2 är högre än i block 1 vid turbiditetsmätningarna som gjordes under högflöde.

Konstant tillsats av 10,5 l dispersionsvatten/s till varje bassäng innebär att för litedispersionsvatten tillsätts till flotationsbassängerna vid högflöde vilket resulterar i en sämrereduktion av turbiditeten. Flotationsförsöket där mängden tillsatt dispersionsvatten varieradevisade att när det blir för lite dispersionsvatten försämras reduktionen av turbiditeten. Specielltmärktes detta på vattnet från aktivslamblocket. Vid 20 % recirkulation reducerades lika mycketturbiditet i vattnet från aktivslamblocket som det gjorde vid 4 % recirkulation i vattnet frånefterdenitrifikationen. Dock kan turbiditeten reduceras mer om fällningskemikalier tillsätts,vilket fällningsförsöken visade. Vid fällningsförsöken tillsattes dispersionsvatten sommotsvarade 10 % recirkulation, men försök med till exempel 4 % recirkulation kunde gjorts föratt se hur dispersionsvattnet påverkar reduktionen av turbiditeten.

Vid högflöde ökade turbiditeten in till flotationen, vilket kan bero på att det kommer in mycketsuspenderade ämnen från ledningsnät och utspolade försedimenteringsbassänger. Som sågs ifigur 1 fås koncentrationer på över 10 mg suspenderade ämnen/l när dygnsmedelflödetöverskrider 1100 l/s. Under dessa dygn har antaglien en del av flödet varit över 2200 l/s.Anmärkningsvärt är också att när flödet är över 2800 l/s under ett dygn är koncentrationen avsuspenderade ämnen lägre än 10 mg/l. Detta kan bero på att det har varit långvariga regnvädersom har spolat rent ledningarna på smuts. En hög halt av suspenderade ämnen in tillflotationen kan inte enbart skyllas på höga flöden, utan även alla reningssteg som finns föreflotationen som måste vara väl fungerande för att flotationsanläggningen ska fungera.

Fällningsförsöken som utfördes på vattnet vid högflöde visade att turbiditeten i block 2reducerades mer än vad den gjorde i block 1 då turbiditeten in till block 2 var högre. Denprovade dosen kan vara mer lämpad för vattnet från aktivslamblocket än vad den är till vattnetfrån efterdenitrifikationen. Den kemikalie som verkade fungera bäst i kombination medpolymer var PAX XL100. Turbiditeten blev lägre i båda proven när polymer tillsattes. Bästresultat blev det med 160 ml PAX XL100 och 0,6 g polymer/m3. Turbiditeten i block 2reducerades mer än turbiditeten i block 1. Vid fällningsförsöken som utfördes påefterdenitrifikationen var den mest optimala dosen 80 ml PAX XL100/l när det gällerreduktion av fosfor och suspenderade ämnen. Dock påverkades inte doseringen av polymerreduceringen av suspenderade ämne och fosfor.

Alla försök som gjorts visar att det är skillnad på vattnet från aktivslamblocket och vattnet frånefterdenitrifikationen. Därför bör flotationsanläggningen styras olika vid högflöde ochlågflöde. För att flotationsanläggningen ska fungera optimalt bör problemen meddispersionsvattnet åtgärdas så att alltid 10 % av vattnet som lämnar flotationsanläggningenrecirkuleras som dispersionsvatten. Tyvärr är dispersionsvattensystemet lite svårstyrt, annarshade det kanske räckt med 6 % recirkulation vid lågflöde och vid högflöde kunderecirkulationen öka till 20 % i block 2, förutsatt att vattnet från aktivslamblocket leds dit.

35

I block 2 ska 160 ml PAX XL100/l och 0,6 g katjoniskt polymer/m3 doseras, enligt resultatenav fällningsförsöken som utfördes vid högflöde. Dock kan fler försök utföras för att hitta denoptimala dosen. Eventuellt behöver doseringen minskas om det inte kommer in så mycketvatten från aktivslamblocket för att erhålla en effektiv partikelavskiljning. I block 1 ska80 ml PAX XL100/l doseras som proven visade vid fällningsförsök på vatten frånefterdenitrifikationen. Vid lågflöde behövs endast fällningskemikalier doseras om det finns riskför att fosforhalten ut från flotationsanläggningen överskrider riktvärdet på 0,3 mg P/l.

För att få ekonomi i doseringen av fällningskemikalier är det viktigt att rätt mängd kemikalierdoseras, annars ökar kostnaderna för inköp av kemikalier. Det är även viktigt att endast doseranär det är nödvändigt för vid tillsats av fällningskemikalier fälls fler partiklar ut som hamnar islamtäcket vilket leder till ökade slamkostnader.

36

7 SlutsatsSpårämnesförsöket som gjordes visade att:

• Vattnet från efterdenitrifikationen inte blandades fullständigt med vattnet frånaktivslamblocket.

• Vattnet från efterdenitrifikationen i huvudsak går in i block 1.

Flotationsförsöken med vatten från efterdenitrifikationen respektive aktivslamblocket visadeatt:

• Vattnet från efterdenitrifikationen är mer lämpat för flotation än vad vattnet frånaktivslamblocket är.

• Vattnet från aktivslamblocket behöver minst 20 % recirkulation för att turbiditeten skaminska något.

• 10 % recirkulation fungerar bra vid flotation av vattnet från efterdenitrifikationen.

Turbiditetsmätningarna i flotationsanläggningen visade att:

• Turbiditeten i block 2 var högre än i block 1 vid högflöde.

• Att partiklarna från aktivslamblocket är sämre att flotera och det är för litedispersionsvatten för att få en bra dispersion.

Fällningsförsöken vid högflöde visade att:

• Lämplig dosering är 160 ml PAX XL100/m3 och 0,6 g polymer/m3 av den katjoniskasorten, C-494 vid det högflödestillfället då fällningsförsöket utfördes.

Fällningsförsöken på vattnet från efterdenitrifikationen visade att:

• Flotationen av vattnet fungerar bra utan tillsats av fällningskemikalier.

• För att reducera fosforn kan 80 ml PAX XL100/m3 doseras, beroende på fosforhalten ivattnet.

37

38

8 Förslag på fortsatta studierFler fällningsförsök på högflödesvatten, alternativt vatten från aktivslamblocket bör göras föratt hitta en optimal doseringsstrategi vid högflöde. Vid försöket ska även reduktionen avsuspenderade ämnen och fosfor mätas. Även försök på vatten från efterdenitrifikationen börutföras vid högflöde för att undersöka om det är någon skillnad i koncentrationen avsuspenderade ämnen och fosfor i vattnet jämfört vid ett lågflödestillfälle. Undersökning omhalten av suspenderade ämnen och fosfor höjs vid början av ett högflödestillfälle börundersökas för att utvärdera om doseringen av fällningskemikalier bör öka i början av etthögflödestillfälle. Till sist kan studier över hur trycket på dispersionsvattnet ändrarkoncentrationen av vattnet som kommer in till flotationen utföras. Dessa försök bör utföras ifullskala eller i pilotskala.

