05.03.2015 Views

Problem och lösningar vid processoptimering av ... - BOFFE.COM

Problem och lösningar vid processoptimering av ... - BOFFE.COM

Problem och lösningar vid processoptimering av ... - BOFFE.COM

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

VA-Forsk rapport Nr 2005-10<br />

<strong>Problem</strong> <strong>och</strong> <strong>lösningar</strong><br />

<strong>vid</strong> <strong>processoptimering</strong> <strong>av</strong><br />

rötkammardriften <strong>vid</strong><br />

<strong>av</strong>loppsreningsverk<br />

Katarina Starberg<br />

Bernt Karlsson<br />

Jan-Erik Larsson<br />

Peter Moraeus<br />

Anna Lindberg<br />

VA-Forsk


VA-Forsk<br />

VA-Forsk är kommunernas eget FoU-program om kommunal VA-teknik. Programmet finansieras i sin<br />

helhet <strong>av</strong> kommunerna, vilket är unikt på så sätt att statliga medel tidigare alltid använts för denna typ<br />

<strong>av</strong> verksamhet. FoU-<strong>av</strong>giften är för närvarande 1,05 kronor per kommuninnevånare <strong>och</strong> år. Avgiften är<br />

obligatorisk. Nästan alla kommuner är med i programmet, vilket innebär att budgeten årligen omfattar<br />

drygt åtta miljoner kronor.<br />

VA-Forsk initierades gemensamt <strong>av</strong> Svenska Kommunförbundet <strong>och</strong> Svenskt Vatten. Verksamheten<br />

påbörjades år 1990. Programmet lägger tonvikten på tillämpad forskning <strong>och</strong> utveckling inom det<br />

kommunala VA-området. Projekt bedrivs inom hela det VA-tekniska fältet under huvudrubrikerna:<br />

Dricksvatten<br />

Ledningsnät<br />

Avloppsvattenrening<br />

Ekonomi <strong>och</strong> organisation<br />

Utbildning <strong>och</strong> information<br />

VA-Forsk styrs <strong>av</strong> en kommitté, som utses <strong>av</strong> styrelsen för Svenskt Vatten AB. För närvarande har<br />

kommittén följande sammansättning:<br />

Anders Lago, ordförande<br />

Olof Bergstedt<br />

Roger Bergström<br />

Daniel Hellström<br />

Stefan Marklund<br />

Mikael Medelberg<br />

Anders Moritz<br />

Peter Stahre<br />

Jan Söderström<br />

Göran Tägtström<br />

Agneta Åkerberg<br />

Steinar Nybruket, adjungerad<br />

Thomas Hellström, sekreterare<br />

Södertälje<br />

Göteborgs VA-verk<br />

Svenskt Vatten AB<br />

Stockholm Vatten AB<br />

Luleå<br />

Roslagsvatten AB<br />

Linköping<br />

VA-verket Malmö<br />

Sv Kommunförbundet<br />

Borlänge<br />

Falkenberg<br />

NORVAR, Norge<br />

Svenskt Vatten AB<br />

Författarna är ensamma ansvariga för rapportens innehåll, varför detta ej kan<br />

åberopas såsom representerande Svenskt Vattens ståndpunkt.<br />

VA-Forsk<br />

Svenskt Vatten AB<br />

Box 47607<br />

117 94 Stockholm<br />

Tfn 08-506 002 00<br />

Fax 08-506 002 10<br />

svensktvatten@svensktvatten.se<br />

www.svensktvatten.se<br />

Svenskt Vatten AB är servicebolag till föreningen Svenskt Vatten.


VA-Forsk Bibliografiska uppgifter för nr 2005-10<br />

Rapportens titel:<br />

Title of the report:<br />

<strong>Problem</strong> <strong>och</strong> <strong>lösningar</strong> <strong>vid</strong> <strong>processoptimering</strong> <strong>av</strong> rötkammardriften <strong>vid</strong> <strong>av</strong>loppsreningsverk<br />

<strong>Problem</strong>s and solutions during process optimisation of the sludge treatment<br />

at wastewater treatment plants<br />

Rapportens beteckning<br />

Nr i VA-Forsk-serien: 2005-10<br />

Författare:<br />

Katarina Starberg, Bernt Karlsson, Jan-Erik Larsson <strong>och</strong> Peter Moraeus,<br />

SWECO VIAK AB; Anna Lindberg, ITT Flygt AB<br />

VA-Forsk-projektnr: 23-121<br />

Projektets namn:<br />

Projektets finansiering:<br />

<strong>Problem</strong> <strong>och</strong> <strong>lösningar</strong> <strong>vid</strong> <strong>processoptimering</strong> <strong>av</strong> rötkammardriften <strong>vid</strong> <strong>av</strong>loppsreningsverk<br />

VA-Forsk, SWECO VIAK AB, ITT Flygt AB<br />

Rapportens omfattning<br />

Sidantal: 47<br />

Format:<br />

A4<br />

Sökord:<br />

Keywords:<br />

Sammandrag:<br />

Abstract:<br />

Målgrupper:<br />

Omslagsbild:<br />

Rapporten beställs från:<br />

Avloppsslam, slambehandling, <strong>processoptimering</strong>, energioptimering<br />

Sewage sludge, sludge treatment, process optimisation, energy optimisation<br />

Sammanställning <strong>av</strong> olika möjligheter <strong>och</strong> begränsningar <strong>vid</strong> slamhanteringen<br />

<strong>vid</strong> <strong>av</strong>loppsreningsverk. Genomgång <strong>av</strong> slambehandlingsstegen förtjockning,<br />

rötning <strong>och</strong> slut<strong>av</strong>vattning <strong>och</strong> tillhörande slamhantering (pumpning, omblandning,<br />

uppvärmning <strong>och</strong> värmeåtervinning). Erfarenheter, fallgropar <strong>och</strong><br />

tänkbara förbättringsåtgärder diskuteras.<br />

Review of possible solutions and limitations in sludge treatment at wastewater<br />

treatment plants, including major sludge treatment stages such as<br />

thickening, anaerobic digestion and final dewatering and associated handling<br />

processes (pumping, stirring, heating, heat recovery). Experiences, pitfalls<br />

and possibilities for upgrading are discussed.<br />

Drift- <strong>och</strong> processansvariga <strong>vid</strong> <strong>av</strong>loppsreningsverk<br />