39

40

9 ReferenserAndersson, B., 1976. Optimering av enhets- processkombinationer. System för efterfällningBulletin serie VA nr 10

Driftinstruktioner för Sjölunda avloppsreningsverk, hämtade [2008-10-15], revideras löpande

Edzwald, J. K., 1995. Principles and applications of dissolved air flotation. Water science &technology. Volume 31, number 3-4, s 1-23

Haarhoff, J., Van Vuuren, L. R. J., 1993. A South African Design Guide for Dissolved AirFlotation. Report for the Water Research Commission

Hach Company,2008. Portabel turbiditetsmätare, Modell 2100P, Instrument- ochanvändningsbok. Hämtad från http:www.hach-lange.secountrysitesaction_qdocuments_listSA_ID10lkzSEspkzsvTOKENzLJhGP9ZCNT5D1EOIDjqlM1_t8MBoJnxg , [2008-11-28]

Lange, 2008. Analysföreskrift, Kyvett-test LCK 349 Fosfor total / Fosfat orto Reviderad:2008-07-07. Hämtad från: http:www.hach-lange.secountrysitesaction_qdocuments_listSA_ID10lkzSEspkzsvTOKENbB4lY91O2EP1mPO _IlnNQNDTTg8MUHYtuA,[2008-08-12]

Magnusson,M., Moberg, F., 2007. Driftoptimering av flotationsanläggningen. Ettsommarprojekt på Sjölunda avloppsreningsverk Malmö 2007

Miljörapporter för Sjölunda avloppsreningsverk, Malmö, Åren 1990-2007

Personal vid Sjölunda avloppsreningsverk, 2008. Personlig kommunikation

Pålsson, A. 2008. E-mail och telefonkontakt

Särner, E., 1976. Plastbiobäddar i efterfällningssystem. Försök i halvteknisk skala vidSjölunda försöksstation Bulletin serie VA nr 11

Zachowski, S., 2008. E-mail

41

42

A Appendix

Interna undersökningar på 2000-talet - dokument hittade på datornPolymer och fällningsförsök i Z, november - december 2001

Testade Magnafloc 919, Zetag 7653, Zetag 7109 och Zetag 7125. Dosen på 10 g Fe/m3 ochZetag 7653 gav bäst resultat. Det bildades dock bottenslam men det såg bäst ut. Flockarna varstora och sedimenterade bra.

PAX-XL60

2002-11-28 Beräkning av PAX dosering och olika flöden vid olika hastigheter.

Polymerdosering till bassäng 16 i Z, mars 2001

2001-03-27 Hur man doserar och sköter polymerpumpen

Utvärdering av PAX försök

2001-04-25 Polymerdosering samt jämförelse i BOD och Susp mellan Z16 och en referens.

Dosering

2002-10-16 Beräkning av dosering för PAX-XL60. Behöver 14 mol Al/mol P

Flotation 2002

2002-10-24 Paxdosering startade 2002-10-17 och slutade 2002-10-22.

Laboratorieförsök på biorenat vatten från Sjölunda reningsverk 060310

2006-03-10 Fällningsförsök med PAX_XL60, PAX-XL100 och PIX-316. PAX-XL100fungerade bäst, var på man bytte fällningskemikalie. Innehåller även ett försök påförsedimenteringen.

Ökad utgående mängd aluminium från Sjölunda

2007-10-01 Släpper ut för höga halter av Al. Styrning på flöde istället för på fosfor halt?Sämre partikelavskiljning vid högt flöde.

Fällningsförsök i oktober 2006

2007-10-01 Försök i Z. Mätt susp, tot-P, och tot-P f. Ytslamskraporna höjer susphalten iutgående då de går. (Från sommarprojekt)

Försök PAX+polymer fullskala

2005-10-07

43

Kemwater PAX-XL-360 – 2007-11

KemwaterTM

PAX-XL360 Kemwater PAX-XL360, polyaluminiumklorid med organisk polymer, är ett flytande fällningsmedel för vattenrening och innehåller aktiva flervärda aluminiumföreningar. PAX-XL360 lämpar sig för avloppsvattenrening i de flesta reningsprocesser. Kemiska data Aluminium (Al3+) 6,9 ± 0,3 % Spec. vikt vid medelhalt 1,29 g/cm3 Viskositet (25�C) ca 40 mPas pH ca 2,0 Kloridhalt ca 140 g/kg Lägsta lagringstemp. ca -30�C Aktiv substans (Me3+) ca 2,6 mol/kg Spårämnen Typanalys*)

Kadmium (Cd) <0,04 mg/kg Kobolt (Co) <0,1 mg/kg Krom (Cr) 0,4 mg/kg Koppar (Cu) 0,2 mg/kg Kvicksilver (Hg) <0,003 mg/kg Nickel (Ni) 0,2 mg/kg Bly (Pb) <0,3 mg/kg Zink (Zn) 0,4 mg/kg *) Halterna baseras på föregående års utfall. Förvaring Hållbarhet minst 12 månader. Lagertankar och behållare skall märkas enligt AFS 2000:4, Märkning 40 §:

POLYALUMINIUMKLORID IRRITERANDE

I närheten av lossningsplatsen skall nöddusch finnas.

Dosering Dosering av PAX-XL360 sker med pumpar i korrosionsskyddat utförande. Även rörledningar och ventiler skall vara utförda i plast eller gummerat stål. PAX-XL360 doseras lämpligast utan utspädning direkt från lagertank. Säkerhet PAX-XL360 är irriterande. Vid öppen hantering av PAX-XL360 skall skyddsglasögon användas! Skyddshandskar och annan skyddsbeklädnad används vid behov. Kroppsdelar som kommer i kontakt med vätskan skall sköljas rikligt med vatten. Vid varaktig irritation på hud, kontakta läkare. Vid stänk i ögon, skölj rikligt med vatten ur ögonflaska och kontakta läkare. Vid spill, spola med vatten och neutralisera med kalk eller kalk-stensmjöl. För ytterligare information avseende hantering, klassificering och märkning - se PAX-XL360 säkerhetsdatablad.