Rötkammare, Uppsala, foto Katarina Starberg; Pump, Boden, foto Jan-Erik<br />

Larsson; Centrifuger, Uppsala, foto Katarina Starberg; Värmeväxlare, Käppala,<br />

foto Bernt J V Karlsson<br />

Finns att hämta hem som pdf-fil från Svenskt Vattens hemsida<br />

www.svensktvatten.se<br />

Utgivningsår: 2005<br />

Utgivare:<br />

Svenskt Vatten AB<br />

© Svenskt Vatten AB<br />

Grafisk formgivning: Victoria Björk, Svenskt Vatten


Förord<br />

Detta arbete har initierats <strong>av</strong> Svenskt Vattens <strong>av</strong>loppskommitté VAK <strong>och</strong> SWECO<br />

VIAK AB. Projektet har samfinansierats <strong>av</strong> VA-Forsk, SWECO VIAK AB <strong>och</strong><br />

ITT Flygt.<br />

Avloppskommitténs representanter i studien har varit Bengt Göran Hellström,<br />

Stockholm Vatten <strong>och</strong> Leif Eriksson, Örebro Avloppsreningsverk.<br />

Projektet har genomförts <strong>av</strong> Katarina Starberg (projektledare), Jan-Erik Larsson,<br />

Bernt Karlsson <strong>och</strong> Peter Moraeus från SWECO VIAK samt Anna Lindberg från<br />

ITT Flygt.<br />

Vi vill speciellt rikta ett varmt tack till all medverkande <strong>vid</strong> de VA-anläggningar<br />

runt om i landet som deltagit i studien genom att ta emot oss <strong>vid</strong> sina anläggningar,<br />

svara på våra många frågor <strong>och</strong> bidra med driftdata <strong>och</strong> värdefulla<br />

synpunkter:<br />

Brynolf Wickström, Svedjans ARV, Boden<br />

Wilford Strandsäter, Simsholmens ARV, Jönköping<br />

Ola Person <strong>och</strong> Halina Rybczynski, Tegelvikens ARV, Kalmar<br />

Torsten Palmgren, Käppal<strong>av</strong>erket, Lidingö<br />

Roland Johansson, Sandholmens ARV, Piteå<br />

Ulf Sundberg, Sala ARV, Sala<br />

Mats Ejderby, Henriksdals ARV, Stockholm<br />

Gunilla Edmark <strong>och</strong> Stefan Grannas, Fillanverket, Sundsvall<br />

Marcus Månsson, Näckströms ARV, Tranås<br />

Annette Börjesson, Ar<strong>vid</strong>storps ARV, Trollhättan<br />

Hans Holmström <strong>och</strong> Anna Marmbrant, Kungsängsverket, Uppsala<br />

Leif Eriksson, Skebäcksverket, Örebro<br />

Stockholm, 2005-02-18<br />

Katarina Starberg<br />

3


Innehåll<br />

Förord . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3<br />

Sammanfattning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7<br />

Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8<br />

1 Bakgrund <strong>och</strong> syfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9<br />

2 Inledning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10<br />

2.1 Avgränsningar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10<br />

2.2 Tillvägagångssätt/metodik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10<br />

2.3 Rapportens upplägg <strong>och</strong> innehåll . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10<br />

3 Förtjockning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12<br />

3.1 Beskrivning <strong>och</strong> syfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12<br />

3.2 Olika typer <strong>av</strong> förtjockarutrustning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14<br />

3.3 Erfarenheter <strong>och</strong> fallgropar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16<br />

4 Rötning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17<br />

4.1 Olika typer <strong>av</strong> rötningsprocesser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17<br />

4.1.1 Beskrivning <strong>och</strong> syfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17<br />

4.1.2 Erfarenheter <strong>och</strong> fallgropar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17<br />

4.2 Olika typer <strong>av</strong> omblandnings-system i rötkammare . . . . . . . . . 19<br />

4.2.1 Beskrivning <strong>och</strong> syfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19<br />

4.2.2 Erfarenheter <strong>och</strong> fallgropar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20<br />

4.3 Olika typer <strong>av</strong> uppvärmningssystem i rötkammare . . . . . . . . . 21<br />

4.3.1 Beskrivning <strong>och</strong> syfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21<br />

4.3.2 Olika typer <strong>av</strong> utrustning för uppvärmning <strong>av</strong> slam . . . . . . . . . . . . 22<br />

4.3.3 Erfarenheter <strong>och</strong> fallgropar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23<br />

4.4 Isolering <strong>av</strong> rötkammaren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24<br />

4.5 Olika typer <strong>av</strong> värmeåtervinningssystem <strong>vid</strong> rötning . . . . . . . . 25<br />

4.5.1 Beskrivning <strong>och</strong> syfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25<br />

4.5.2 Erfarenheter <strong>och</strong> fallgropar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27<br />

5 Pumpning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29<br />

5.1 Beskrivning <strong>och</strong> syfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29<br />

5.2 Beskrivning <strong>av</strong> olika typer <strong>av</strong> pumpar för slam . . . . . . . . . . . . . 31<br />

5.3 Erfarenheter <strong>och</strong> driftfall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33<br />

6 Slamlagring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34<br />

6.1 Beskrivning <strong>och</strong> syfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34<br />

6.2 Omrörning i slamlager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34<br />

6.3 Säkerhetsaspekter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35<br />

7 Slut<strong>av</strong>vattning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35<br />

7.1 Beskrivning <strong>och</strong> syfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35<br />

7.2 Olika typer <strong>av</strong> <strong>av</strong>vattningsutrustning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36<br />

5


7.2.1 Bandfilterpressar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36<br />

7.2.2 Centrifuger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36<br />

7.2.3 Kammarfilterpressar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37<br />

7.3 Erfarenheter <strong>och</strong> fallgropar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38<br />

8 Nyckeltal <strong>och</strong> data från slambehandling . . . . . . . . . . . . . . 38<br />

8.1 Värmeförbrukning <strong>och</strong> värmeåtervinning . . . . . . . . . . . . . . . . . 39<br />

8.2 Elförbrukning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40<br />

8.3 Rötning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42<br />

8.4 Polymerförbrukning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43<br />

9 Sammanfattande slutsatser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44<br />

Referenser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46<br />

Bilaga A Exempel på uppföljningsmall för driften <strong>vid</strong><br />

<strong>av</strong>loppsreningsverk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47<br />

6


Sammanfattning<br />

Under senare år har intresset för slambehandlingen <strong>vid</strong> svenska <strong>av</strong>loppsreningsverk<br />

ökat markant. Drivkrafterna för utvecklingen är flera. Dels har förutsättningarna<br />

för extern användning <strong>av</strong> biogas ökat kraftigt, vilket motiverat energibesparande<br />

åtgärder <strong>och</strong> optimering <strong>av</strong> rötningsprocessen. Dels har miljölagstiftningen<br />

skärpts. Både kommande hygieniseringskr<strong>av</strong> för slam <strong>och</strong> deponeringsförbudet<br />

för organiskt <strong>av</strong>fall får stora konsekvenser för <strong>av</strong>loppsreningsverken <strong>och</strong> har<br />

aktualiserat processer som termofil rötning <strong>och</strong> pastörisering samt metoder för<br />

att minska slammängderna. Vidare har en allmänt förhöjd miljö- <strong>och</strong> kostnadsmedvetenhet<br />

lett till ökade ansträngningar att minimera kostnader <strong>och</strong> resursförbrukning.<br />

Förbättringsåtgärder som genomförts <strong>vid</strong> olika anläggningar har i en del fall<br />

lett till oönskade följdverkningar <strong>och</strong> driftsvårigheter eftersom erfarenheterna<br />

<strong>av</strong> ”nya” processer <strong>och</strong> metoder ofta varit begränsad. Syftet med denna studie är<br />

därför att lyfta fram olika möjligheter <strong>och</strong> begränsningar i slambehandlingen<br />

<strong>och</strong> att sammanställa <strong>och</strong> sprida olika erfarenheter som gjorts <strong>vid</strong> de svenska <strong>av</strong>loppsreningsverken<br />

under senare år. Målsättningen är att i förlängningen bidra<br />

till förbättrade <strong>och</strong> mer kostnadseffektiva tekniska <strong>lösningar</strong>.<br />

Studien omfattar en genomlysning <strong>av</strong> olika slambehandlingssteg (huvudsakligen<br />

förtjockning, rötning <strong>och</strong> slut<strong>av</strong>vattning) samt tillhörande hantering<br />

(pumpning, omblandning, uppvärmning <strong>och</strong> värmeåtervinning). Erfarenheter<br />

<strong>och</strong> fallgropar <strong>vid</strong> de olika stegen diskuteras <strong>och</strong> tänkbara förbättringsåtgärder<br />

samt övergripande slutsatser <strong>och</strong> rekommendationer anges.<br />

Arbetet har genomförts med hjälp <strong>av</strong> 12 referensanläggningar som kopplats<br />

till studien. Drift- <strong>och</strong> processdata samt erfarenheter från dessa anläggningar har<br />

samlats in för att illustrera <strong>och</strong> exemplifiera olika aspekter <strong>av</strong> slambehandlingen.<br />

Olika nyckeltal (såsom energiförbrukning per ton torrsubstans i de olika stegen)<br />

har beräknats.<br />

Sammanfattningsvis visar studien bland annat att energiförbrukningen <strong>vid</strong><br />

slambehandlingen <strong>vid</strong> olika anläggningar varierar kraftigt, att många anläggningar<br />

inte optimalt utformade <strong>och</strong> att det finns stora möjligheter till energibesparingar,<br />

såväl el som värme. Störst besparingspotential förefaller finnas <strong>vid</strong><br />

de små <strong>och</strong> medelstora <strong>av</strong>loppsreningsverken.<br />

7


Summary<br />

The interest in sludge treatment at Swedish wastewater treatment plants has<br />

increased noticeably in recent years. There are several driving forces for this<br />

development. First of all, the possibilities for external utilisation of biogas h<strong>av</strong>e<br />

increased, which has motivated energy s<strong>av</strong>ing measures and optimisation of the<br />

digestion process. Also, the environmental legislation has become more stringent.<br />

The upcoming requirement for hygienisation of sludge and the ban on landfill<br />

of organic waste both greatly impact the external demands on wastewater treatment<br />

plants and h<strong>av</strong>e brought to the fore processes such as thermophilic digestion<br />

and pasteurisation along with methods to reduce the sludge amounts. Further,<br />

a generally augmented level of environmental and cost awareness has led to increased<br />

efforts to minimise costs and use of resources.<br />

Upgrading measures that – for the reasons above – h<strong>av</strong>e been implemented at<br />

different plants h<strong>av</strong>e in some cases led to unwanted consequences and operational<br />

difficulties since the experience from “new” processes and methods often has been<br />

limited. The purpose of this study is to point out different possibilities and limitations<br />

in sludge treatment and to compile and share the different experiences<br />

made at the Swedish WWTPs in recent years. The intention is to, in a long-term<br />

perspective, contribute to improved and more cost-effective technical solutions.<br />

The study is a review and analysis of different sludge treatment stages (thickening,<br />

anaerobic digestion and final dewatering) and the associated handling<br />

processes (pumping, stirring, heating, heat recovery). Experiences and pitfalls at<br />

the different stages are discussed and possible enhancement measures are specified.<br />