Kemwater PAX-XL100 – 2006-11

KemwaterTM

PAX-XL100 Kemwater PAX-XL100, järnfri polyaluminium-klorid, är ett flytande fällningsmedel för vattenrening och innehåller aktiva flervärda aluminiumföreningar. PAX-XL100 lämpar sig för yt- och grundvattenrening i de flesta renings-processer samt pappershydrofobering och avloppsvattenrening. Kemiska data Aluminium (Al3+) 9,3 ± 0,3 % Järn (Fetot) max 0,01 % Spec. vikt vid medelhalt 1,39 g/cm3 Viskositet (25�C) ca 30 mPas pH 1,0 Kloridhalt ca 200 g/kg Sulfathalt max 5,0 g/kg Lägsta lagringstemp. ca -20�C Aktiv substans (Me3+) ca 3,4 mol/kg Spårämnen Typanalys*)

Arsenik (As) <0,05 mg/kg Kadmium (Cd) <0,005 mg/kg Kobolt (Co) 0,029 mg/kg Krom (Cr) 0,216 mg/kg Koppar (Cu) 0,2 mg/kg Kvicksilver (Hg) <0,003 mg/kg Nickel (Ni) 0,1 mg/kg Bly (Pb) 0,081 mg/kg Zink (Zn) 0,784 mg/kg *) Halterna baseras på föregående års utfall. Förvaring Hållbarhet minst 12 månader. Lagertankar och behållare skall märkas enligt AFS 2000:4, Märkning 40 §:

POLYALUMINIUMKLORID IRRITERANDE

I närheten av lossningsplatsen skall nöddusch finnas.

Dosering Dosering av PAX-XL100 sker med pumpar i korrosionsskyddat utförande. Även rörledningar och ventiler skall vara utförda i plast eller gummerat stål. PAX-XL100 doseras lämpligast utan utspädning direkt från lagertank. Säkerhet PAX-XL100 är irriterande. Vid öppen hantering av PAX-XL100 skall skyddsglasögon användas! Skyddshandskar och annan skyddsbeklädnad används vid behov. Kroppsdelar som kommer i kontakt med vätskan skall sköljas rikligt med vatten. Vid varaktig irritation på hud, kontakta läkare. Vid stänk i ögon, skölj rikligt med vatten ur ögonflaska och kontakta läkare. Vid spill, spola med vatten och neutralisera med kalk eller kalkstensmjöl. För ytterligare information avseende hantering, klassificering och märkning - se PAX-XL100 säkerhetsdatablad Produkten uppfyller kraven enligt SLV FS 2001:30.

Kemwater PAX-XL100 – 2006-11

KemwaterTM

PAX-XL100 Kemwater PAX-XL100, järnfri polyaluminium-klorid, är ett flytande fällningsmedel för vattenrening och innehåller aktiva flervärda aluminiumföreningar. PAX-XL100 lämpar sig för yt- och grundvattenrening i de flesta renings-processer samt pappershydrofobering och avloppsvattenrening. Kemiska data Aluminium (Al3+) 9,3 ± 0,3 % Järn (Fetot) max 0,01 % Spec. vikt vid medelhalt 1,39 g/cm3 Viskositet (25�C) ca 30 mPas pH 1,0 Kloridhalt ca 200 g/kg Sulfathalt max 5,0 g/kg Lägsta lagringstemp. ca -20�C Aktiv substans (Me3+) ca 3,4 mol/kg Spårämnen Typanalys*)

Arsenik (As) <0,05 mg/kg Kadmium (Cd) <0,005 mg/kg Kobolt (Co) 0,029 mg/kg Krom (Cr) 0,216 mg/kg Koppar (Cu) 0,2 mg/kg Kvicksilver (Hg) <0,003 mg/kg Nickel (Ni) 0,1 mg/kg Bly (Pb) 0,081 mg/kg Zink (Zn) 0,784 mg/kg *) Halterna baseras på föregående års utfall. Förvaring Hållbarhet minst 12 månader. Lagertankar och behållare skall märkas enligt AFS 2000:4, Märkning 40 §:

POLYALUMINIUMKLORID IRRITERANDE

I närheten av lossningsplatsen skall nöddusch finnas.

Dosering Dosering av PAX-XL100 sker med pumpar i korrosionsskyddat utförande. Även rörledningar och ventiler skall vara utförda i plast eller gummerat stål. PAX-XL100 doseras lämpligast utan utspädning direkt från lagertank. Säkerhet PAX-XL100 är irriterande. Vid öppen hantering av PAX-XL100 skall skyddsglasögon användas! Skyddshandskar och annan skyddsbeklädnad används vid behov. Kroppsdelar som kommer i kontakt med vätskan skall sköljas rikligt med vatten. Vid varaktig irritation på hud, kontakta läkare. Vid stänk i ögon, skölj rikligt med vatten ur ögonflaska och kontakta läkare. Vid spill, spola med vatten och neutralisera med kalk eller kalkstensmjöl. För ytterligare information avseende hantering, klassificering och märkning - se PAX-XL100 säkerhetsdatablad Produkten uppfyller kraven enligt SLV FS 2001:30.

Kemwater PAX-15 – 2006-11

KemwaterTM

PAX-15 Kemwater PAX-15, järnfri polyaluminiumklorid, är ett flytande fällningsmedel för vattenrening och innehåller aktiva flervärda aluminium-föreningar. PAX-15 lämpar sig för yt- och grundvattenrening i de flesta reningsprocesser samt pappershydrofobering och avloppsvatten-rening. Kemiska data Aluminium (Al3+) 7,5 ± 0,2 % Järn (Fetot) max 0,01 % Spec. vikt vid medelhalt 1,31 g/cm3

Viskositet (25�C) ca 10 mPas pH ca 1,0 Kloridhalt ca 200 g/kg Sulfathalt max 5,0 g/kg Lägsta lagringstemp. ca -20�C Aktiv substans (Me3+) ca 2,8 mol/kg Spårämnen Typanalys*) Kadmium (Cd) <0,04 mg/kg Kobolt (Co) <0,1 mg/kg Krom (Cr) 0,8 mg/kg Koppar (Cu) 0,4 mg/kg Kvicksilver (Hg) <0,004 mg/kg Nickel (Ni) 0,5 mg/kg Bly (Pb) <0,3 mg/kg Zink (Zn) 1,1 mg/kg *) Halterna baseras på föregående års utfall. Förvaring Hållbarhet minst 12 månader. Lagertankar och behållare skall märkas enligt AFS 2000:4, Märkning 40 §:

POLYALUMINIUMKLORID IRRITERANDE

I närheten av lossningsplatsen skall nöddusch finnas.

Dosering Dosering av PAX-15 sker med pumpar i korrosionsskyddat utförande. Även rörledningar och ventiler skall vara utförda i plast eller gummerat stål. PAX-15 doseras lämpligast utan utspädning direkt från lagertank. Säkerhet PAX-15 är irriterande. Vid öppen hantering av PAX-15 skall skyddsglasögon användas! Skyddshandskar och annan skyddsbeklädnad används vid behov. Kroppsdelar som kommer i kontakt med vätskan skall sköljas rikligt med vatten. Vid varaktig irritation på hud, kontakta läkare. Vid stänk i ögon, skölj rikligt med vatten ur ögonflaska och kontakta läkare. Vid spill, spola med vatten och neutralisera med kalk eller kalkstensmjöl. För ytterligare information avseende hantering, klassificering och märkning - se PAX-15 säkerhets-datablad. Produkten uppfyller kraven enligt SLV FS 2001:30.