Conclusions and recommendations are made.<br />

The review was carried out in cooperation with 12 reference plants associated<br />

with the study. Operational and process data from these plants were collected to<br />

illustrate and exemplify different aspects of the sludge treatment. Certain key<br />

figures (such as energy consumption per tonne of dry solids) were estimated for<br />

the different stages.<br />

The study shows that the energy consumption for sludge treatment varies<br />

greatly among different wastewater treatment plants, that many plants are not<br />

optimally designed and that there are great possibilities for energy s<strong>av</strong>ings, both<br />

of electricity and of heat. The greatest potential for energy s<strong>av</strong>ings appear to<br />

exist at the small and medium sized plants.<br />

8


1 Bakgrund <strong>och</strong> syfte<br />

Kostnaden för slambehandlingen <strong>vid</strong> svenska <strong>av</strong>loppsreningsverk<br />

är i det närmaste lika stor som<br />

kostnaden för <strong>av</strong>loppsvattenbehandlingen. Med kostnaden<br />

menas här den totala kostnaden inkluderat<br />

kapital-, personal, underhåll- samt driftkostnader. En<br />

inte helt ovanlig fördelning mellan de olika delar som<br />

bidrar till den totala kostnaden för slambehandlingen<br />

visas nedan (exempel från en <strong>av</strong> referensanläggningarna<br />

i studien).<br />

Underhåll<br />

4 %<br />

Kemikalier<br />

9 %<br />

Värme, el,<br />

vatten<br />

21 %<br />

Kapital<br />

5 %<br />

Övrigt<br />

5 %<br />

Slutomhändertagande<br />

29 %<br />

Personal<br />

27 %<br />

Figur 1-1. Fördelning <strong>av</strong> kostnader för slambehandling<br />

(exempel från en <strong>av</strong> studiens referensanläggningar).<br />

Fördelningen mellan kostnaderna visar tydligt att<br />

kostnaderna för slutomhändertagande <strong>av</strong> slammet,<br />

personal samt värme <strong>och</strong> el dominerar. Studien har<br />

därför huvudsakligen fokuserats på energioptimering<br />

<strong>och</strong> förbättrad rötningsprocess i syfte att minska<br />

slammängden för slutomhändertagande.<br />

Värmeförbrukningen sker huvudsakligen i rötningssteget,<br />

som är den största enskilda förbrukaren<br />

<strong>av</strong> värmeenergi för hela <strong>av</strong>loppsreningsverket. Detta<br />

steg är ofta eftersatt. Ineffektiva uppvärmningssystem<br />

<strong>och</strong> – med dagens mått mätt – illa utformade<br />

process<strong>lösningar</strong> är tyvärr inte ovanliga. En stor andel<br />

<strong>av</strong> de befintliga svenska rötkamrarna uppfördes<br />

under en period då biogas inte utnyttjades som energikälla<br />

utanför reningsverken <strong>och</strong> rötningssystemen är<br />

därför ofta inte optimalt utformade ur energisynpunkt.<br />

Om- <strong>och</strong> tillbyggnationer har naturligtvis<br />

9<br />

skett under årens lopp, men behovet <strong>av</strong> energibesparande<br />

<strong>och</strong> processoptimerande åtgärder är fortfarande<br />

stort.<br />

I dagsläget är förutsättningarna för produktion<br />

<strong>och</strong> extern försäljning <strong>av</strong> biogas markant förändrade<br />

<strong>och</strong> det finns nu på många platser en stor efterfrågan<br />

<strong>av</strong> gas <strong>och</strong>/eller värmeenergi. Maximering <strong>av</strong> mängden<br />

biogas som kan försäljas externt kräver att det<br />

interna uppvärmningsbehovet <strong>vid</strong> anläggningen minimeras,<br />

<strong>och</strong> många VA-verksamheter har därför infört<br />

olika förbättringsåtgärder i detta syfte. Även det<br />

senaste decenniets allmänna ekonomiska åtstramning<br />

i kommunerna har bidragit till att motivera en<br />

översyn <strong>av</strong> befintliga system.<br />

Slammängden för slutomhändertagande påverkas<br />

framförallt <strong>av</strong> <strong>av</strong>vattningen i kombination med utformningen<br />

<strong>av</strong> rötningsprocessen <strong>och</strong> förutsättningarna<br />

för denna (t.ex. TS-halt på ingående slam).<br />

I slambehandlingen finns en stor besparingspotential.<br />

Som exempel kan nämnas att förtjockning<br />

<strong>av</strong> slammet före rötning från 2 till 6 % TS-halt reducerar<br />

värmebehovet för uppvärmning <strong>av</strong> rötningen<br />

med ca 800 kWh/ton TS (<strong>vid</strong> mesofil rötning).<br />

Utöver rent ekonomiska skäl finns det även andra<br />

drivkrafter för det ökade intresse för slambehandlingen<br />

som kunnat märkas under senare år. Bland<br />

annat är det en skärpt miljölagstiftning som ligger<br />

till grund för utvecklingen, <strong>och</strong> då framför allt kommande<br />

hygieniseringskr<strong>av</strong> på slam samt deponeringsförbudet<br />

för organiskt <strong>av</strong>fall. Hygieniseringsaspekten<br />

har bland annat medfört att intresset för termofil<br />

rötning <strong>och</strong> pastörisering har ökat kraftigt. Deponeringsförbudet<br />

har ökat ansträngningarna att minska<br />

slammängderna.<br />

Många VA-verksamheter som infört ”nya” processer<br />

<strong>och</strong> förbättringsåtgärder har dock <strong>vid</strong> sidan<br />

<strong>av</strong> de positiva effekter som uppnåtts även erfarit olika<br />

negativa följdverkningar i form <strong>av</strong> driftstörningar.<br />

För att anknyta till förtjockningsexemplet ovan kan<br />

det exempelvis röra sig om svårigheter att pumpa<br />

förtjockat slam över en viss TS-halt.<br />

Syftet med denna studie har varit att sammanställa<br />

<strong>och</strong> sprida olika erfarenheter som gjorts kring<br />

slambehandlingen <strong>vid</strong> de svenska <strong>av</strong>loppsreningsverken<br />

under senare år <strong>och</strong> lyfta fram olika möjligheter<br />

<strong>och</strong> begränsningar. Målsättningen är att i<br />

förlängningen bidra till förbättrade <strong>och</strong> mer kostnadseffektiva<br />

tekniska <strong>lösningar</strong>.


2 Inledning<br />

2.1 Avgränsningar<br />

Sammanställningen omfattar följande huvudsakliga<br />

delar i slambehandlingen:<br />

förtjockning<br />

pumpning<br />

rötning, inklusive omblandning, uppvärmning<br />

<strong>och</strong> värmeåtervinning<br />

slut<strong>av</strong>vattning<br />

Varje referensanläggning besöktes <strong>och</strong> tillsammans<br />

med drift- eller processansvarig samt i vissa fall annan<br />

personal företogs en genomgång <strong>av</strong> befintliga<br />

processer. Drift- <strong>och</strong> processdata från varje anläggning<br />

samlades in såväl muntligt som via enkätmaterial,<br />

<strong>och</strong> drifterfarenheter inhämtades <strong>och</strong> diskuterades.<br />

Enkätmaterialet redovisas i bilaga A.<br />

I många fall saknades vissa uppgifter (t.ex. uppgifter<br />

<strong>av</strong>seende energiförbrukning, motoreffekter,<br />

etc.) <strong>och</strong> i flera fall genomförde anläggningsansvarig<br />

egna mätningar <strong>och</strong> kompletterade uppgifterna.<br />

Det skall understrykas att respektive anläggning<br />

inte redovisas separat. I efterföljande framställning<br />

används insamlad information huvudsakligen för att<br />

exemplifiera olika problemställningar. Uppgifterna<br />

(mätdata) från respektive anläggning har dock bearbetats<br />

i syfte att kunna göra relevanta jämförelser<br />

<strong>och</strong> få en sammantagen lägesbeskrivning.<br />

Tabell 2-1. Referensanläggningar som deltagit i studien.<br />

2.2 Tillvägagångssätt/metodik<br />

Kommun<br />

Anläggning<br />

(<strong>av</strong>loppsreningsverk)<br />

Storlek<br />

pe<br />

(dim)<br />

Belastning<br />

pe<br />

(aktuell)<br />

Arbetet har genomförts med hjälp <strong>av</strong> 12 stycken<br />

referensanläggningar (svenska <strong>av</strong>loppsreningsverk)<br />

som kopplats till studien. Anläggningarna valdes ut<br />

på basis <strong>av</strong> följande kriterier:<br />

driftdata skulle finnas tillgängliga (i så stor utsträckning<br />

som möjligt)<br />

medverkande <strong>vid</strong> anläggningen skulle ställa sig<br />

positiva till att delta i studien<br />

Dessutom skulle anläggningarna representera stor<br />

spridning med <strong>av</strong>seende på:<br />

storlek<br />

geografiskt läge<br />

olika slambehandlingsmetoder<br />

Ett 20–25-tal VA-anläggningar tillfrågades om medverkan.<br />

Baserat på kriterierna ovan valdes slutligen<br />

följande referensanläggningar ut för att delta i studien<br />

(tabell 2-1).<br />

Slambehandlingsprocesserna <strong>vid</strong> respektive verk redovisas<br />

i tabell 2-2. Ambitionen har varit att täcka in<br />

så många olika alternativa tekniker för slambehandlingen<br />

som möjligt utifrån rådande förutsättningar.<br />

Målsättningen har varit att få en så god spridning<br />

som möjligt <strong>och</strong> identifiera vanliga <strong>och</strong> gemensamma<br />

driftproblem. Den enda tekniken som inte kunnat<br />

inkluderas har varit flotation för förtjockning.<br />

10<br />

Boden Svedjan 33 000 24 000<br />

Stockholm Henriksdal 900 000 770 000<br />

Jönköping Simsholmen 95 000 72 000<br />

Kalmar Tegelviken 100 000 85 000<br />

Lidingö Käppal<strong>av</strong>erket<br />

700 000 450 000<br />

Piteå Sandholmen 35 000 30 000<br />

Sala Sala 15 600 12 000<br />

Sundsvall Fillanverket 30 000 24 000<br />

Tranås Näckström 48 000 15 000<br />

Trollhättan Ar<strong>vid</strong>storp 65 000 48 000<br />

Uppsala Kungsängsverket<br />

200 000 181 000<br />

Örebro Skebäcksverket<br />

220 000 135 000<br />

2.3 Rapportens upplägg<br />

<strong>och</strong> innehåll<br />

I efterföljande kapitel beskrivs de olika slambehandlingsstegen.<br />

Varje kapitel inleds med en beskrivning <strong>av</strong> slambehandlingssteget<br />

<strong>och</strong> dess syfte, samt i vissa fall


Tabell 2-2. Slambehandlingsprocesser- <strong>och</strong> system <strong>vid</strong> referensanläggningarna.<br />

Boden<br />

Jönköping<br />

Kalmar<br />

Lidingö<br />

Piteå<br />

Sala<br />

Stockholm<br />

Sundsvall<br />

Tranås<br />

Trollhättan<br />

Uppsala<br />

Örebro<br />

Slammottagning<br />

Inget externt slam tas emot<br />

Externt slam från andra ARV<br />

Brunnsslam/septiskt slam<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

Förtjockning, primärslam<br />

Gr<strong>av</strong>imetrisk<br />

Silduk/Silbandsduk<br />

Siltrumma<br />

Centrifug<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

Flotation<br />

Förtjockning, överskottsslam<br />

Gr<strong>av</strong>imetrisk<br />

Silduk/Silbandsduk<br />

Siltrumma<br />

Centrifug<br />

Flotation<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

Uppvärmning<br />

VVX på cirkulationsslinga till RK<br />

VVX på ingående slamflöde<br />

Värmeöverföringsytor i rötkammaren<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