SUPERFLOC C-490 flockningsmedel med högmolekylvikt och olika jonstyrka är effektivakonditioneringsmedel i avvattningsprocesser ochunderlättar vattenrening inom ett brett urval av industrier. Det omfattande produktsortimentet täcker alla slags applikationer.

Fördelar

• Ekonomiska – små doseringsmängder• Effektiva inom ett brett pH-område• Ökar kapaciteten och TS-halt• Ger hög avskiljningsgrad• Lättlösliga i vatten• Torr produkt minskar lagervolym

Användningsområden

SUPERFLOC flockningsmedel C-490 rekommenderasframför allt för följande slamavskiljningsprocesser men är på intet sätt begränsade till dessa:

• Mekanisk avvattning (centrifuger, skruv- ochsilbandpressar) – ökad kapacitet, ökad TS-halt ochökad avskiljningsgrad

• Vattenrening – förbättrar kvaliteten på dricks-,process- och avloppsvatten genom att reducerasuspenderad substans och turbiditet

• Flotation – ger klarare vattenfas, ökad mängd flytslamoch högre kapacitet

• Filtrering – ger bättre vattenkvalitet och ökadanläggningskapacitet

• Förtjockning – förbättrad komprimering,sedimentering, dränering och avloppsvattenkvalitet

De ovan nämnda är de primära applikationerna för dessaprodukter. Produkterna kan vara fördelaktiga i allehandaseparationsprocesser för vätskor-fasta ämnen.

Bruksanvisning

För lagerhållning kan lösningar med upp till 0,5 %koncentration förberedas i en automatisk beredare ellersatsvis. Lösningar skall mogna 30 – 60 minuter förmaximal effekt. Tillsatsvatten av hög kvalitet skallanvändas. För maximal effekt bör spädvatten tillsättaslösningen före dosering i en proportion på minst 10:1.Undvik centrifugalpumpar för polymerdosering.

Hälsa och säkerhet

Produkterna kan irritera ögonen och huden.Gummihandskar, skyddsglasögon och skyddskläderrekommenderas vid hantering av produkten. Försök ilaboratorium har ej påvisat akut toxicitet vid förtäringoch hudkontakt, dock uppstod ögonirritation. Detaljeradinformation om hälso- och miljöeffekter anges irespektive varuinformationsblad.

Hantering och lagring

Lösningar är inte mer korrosiva än vatten ochlagringstank av rostfritt stål, glasfiber och plast samtglas- eller epoxibehandlade kärl rekommenderas.Använd inte järn, koppar eller aluminium. Produkternashållbarhet är 24 månader vid förvaring i oöppnadförpackning på torr plats i en temperatur på max 40°C.

Åtgärder vid spill

Polymerspill är mycket halt. Täck över medvätskebindande material och samla upp på mekaniskväg. Spola av med vatten.

Förpackningsstorlekar

Levereras i fuktbeständiga säckar 25, 500, 750 eller1 000 kg.

CYTEC INDUSTRIES INC. WTT-1142-SW-Ahttp://www.cytec.com

SUPERFLOC flo�kningsmedel

Serie C-490: katjonaktiv polyakrylamid (PAM) i pulverform

®

SUPERFLOC flockningsmedel

Produkter* C-491K C-491 C-492 C-494 C-496 C-498

Typiska egenskaper

Form Mjölkvitt pulvergranulat Jonstyrka, vikts (Mole%) 2 5 20 40 60 80Relativ molekylvikt Mycket hög Hög Hög Hög Hög HögBulkdensitet, kg/m3 750 +/-50 750 +/-50 750 +/-50 750 +/-50 750 +/-50 750 +/-50pH för 0,5%-lösning vid 25°C 3,0 - 5,0 3,0 - 5,0 3,0 - 5,0 3,0 - 5,0 3,0 - 5,0 3,0 - 5,0Viskositet (Brookfield vid 25°C), cps:

0,10% 60 80 80 150 150 1500,25% 140 200 200 300 300 3000,50% 300 400 400 600 600 6501,00% 750 1000 800 1200 1300 1400

Produktspecifikation

Olöslig andel, vikt-% (metod BD 37) Max 2,0  Max 2,0  Max 2,0 Max 0,5 Max 0,5 Max 2,0Resthalt akrylamid, %

(metod BD 52) Max 0,10  Max 0,10  Max 0,10 Max 0,10 Max 0,10 Max 0,10PWG1 resthalt akrylamid, %

(metod BD 52) Max 0,025 Max 0,025Standardviskositet, cP

(metods 20, 21) 3,8 - 4,8 2,9 - 3,4 2,9 - 3,4 3,3 - 4,3 3,3 - 4,3 3,3 - 4,3

Produktklassificering/produktgodkännandenInformation om hälso- och miljöfarlighet

Produkten är godkänd av följande tillsynsmyndigheter (JA/NEJ): Se respektive varuinformationsblad

NSF International NEJ NEJ JA (C492PWG) NEJ JA (C496PG) NEJHögsta doseringsnivå 1mg/L 1mg/LDrinking Water Inspectorate (Storbritannien) NEJ NEJ JA (C492PWG) NEJ JA (C496PWG) NEJ

*OBS! Detta är ett urval ur sortimentet. Kontakta närmaste Cytec-representant för information om övriga produkter.

Myndighetsgodkännande/Information om föreskrifter

Flera av dessa torra katjoniska PAM-flockningsmedel är certifierade enlight 2ANSI/NSF International och även godkända av Dricksvatteninspektoratet (storbrit.).

VIKTIGT

Denna information betraktas som tillförlitlig. Garantiervad gäller dess riktighet eller resultaten av desstillämpning kan emellertid ej lämnas. Noggrannaanalyser och tester bör utföras i varje enskilt fall. VIFRÅNSÄGER OSS ALLT GARANTIANSVAR VADGÄLLER PRODUKTERNAS LÄMPLIGHET FÖR ETT VISST ÄNDAMÅL. Eftersom respektiveanvändningsbetingelser ligger utanför vår kontroll,åligger alla risker uteslutande och oinskränktanvändaren.

Varumärke

® betecknar ett registrerat varumärke i USA och ™respektive * betecknar ett varumärke i USA. Dessavarumärken kan även vara registrerade i andra länder.