Rötningstemperatur<br />

Termofil<br />

Mesofil<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

Sam/separat rötning<br />

Separat rötning ö-slam/p-slam<br />

Samrötning ö-slam/p-slam<br />

Samrötning externt <strong>av</strong>fall<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

Omrörning rötkammare<br />

Gasomrörning<br />

Mekanisk omrörning<br />

Cirkulationspumpning<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

Värmeåtervinning<br />

Ingen<br />

Slam/vatten/slam VVX<br />

Slam/slam VVX<br />

Värmepump<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

Avvattning<br />

Kammarfilterpress<br />

Centrifug<br />

Silbandspress<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X<br />

11


grundläggande vetenskapliga samband som ligger<br />

till grund för tekniken.<br />

Därefter följer en kort beskrivning <strong>av</strong> i Sverige<br />

vanligt förekommande metoder <strong>och</strong> utrustning för<br />

slambehandlingen. Denna genomgång görs i orienterande<br />

syfte <strong>och</strong> är inte <strong>av</strong>sedd att vara fullständig.<br />

Den innebär inte heller någon rekommendation för<br />

en viss maskinkomponent eller metod. För grundläggande<br />

metodbeskrivning hänvisas till tidigare<br />

publicerade arbeten, VAV P51 (1984) <strong>och</strong> Svenska<br />

kommunförbundets kompendium om <strong>av</strong>loppsteknik<br />

(1989).<br />

Vidare beskrivs olika problemställningar <strong>och</strong> tänkbara<br />

förbättringsåtgärder för att optimera processer<br />

<strong>och</strong> energiförbrukning i slambehandlingen. För varje<br />

åtgärd beskrivs såväl positiva som negativa konsekvenser,<br />

dvs. de fördel(ar) som åtgärden medför<br />

men även de tekniska följdproblem <strong>och</strong> driftstörningar<br />

som kan uppträda. Dessutom redovisas de<br />

viktigaste kriterierna för att en viss åtgärd skall vara<br />

aktuell.<br />

De problem som kan uppträda i driften har hämtats<br />

i stor utsträckning från de deltagande referensanläggningarna,<br />

men även kompletterats med projektgenomförarnas<br />

egna erfarenheter från en mängd<br />

olika projekt <strong>och</strong> uppdrag.<br />

I ett <strong>av</strong>slutande kapitel har slutligen olika nyckeltal<br />

för driften beräknats baserat på driftdata från de<br />

olika referensanläggningarna.<br />

3 Förtjockning<br />

3.1 Beskrivning <strong>och</strong> syfte<br />

Med förtjockning <strong>av</strong> slam <strong>av</strong>ses en separation <strong>av</strong> fritt<br />

vatten med syfte att uppnå en förhöjd TS-halt för<br />

effektivare stabilisering <strong>av</strong> slammet. En högre TShalt<br />

innebär en mindre mängd att behandla genom<br />

stabilisering <strong>och</strong> därmed mindre reaktorvolym eller<br />

längre uppehållstid i befintlig reaktorvolym <strong>och</strong> dessutom<br />

mindre volymer att värma upp.<br />

Förtjockning <strong>av</strong> slam före rötning åstadkommer<br />

följande:<br />

12<br />

minskar uppvärmningskostnaderna <strong>vid</strong> den efterföljande<br />

rötningen (huvudsaklig anledning)<br />

ökar uppehållstiden i rötkammare vilket kan ge<br />

ökad nedbrytning <strong>och</strong> gasproduktion<br />

mindre rötningsvolymer krävs vilket ger ett minskat<br />

investeringsbehov <strong>vid</strong> nyanläggning<br />

minskar slamflödena vilket minskar elenergiförbrukningen<br />

<strong>vid</strong> pumpning <strong>av</strong> slammet (ökade<br />

tryckfall på grund <strong>av</strong> slammets högre viskositet<br />

kan dock motverka denna effekt).<br />

ger ett tjockare slam <strong>och</strong> mindre mängd in till<br />

<strong>av</strong>vattningen, vilket ger lägre energiförbrukning<br />

<strong>och</strong> bättre resultat <strong>vid</strong> slut<strong>av</strong>vattningen<br />

Flera <strong>av</strong> dessa effekter samverkar <strong>och</strong> resulterar i<br />

minskade slammängder <strong>och</strong> i förlängningen minskade<br />

kostnader för transport <strong>och</strong> omhändertagande<br />

<strong>av</strong> slammet. Här kan stora vinster göras eftersom<br />

dessa kostnader ofta utgör en <strong>av</strong> de stora utgiftsposterna<br />

i verksamheten.<br />

Förtjockning är i det här sammanhanget naturligtvis<br />

fördelaktigt för hela slammängden. Primärslam<br />

är relativt lättsedimenterat <strong>och</strong> en förtjockning<br />

sker redan i försedimenteringen (till minst ca 3–4 %<br />

TS), varifrån slammet pumpas direkt in till rötkammaren.<br />

Överskottsslammet är betydligt mer svårsedimenterat<br />

<strong>och</strong> TS-halterna är generellt mycket<br />

låga på utgående överskottsslam från biosteget (ca<br />

0,5–1 % TS). I många fall leds överskottsslammet<br />

tillbaka till primärslamfickorna, varifrån det resulterande<br />

blandslammet pumpas <strong>vid</strong>are till rötkammare.<br />

Överskottsslammet kan även förtjockas i vanliga<br />

gr<strong>av</strong>itationsförtjockare eller med någon maskinell<br />

metod. Alternativt kan flotation användas som <strong>av</strong>skiljningsmetod<br />