1Dricksvattenkvalitet

• Belgium - Cytec Coordination Center NV, 32-003236339820 • England - Cytec Industries UK Ltd., 44-1274-762288• France - Cytec Industries France S.A.R.L., 33-141-8021700 • Germany - Cytec Industries B.V., 49-3131-9524-0• Italy - Cytec Industries Italian s.r.l., 39-2-576-06175 • The Netherlands - Cytec Industries B.V., 31-181-29-54-00• Spain - Cytec Industries B.V., 34-1-3441100 • United States - Cytec Industries Inc., 1-973-357-3100

©1997 Cytec Industries Inc. All Rights Reserved. 7.5 h BOW/HOR 5/00 

SUPERFLOC A-100 flockningsmedel med olikamolekylvikt och jonstyrka fungerar effektivt som koagulant eller konditioneringsmedel islamavskiljningsprocesser inom ett brett urval avindustrier. Det omfattande produktsortimentet täcker alla slags applikationer.

Fördelar

• Ekonomiska – små doseringsmängder• Effektiva inom ett brett pH-område; ändrar inte

systemets pH-värde• Eliminerar eller minskar användning av oorganiska

salter• Snabb sedimentering• Ger hög avskiljningsgrad• Lättlösliga i vatten• Lång hållbarhet• Torr produkt minskar lagervolym

Användningsområden

SUPERFLOC flockningsmedel A-100/N-300rekommenderas framför allt för följandeslamavskiljningsprocesser men är på intet sättbegränsade till dessa:

• Mekanisk avvattning – behandlar oorganiskt slam förökad kapacitet, högre TS-halt och bättre vattenkvalitet

• Sedimentering – förbättrad flockbildning ger snabbaresedimentering, ökad slamkomprimering och bättrevattenkvalitet

• Hjälpkoagulant – förbättrar sedimentering medoorganiska och organiska koaguleringsmedel

• Vattenrening – förbättrar kvaliteten på dricks-,process- och avloppsvatten genom att reducerasuspenderad substans och turbiditet

• Flotation – ger bättre vattenkvalitet och högrekapacitet

• Filtrering – ger bättre vattenkvalitet och ökadanläggningskapacitet

• Fosforreduktion vid avloppsvattenrening

Bruksanvisning

För lagerhållning kan lösningar med upp till 0,5 %koncentration förberedas i en automatisk beredare ellersatsvis. Lösningar skall mogna 30 – 60 minuter förmaximal effekt. Tillsatsvatten av hög kvalitet skallanvändas. För maximal effekt bör spädvatten tillsättaslösningen före dosering i en proportion på minst 10:1.Undvik centrifugalpumpar för polymerdosering.

Hälsa och säkerhet

Produkterna kan irritera ögonen och huden.Gummihandskar, skyddsglasögon och skyddskläderrekommenderas vid hantering av produkten. Försök ilaboratorium har ej påvisat akut toxicitet vid förtäringoch hudkontakt, dock uppstod ögonirritation. Detaljerad information om hälso- och miljöeffekter anges i respektive varuinformationsblad.

Hantering och lagring

Lösningar är inte mer korrosiva än vatten ochlagringstank av rostfritt stål, glasfiber och plast samtglas- eller epoxibehandlade kärl rekommenderas.Använd inte järn, koppar eller aluminium. Produkternashållbarhet är 24 månader vid förvaring i oöppnadförpackning på torr plats i en temperatur på max 40°C.

Åtgärder vid spill

Polymerspill är mycket halt. Täck över medvätskebindande material och samla upp på mekaniskväg. Spola av med vatten.

Förpackningsstorlekar

Levereras i fuktbeständiga säckar 25, 500, 750 eller1 000 kg.

CYTEC INDUSTRIES INC. WTT-1166-SW-Ahttp://www.cytec.com

SUPERFLOC flo�kningsmedel

Serie A-100: anjonakiv polyakrylamid (PAM) i pulverform

(A-130LMW, A-130, A-130HMW, A-137, A-150LMW, A-150, A-150HMW)

�

Produktgodkännanden

De i tabellen godkända produkterna är certifierade av NSF International enligt ANSI/NSF-norm 60 och är även godkända av Drinking Water Inspectorate iStorbritannien. Flera av produkterna kan även användas som avfärgningsmedel och reningshjälpmedelvid raffinering av socker och sockersaft enligt FDA-godkännande (21 CFR 173.5).

Se även varuinformationsblad för respektive produkt förmer detaljerad information.

SUPERFLOC flockningsmedel

Produkter* A-130LMW A-130 A-130HMW A-137 A-150LMW A-150 A-150HMW

Typiska egenskaper

Form Mjölkvitt pulvergranulat Jonstyrka, vikts (Mole %) 33 33 33 40 50 50 50Relativ molekylvikt Medium Hög Mycket Hög Hög Medium Hög Mycket högBulkdensitet, k g / m3 835 +/-50 850 +/-50 850 +/-50 875 +/-50 900 +/-50 900 +/-50 900 +/-50pH för 0,5%-lösning vid 25°C 5,0 - 7,0 5,0 - 7,0 5,0 - 7,0 5,0 - 7,0 5,0 - 7,0 5,0 - 7,0 5,0 - 7,0Viskositet, cps:

0,10% 180 200 250 150 100 200 1000,25% 350 400 550 450 250 450 2500,50% 700 850 1000 900 500 900 500

Produktspecifikation

Olöslig andel, vikt-% (metod BD 37) Max 2,0  Max 2,0  Max 2,0  Max 2,0  Max 2,0 Max 2,0 Max 2,0 Resthalt akrylamid, %

(metod BD 52) Max 0,050 Max 0,050 Max 0,050 Max 0,050 Max 0,050 Max 0,050 Max 0,050PWG1 resthalt akrylamid, %

(metod BD 52) – Max 0,025 – Max 0,025 Max 0,025 Max 0,025 –Standardviskositet, cP

(metod 20, 20A, 21) 3,3 - 3,8 4,4 - 5,8 6,0 - 7,4 4,5 - 5,9 2,3 - 2,8 4,5 - 5,9 6,2 - 7,4

Produktklassificering/produktgodkännandenInformation om hälso- och miljöfarlighet

Produkten är godkänd av följande tillsynsmyndigheter (JA/NEJ): Se respektive varuinformationsbladNSF International NEJ JA JA NEJ NEJ JA NEJHögsta doseringsnivå – 1mg/L 1mg/L – – 1mg/L –Drinking Water Inspectorate (Storbritannien) NEJ JA (PWG) NEJ JA (PWG) NEJ JA (PWG) NEJFDA (21 CFR 173.5 – socker) JA JA JA JA JA JA JA

*OBS! Detta är ett urval ur sortimentet. Kontakta närmaste Cytec-representant för information om övriga produkter.

VIKTIGT

Denna information betraktas som tillförlitlig. Garantiervad gäller dess riktighet eller resultaten av desstillämpning kan emellertid ej lämnas. Noggrannaanalyser och tester bör utföras i varje enskilt fall. VIFRÅNSÄGER OSS ALLT GARANTIANSVAR VADGÄLLER PRODUKTERNAS LÄMPLIGHET FÖR ETT VISST ÄNDAMÅL. Eftersom respektiveanvändningsbetingelser ligger utanför vår kontroll,åligger alla risker uteslutande och oinskränktanvändaren.