för ett svårsedimenterat överskottsslam.<br />

Av ekonomiska skäl (höga driftkostnader) är<br />

denna metod dock ovanlig i Sverige.<br />

Skall slammet förtjockas ytterligare krävs någon<br />

form <strong>av</strong> maskinell utrustning såsom centrifuger,<br />

trumförtjockare eller liknande. Det är framför allt<br />

denna typ <strong>av</strong> förtjockning som kan ställa till en del<br />

följdproblem i driften.<br />

Vilket resultat som uppnås beror starkt <strong>av</strong> slammets<br />

karaktär (typ <strong>av</strong> slam, kemisk sammansättning,<br />

vilken fällningskemikalie som använts, etc.). De<br />

lokala variationerna kan vara stora <strong>och</strong> det som<br />

fungerar bra <strong>vid</strong> en anläggning kan ge dåliga resultat<br />

<strong>vid</strong> en annan.<br />

Förtjockning före rötning är speciellt intressant i<br />

det fall det finns <strong>av</strong>sättningsmöjligheter för biogasen


internt eller externt. Energipriset måste då vara tillräckligt<br />

högt för att åtgärden skall ha betydelse i<br />

sammanhanget. Förtjockning kan dock även vara<br />

motiverat enbart genom den processmässiga fördel<br />

som kan uppnås genom att ökad nedbrytning ger<br />

förbättrad <strong>av</strong>vattning <strong>och</strong> därmed minskade slammängder.<br />

Storleksordningen för en investering <strong>av</strong> förtjockningsutrustning<br />

framgår <strong>av</strong> tabell 3-1, nedan.<br />

Nedanstående kostnader blir höga för fallet centrifug<br />

eftersom de <strong>av</strong>ser förtjockning <strong>av</strong> hela slammängden.<br />

Centrifugering kan dock vara lönsamt för<br />

separat förtjockning <strong>av</strong> överskottsslam.<br />

Figur 3-1 visar erforderlig värmeenergiförbrukning<br />

<strong>vid</strong> olika ingående TS-halter till rötkammaren.<br />

I det fall TS-halten höjs från 2 till 6 % reduceras<br />

uppvärmningsbehovet med ca 800 kWh/ton TS. Om<br />

man antar att biogas används för uppvärmningen<br />

<strong>och</strong> denna kan försäljas till ett pris <strong>av</strong> 20 öre/kWh<br />

blir kostnadsbesparingen 700 000 kr/år för en medelstor<br />

anläggning. Med en <strong>av</strong>skrivningstid på ca 15 år<br />

blir kapitaltjänstkostnaden ca 50 000 kr/år för trumeller<br />

bandförtjockare (maskin + installation). Driftkostnaderna<br />

exklusive polymer uppgår till ca 60 000<br />

kr/år. Med en antagen polymerförbrukning <strong>av</strong> ca<br />

2–3 kg/ton TS uppgår polymerkostnaden till ca<br />

250 000–300 000 kr/år. Under dessa förutsättningar<br />

erhålls en nettobesparing på ca 300 000 kr/år genom<br />

förtjockningssteget.<br />

Förtjockning <strong>vid</strong> termofil<br />

respektive mesofil rötning<br />

Effekterna <strong>av</strong> förtjockning i form <strong>av</strong> energibesparing<br />

är positiva <strong>vid</strong> mesofil rötning, men än större<br />

<strong>vid</strong> termofil rötning, vilket illustreras <strong>av</strong> figur 3-2<br />

på nästa sida. Speciellt <strong>vid</strong> eventuell övergång från<br />

mesofil till termofil rötning bör torrsubstanshaltens<br />

inverkan därför studeras noga.<br />

Tabell 3-1. Ungefärliga investeringskostnader för några olika typer <strong>av</strong> förtjockningsutrustning för <strong>av</strong>vattning <strong>av</strong><br />

blandslam.<br />

Typ <strong>av</strong> för<strong>av</strong>vattnare/<br />

förtjockare<br />

Investeringskostnad, T SEK<br />

(maskin- <strong>och</strong> installationskostnad)*<br />

Mindre anläggning<br />

(ca 30 000 pe)<br />

Mellanstor anläggning<br />

(ca 200 000 pe)<br />

Större anläggning<br />

(ca 700 000 pe)<br />

Bandförtjockare 530 580 1 330<br />

Trumförtjockare 250 500 1 200<br />

Centrifug 750 1 250 2 050<br />

* maskinkostnaderna är baserade på uppgifter från maskinleverantörer<br />

2500<br />

2000<br />

kWh/ton TS<br />

1500<br />

1000<br />

500<br />

0<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9<br />

TS-halt (%)<br />

Figur 3-1. Erforderlig värmeenergiförbrukning <strong>vid</strong> mesofil rötning som funktion <strong>av</strong> TS-halten i inkommande<br />

slamflöde till rötkammaren. Det har antagits att slammet värms upp 20 °C.<br />

13


5000<br />

4500<br />

4000<br />

3500<br />

kWh/ton TS<br />

3000<br />

2500<br />

2000<br />

1500<br />

1000<br />

500<br />

0<br />

Termofil rötning<br />

Mesofil rötning<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9<br />

TS-halt (%)<br />

Figur 3-2. Erforderlig värmeenergiförbrukning <strong>vid</strong> mesofil (∆T = 20) respektive termofil (∆T = 40) rötning som<br />

funktion <strong>av</strong> TS-halt i inkommande slamflöde till rötkammaren.<br />

3.2 Olika typer <strong>av</strong><br />

förtjockarutrustning<br />

Nedan beskrivna förtjockarutrustningar kräver i de<br />

flesta fall tillsats <strong>av</strong> polymer för ett bra resultat.<br />

Skivförtjockare<br />

En skivförtjockare förtjockar slam genom en kombination<br />

<strong>av</strong> statisk <strong>och</strong> mekanisk förtjockning. Förtjockningen<br />