Varumärke

® betecknar ett registrerat varumärke i USA och ™respektive * betecknar ett varumärke i USA. Dessavarumärken kan även vara registrerade i andra länder.

1Dricksvattenkvalitet

• Belgium - Cytec Coordination Center NV, 32-3-6339820 • England - Cytec Industries UK Ltd., 44-1274-762288• France - Cytec Industries France S.A.R.L., 33-141-801700 • Germany - Cytec Industries B.V., 49-2131-9524-0• Italy - Cytec Industries Italian s.r.l., 39-2-576-06175 • The Netherlands - Cytec Industries B.V., 31-181-29-54-00• Spain - Cytec Industries B.V., 91-1-344-1591 • United States - Cytec Industries Inc., 1-973-357-3100

©1997 Cytec Industries Inc. All Rights Reserved. 1.5k BOW/HOR 8/02 

Utvärdering av flotationsanläggningen vid Sjölundaavloppsreningsverk i Malmö

Evaluation of the Dissolved Air Flotation unit at Sjölunda waste watertretment plant in Malmö

Av Therese JohanssonVattenförsörjning- och avloppsteknik, Instutionen för kemiteknik, LTH

w03tej@student.lth.se

Abstract

A trace element test shows that the water from the post-denitrification unit at Sjölunda wastewater treatment plant does not mix with the water from the post-sedimentation from theactivated sludge basins when the flow to the Dissolved Air Flotation unit is more than 2200 l/s.Jartests show that the water from the post-sedimentation from the activated sludge basins ismore difficult to flotate than the water from the post-denitrification unit. To improve thetreatment results at high flows occasions, 160 ml PAX XL100/l and 0,6 g polymer/l should bedosed. At normal flow occasions 80 ml PAX XL100 can be dosed to remove Phosphorus.

Keywords: Dissolved Air Flotation, Sjölunda, coagulants

Inledning

Sjölunda avloppsreningsverk i Malmö är flotationen en del av efterfällningsanläggning. Redannär flotationsanläggningen uppfördes 1979 uppstod problem då den inte fungerade riktig somden skulle. En rad försök har utförts på anläggningen för att förbättra den, något som harresulterat i att de 16 bassänger som finns i anläggningen ser olika ut.

Flotationsanläggningen fick från början ta hand om om två olika vattentyper. Ena vattentypenvar vatten från biobäddarna och den andra typen var vatten från aktivslamblocket. Vidombyggnation av Sjölunda 1998 fick flotationsanläggningen ta emot en ny typ av vatten frånefterdenitrifikationen i stället för biobäddarna. Kapaciteten för flotationsanläggningen ärdubbelt så stor som för efterdenitrifikationen och när flödet överskrider denitrifikationenskapacitet kommer det även in vatten från aktivslamblocket i flotationen.

Vid regnväder kommer det in mycket vatten till Sjölunda eftersom stora delar avdagvattensystemet är kopplat till reningsverket. Detta resulterar i att reningen i flotationen intefungerar optimalt. Sjölunda har ett reningskrav för fosfor på 0,3 mg P/l och eftersträvar att intesläppa ut mer än 10 mg suspenderade ämnen/l.

Syfte med denna studie är att utvärdera flotationsanläggningen på Sjölunda och undersöka ompartikelseparationen kan bli bättre vid tillsats av fällningskemikalier. Förslag på driftstrategierska även ges.

Sjölunda avloppsreningsverk och flotationsanläggningenProcessbeskrivning av Sjölunda avloppsreningsverk

I figur 1 visas en processbild över Sjölunda.

Figur 1: Principskiss av Sjölunda avloppsreningsverk.

Sjölunda är dimensionerat för en maxbelastning på 4400 l/s och under 2007 var medelflödet intill verket 122000 m3/dygn, vilket motsvarar 1410 l/s. Vattnet som kommer in till verket renasförst i fyra rensgaller som har spaltvidden 3 mm och därefter delas vattnet upp två parallellalinjer. Första steget i de båda linjerna är ett luftat sandfång. Efter sandfånget doseras ett tvåvärtjärn som ska oxideras till ett trevärt järn i förluftningen. Därefter leds vattnet till fyra cirkulärförsedimenteringsbassängerna i varje linje. Sista steget i linjen är aktivslambassänger som följsav eftersedimenteringsbassänger. Därefter slås vattnet från de båda linjerna ihop och fördelasut på fyra stycken biobäddar som består av korrigerad plast av typen Munthers plasdek. Frånbiobäddarna pumpas vattnet till efterdenitrifiktationen som består av sex linjer med tvåbassänger i varje linje. Bassängerna är fyllda av Kaldnessbärare av typen K1.Efterdenitrifikationen är designad för att ta emot ett flöde på max 2200 l/s. Tillsist leds vattnetin i flotationsanläggningen som är designad för ett maxflöde på 4400 l/s. Om flödet in tillverket är mer än 2200 l/s leds vatten från aktivslamblocket i första linjen in till flotationen.Efter flotationen leds vattnet ut i Öresund via två rör som är tre kilometer långa. Om detkommer in för mycket vatten in till verket kan en del av överskottsvattnet renas i ettbräddvattenmagasin som består av två bassänger. Innan vattnet kommer in i den förstabassängen som fungerar som ett magasin renas det mekaniskt med rensilar. När förstabassängen är full leds vattnet vidare till den andra bassängen som är enlamellsedimenteringsbassäng. I inloppet till den andra bassängen kan fällningskemikalietillsättas.

Flotationsanläggningen

Flotationsanläggningen består av 16 bassänger som är uppdelade på två block. Bassäng 1-9utgör block 1 och resterande bassänger utgör block 2, se figur 2. I bassäng 3, 4, 13, 14, 15 och16 finns det en kontaktzonsvägg. Till varje bassäng finns ett opackat dispersionskärl. Mängdendispersionsvatten som ska tillsättas styrs av flödet och målet är att 10 % av flödet som lämnarflotationen ska recirkuleras som dispersionsvatten. Dock har problem med den flödesstyrdaregleringen gjort att dispersionsflödet till varje bassäng varit låst på 10,5 l/s. Det innebär att

Figur 2: Hur bassängerna i flotationsanläggningen på Sjölunda är numrerade.

andelen vatten som recirkuleras varierar mellan 4 och 42 % beroende på flödet, där den lägreandelen uppträder vid maxflöde. Rekommenderat värde är att 6 - 10 % ska recirkuleras somdispersionsvatten. (Harhoff och Van Vuuren, 1993). I flotationsanläggningen har alla bassängersex stycken ställen där dispersionsvattnet kommer in i kontaktzonen, men bassäng 7 ärombyggd och där finns endast två stycken ställen där dispersionsvattnet kommer in ikontaktzonen.

Metodik för laborationsförsökSyftet med experimenten som utfördes är att undersöka hur partikelavskiljningen iflotationsanläggningen på Sjölunda fungerar vid hög- och lågflöde, samt att se ompartikelavskiljningen kan bli bättre vid tillsats av fällningskemikalier.

Försöksplan

De försök som har utförts redovisas nedan:

• Turbiditetsmätningar vid både hög- och lågflöde för att undersöka hur flödet påverkarpartikelavskiljningen i flotationsanläggningen. Turbiditeten tas på både vatten somkommer in i flotationsanläggningen samt utgående vatten från varje bassäng för attupptäcka eventuella skillnader på bassängerna.

• Spårämnesförsök där spårämnet litium mäts i de båda kanalerna in till varje block för attundersöka hur vattnet från aktivslamblocket blandar sig med vattnet frånefterdenitrifikationen.

• Flotationstest med vatten från efterdenitrifikationen och aktivslamblocket för attundersöka hur väl lämpade vattensorterna är för flotation. Även mängdendispersionsvattnets påverkan på flotationen undersöktes.

• Fällningsförsök med fällningskemikalier och polymer på vattnet in till de båda blockenvid högflödestillfälle samt på vatten från efterdenitrifikationen utfördes för att undersökaom partikelavskiljningen kan bli bättre vid tillsats av fällningskemikalier.

Turbiditet

Turbiditeten mättes med hjälp av en portabel turbiditetsmätare, Hach Lange 2100P.Mätnoggrannheten för turbidimetern är ±2 % plus ströljus (<0,02 NTU). Mätområdet förturbidimetern är 0-1000 NTU (Hach Company, 2004).

Spårämnesförsök

Vid högflöde doserades en lösning med litiumklorid i slutet av efterdenitrifikationenmomentant. Via mobiltelefonkontakt kunde provtagningen inne i flotationen påbörjas dålitiumkloriden doserades. Därefter togs prov var 10 sekund i kanalerna som leder vattnet till debåda blocken. Prov togs även på vattnet innan försöket startade för att få frambakgrundskoncentrationen av litium samt på litiumkloridlösningen för att fastställa hur mycketlitium som doserats. Litiumproverna analyserades med atomabsorbationsteknik (perkin elmerAAS-300) (Zachowski, 2008).

Fällnings- och flotationsförsök

För att undersöka hur partikelavskiljningen blir vid flotation gjordes flotationsförsök med ochutan fällningskemikalier. Den fällningskemikalien som användes var PAX XL100 som användsi flotationsanläggningen idag. Även den katjonaktiva polyakrylamiden, C-949 testades ikombination med PAX XL100. Både PAX XL100 och C-494 är produkter som säljs avKEMIRA. Det går 126 g Al/l PAX XL100.

Försöken utfördes i enlitersbägare och vid fällningsförsök användes även flockningsutrustningFlocculator 2000 från KEMIRA KEMWATER där tiden för inblandning, omrörning ochsedimentering ställdes in. Vid fällningsförsöken startade först snabbinblandningen och därefterdoserades fällningskemikalien. Snabbinblandningen var igång i 11 sekunder, därefter toglångsaminblandningen vid i 10 minuter. Vid de försök där polymer användes, doseradespolymeren i provet efter cirka 5 minuters långsaminblandningen. Efter omrörningen tillsattesdispersionsvattnet med hjälp av en dispersionsspruta, se figur 3. Luften till dispersionssprutanfylldes på med hjälp av ett tryckluftscykelpumpsmunstycke som var monterat till ett luftuttag.På dispersionsklockan fanns en tryckluftsmätare som mätte trycket inne i klockan. Somdispersionsvatten användes kranvatten som mättes upp före och efter dosering för att se hurmycket vatten som tillsattes. Trycket i dispersionssprutan var runt 5 bar för att efterliknatrycket i dispersionskärlen ute i flotationsanläggningen. Mängden dispersionsvatten somtillsattes motsvarade cirka 10 % recirkulation, vilket är den mängd dispersionsvatten somtillsätts flotationsanläggningen om recirkulationen är flödesstyrd (vilket eftersträvas). Eftertillsats av dispersionsvatten fick provet flotera i 10 minuter. Prov togs ut med hjälp av en slangeller en pippet. Slangen var antingen fasttejpad på en bägare så prov kunde tas från botten medhjälp av en spruta eller så stacks slangen ner när provet floterat klart och prov togs ut. När provtogs ut med pippet stacks pippetten ned under slamtäcket och prov samlades in.

Figur 3: Dispersionssprutan som användes vid flotationsförsöken.

Beredning av polymer

Vid labbskaleförsöken användes en 0,05 % polymerlösning. Lösningen blandades genom att0,5 gram polymerpulver löstes upp i 99,5 gram destillerat vatten under kraftig omrörning.Därefter fick lösningen stå i cirka 1 timme för att mogna (efter instruktioner av Pålsson, 2008).

Mätningar av suspenderade ämne och total fosfor

Mätningarna av suspenderat material utfördes enligt standarden SS-EN 872. Vid mätning avsuspenderat material filtrerades en känd mängd prov på ett filterpapper av känd vikt.Filterpappret torkades sedan i 105◦C i en timme innan det vägdes och susphalten kundeberäknas enligt ekvation 1.

mg susp/l =torkat filter med prov − filter

provvolym(1)

Koncentrationen av totalfosfor mättes med hjälp av Dr Langes testkyvetter, LCK 349 sommäter totalfosfor i området 0,05-1,5 mgP/l. Metoden baseras på fosfatjoner som reagerar i surlösning med molybdat- och antimonjoner till ett antimonylfosformolybdat- komplex. Vidtillsats av askorbinsyra bildas ett blått komplex som mäts i fotometer (Lange, 2008).

Resultat och DiskussionVid ett högflödestillfälle gjordes ett spårämnesförsök där litium doserades i vattnet frånefterdenitrifikationen och sedan samlades upp in till de två blocken i flotationen. Av de 26gram litium som doserades samlades 12 g upp i block 1 och 9 g i block 2. Resultatet visar attvattnet från efterdenitrifikationen i första hand går in i block 1 och att vattnet inte blandas medvattnet från aktivslamblocket.

Under både högflödestillfälle (> 2200 l/s) och lågflödestillfälle (< 2200 l/s) mättes turbiditeteni de 16 bassängerna i flotationsanläggningen för att undersöka om det är någon skillnad mellandem. Turbiditeten är mätt under 3 dagar vid lågflödestillfällena, 3 gånger varje dag.Turbiditeten är mätt 3 gånger under högflödestillfälle under två dagar. Figur 4 visarmedelturbiditeten vid mätningarna under högflöde och lågflöde samt lägsta och högstauppmätta värde i varje bassäng. Av figuren går det att utläsa att turbiditeten i block 2 (bassäng9-16) är större än i block 1 (bassäng 1-8), vilket visar att partikelavskiljningen i block 2 ärsämre än i block 1 vid högflöde.

För att undersöka hur väl lämpade vattnet från efterdenitrifikationen och aktivslamblocket är

Figur 4: Medelvärdet av turbiditeten i varje bassäng under högflöde och lågflöde samt högsta ochlägsta uppmätta värde.

för flotation gjordes ett floteringsförsök där mängden dispersionsvatten varierades på de olikablocken. Mängden dispersionsvatten motsvarade en recirkulation på 4, 6, 10 och 20 %.Haarhoff och Van Vuuren (1993) rekommenderade att mellan 6 och 10 % av vattnet skullerecirkuleras. 4 % recirkulation inträffar vid maxflöde och 20 % av flödes recirkuleras om flödetin till flotationen är 840 l/s. Proven fick flotera olika länge för att motsvara uppehållstiden iflotationsanläggningen. Uppehållstiderna varierade från 28-127 min. Resultatet kan beskådas ifigur 5.

Figur 5: I vänstra figuren visas turbiditeten i förhållande till olika mängd recirkulation vid flotering avvatten från efterdenitrifikationen. I högra figuren visas turbiditeten i förhållande till olika mängd

recirkulation vid flotering av vatten från aktivslamblocket.

Som ses i figur ref:recirkulation är vattnet från efterdenitrifikationen mer lämpat för flotationjämfört med vattnet från aktivslamblocket för att turbiditeten reduceras mer vid lägre tillsats avdispersionsvatten. Bäst reduktion av turbiditeten i vattnet från aktivslamblocket skedde vid20 % recirkulation, vilket ändå inte gav tillräcklig reduktion av turbiditeten. Av detta försökvisar resultatet att mängden dispersionsvatten är viktig för att få en bra flotation.

Försök gjordes även där fällningskemikalien PAX XL100 kombinerades med det katjoniskapolymeret C-494. Till 160 ml PAX XL100 per kubikmeter vatten från block 1 och block 2tillsattes 0,5, 0,6 och 0,7 g polymer. Polymeren tillsattes som en 0,05%-lösning. Flödet in tillflotationen var 3420 l/s vid försöket. Resultatet kan ses i figur 6. Som ses i figuren blirresultatet i de båda blocken bäst om PAX XL100 kombineras med dosen 0,6 g polymer perkubikmeter vatten.

Fällningsförsök utfördes även på vatten från efterdenitrifikationen. Olika doseringar av PAXXL100 kombinerades med olika doser av katjoniskt polymer. Bäst resultat blev det med dosen80 ml PAX kombinerat med 0,5 ml katjoniskt polymer per kubikmeter avloppsvatten. Försökgjordes även där koncentrationen av fosfor och suspenderade ämnen mättes. Doserna avfällningskemikalier som testades var de som fungerade bäst vid högflöde och lågflöde, medoch utan polymer. Försök utfördes även där provet enbart floterades utan tillsats av kemikalie.Resultatet kan beskådas i figur 7. Som ses i figuren blev resultatet bäst när 80 ml PAX XL100tillsattes per kubikmeter vatten. Resultatet blev även bra utan tillsats av kemikalier, men vidbehov av att sänka fosforkoncentrationen kan PAX XL100 tillsättas.

Figur 6: Turbiditeten mätt i block 1 och block 2 vid tillsats av fällningskemikalier.

Figur 7: Turbiditeten och koncentrationen av suspenderade ämnen och fosfor ändras vid tillsats avfällningskemikalier.

SlutsatsSpårämnesförsöket som gjordes visade att:

• Vattnet från efterdenitrifikationen inte blandades med vattnet från aktivslamblocket.

• Vattnet från aktivslamblocket i huvudsak gick in i block 2.

Flotationsförsöken med vatten från efterdenitrifikationen och aktivslamblocket visade att:

• Vattnet från efterdenitrifikationen är mer lämpat för flotation än vad vattnet frånaktivslamblocket är.

• Vattnet från aktivslamblocket behöver minst 20 % recirkulation för att turbiditeten skaminska något.

Turbiditetsmätningarna i flotationsanläggningen visade att:

• Turbiditeten i block 2 var högre än i block 1 vid högflöde.

• Att vattnet från sämre på att flotera och det är för lite dispersionsvatten för att få en bradispersion.

Fällningsförsöken vid högflöde visade att:

• Lämplig dosering är 160 ml PAX XL100/l och 0,6 g polymer/m3 av den katjoniskasorten, C-494.

• Doseringen fungerade bättre i block 2 än vad den gjorde i block 1.

Fällningsförsöken på vattnet från efterdenitrifikationen visade att:

• Flotationen av vattnet fungerar bra utan tillsats av fällningskemikalier.

• För att reducera fosforn kan 80 ml PAX XL100/l doseras.

TackStor tack till professor Jes la Cour Jansen, Michael Ljunggren, Ulf Nyberg och ChristopherGruvberger som har gjort det möjligt att utföra mitt examensarbete. Även ett stor tack tillpersonalen på Sjölunda som har svarat på alla mina frågor.

ReferenserDriftinstruktioner för Sjölunda avloppsreningsverk, hämtade [2008-10-15], revideras löpande

Haarhoff, J., Van Vuuren, L. R. J., 1993. A South African Design Guide for Dissolved AirFlotation. Report for the Water Research Commission

Hach Company,2008. Portabel turbiditetsmätare, Modell 2100P, Instrument- ochanvändningsbok. Hämtad från http:www.hach-lange.secountrysitesaction_qdocuments_listSA_ID10lkzSEspkzsvTOKENzLJhGP9ZCNT5D1EOIDjqlM1_t8MBoJnxg , [2008-11-28]

Johansson, T., 2008. Utvärdering av flotationsanläggningen vid Sjölunda avloppsreningsverk i

Malmö. Examensarbete, Vattenförsörjnings- och Avloppsteknik, Institutionen för Kemiteknik,LTH

Lange, 2008. Analysföreskrift, Kyvett-test LCK 349 Fosfor total / Fosfat orto Reviderad:2008-07-07. Hämtad från: http:www.hach-lange.secountrysitesaction_qdocuments_listSA_ID10lkzSEspkzsvTOKENbB4lY91O2EP1mPO _IlnNQNDTTg8MUHYtuA,[2008-08-12]

Miljörapporter för Sjölunda avloppsreningsverk, Malmö, Åren 1990-2007 Personal vidSjölunda, 2008. personlig kommunikation

Pålsson, A. 2008. Email och telefonkontakt

Zachowski, S., 2008. Email