åstadkoms med hjälp <strong>av</strong> en svagt lutande<br />

<strong>och</strong> sakta roterande cirkulär filterskiva försedd med<br />

silduk (figur 3-3). Silduken utgörs <strong>av</strong> ett mikrofilter<br />

med en konstant mask<strong>vid</strong>d på knappt 0,5 mm.<br />

Filterskivan är installerad i en sluten rostfri tank.<br />

Det flockade slammet tillförs förtjockaren på filterskivan<br />

<strong>och</strong> sedimenterar på filterduken, rejektvattnet<br />

går igenom filterduken <strong>och</strong> samlas upp i den nedre<br />

delen <strong>av</strong> förtjockaren. En skrapa ser till att det förtjockade<br />

slammet förs ut ur förtjockaren. Skrapan<br />

hjälper också till att hålla filterduken ren från fibrer.<br />

Det lutande arrangemanget ser till att endast förtjockat<br />

slam med hög TS-halt kan tas ut från förtjockaren.<br />

Kapacitetsområdet för skivförtjockaren ligger<br />

inom låga flödesområden upp till ca 8 m 3 /h.<br />

Bandförtjockare<br />

En bandförtjockare förtjockar slam till största delen<br />

med hjälp <strong>av</strong> gr<strong>av</strong>itationen. Slammet tillförs på ett<br />

sakta roterande silband (ca 15 m/min) som ser till att<br />

vattnet som frigjorts i det flockade slammet dräneras<br />

(figur 3-4 nästa sida). Dräneringen underlättas <strong>av</strong><br />

så kallade plogar som vänder slammet under transporten<br />

på silbandet. Den mekaniska påverkan på<br />

slammet är minimal (jämfört med annan förtjockarutrustning)<br />

under transporten över bandet.<br />

Kapacitetsområdet för bandförtjockare ligger<br />

mellan 10 <strong>och</strong> 150 m 3 /h.<br />

Figur 3-3. Skivförtjockare.<br />

Roterande trumförtjockare<br />

En roterande trumförtjockare separerar slam <strong>och</strong><br />

vatten genom en kombination <strong>av</strong> statisk <strong>och</strong> mekanisk<br />

14


Figur 3-4. Bandförtjockare.<br />

förtjockning. Slammet tillförs på insidan <strong>av</strong> trumman<br />

som är försedd men en silduk. Det förtjockade<br />

slammet behålls på insidan <strong>av</strong> trumman <strong>och</strong> vattnet<br />

passerar genom silduk <strong>och</strong> trumma (figur 3-5).<br />

Kapacitetsområdet ligger mellan ca 7 <strong>och</strong> 120<br />

m 3 /h.<br />

Figur 3-5. Roterande trumförtjockare.<br />

Centrifuger<br />

En centrifug förtjockar slam enbart med hjälp <strong>av</strong><br />

mekanisk energi. De centrala delarna i en centrifug<br />

utgörs <strong>av</strong> en roterande trumma med en oberoende<br />

roterande skruvtransportör invändigt (figur 3-6).<br />

Slammet matas in till blandningskammaren i ”kärnan”<br />

i skruvens första del där polymer tillsätts så<br />

att slammet flockas. Slammet slungas ut genom hål<br />

i blandningskammaren ut mot trummans ytterväggar<br />

<strong>av</strong> rotationen så att <strong>av</strong>vattning sker.<br />

Det <strong>av</strong>vattnade slammet transporteras ut genom<br />

maskinen <strong>av</strong> skruvtransportören. Rejektvattnet pressas<br />

ut genom rejektrör <strong>av</strong> det höga tryck som skapas.<br />

Trumman <strong>och</strong> skruven roterar oberoende <strong>av</strong> varandra<br />

med upp till ca 3 600 varv/min beroende på maskin<br />

<strong>och</strong> slamtyp.<br />

Förtjockning kan ske både medströms <strong>och</strong> motströms.<br />

Medströms förtjockning möjliggör mycket<br />

låga differensvarv. Differensvarvet är skillnaden<br />

mellan trummans <strong>och</strong> skruvtransportörens varvtal<br />

<strong>och</strong> låga differensvarv ger möjlighet till längre uppehållstid<br />

i centrifugen vilket ger torrare slam samt<br />

betydligt mindre slitage.<br />

Ofta används polymerer <strong>vid</strong> centrifugeringen,<br />

men för ett överskottslam med ett slamvolymindex<br />

< 120 krävs oftast ingen polymertillsats.<br />

Figur 3-6. Schematisk beskrivning <strong>av</strong> centrifug.<br />

15


Skruvförtjockare<br />

En skruvförtjockare förtjockar slam genom en kombination<br />

<strong>av</strong> statisk <strong>och</strong> mekanisk förtjockning. I en<br />

skruvförtjockare roterar en snedställd skruv mot en<br />

cylindrisk hålskiva med hålstorlek ca 0,2 mm (figur<br />

3-7).<br />

Figur 3-7. Schematisk bild <strong>av</strong> skruvförtjockare.<br />

Rejektvattnet transporteras genom hålskivan <strong>och</strong> det<br />

förtjockade slammet transporteras uppåt med hjälp<br />

<strong>av</strong> skruven. Hålskivan rengörs från fibrer dels med<br />

hjälp <strong>av</strong> borstar monterade på skruven dels genom<br />

intermittent spolning.<br />

3.3 Erfarenheter <strong>och</strong> fallgropar<br />

Pumpning <strong>av</strong> förtjockat slam<br />

Vid förtjockning <strong>av</strong> överskottsslam med centrifuger<br />

kan ofta ca 6–7 % TS nås utan polymerer (om slammets<br />

SVI < ca 120). Dock piskas en hel del luft in i<br />

slammet <strong>vid</strong> centrifugering vilket ger det en speciellt<br />

tjock, ”mousseliknande”, konsistens. Vid förtjockning<br />

med hjälp <strong>av</strong> trumsil, silbandsduk eller annan<br />

liknande utrustning bidrar polymertillsatsen till<br />

samma typ <strong>av</strong> tjocka konsistens. O<strong>av</strong>sett förtjockningsmetod<br />

blir konsekvensen att laminär strömning<br />

erhålls i ledningarna. Denna strömningsbild<br />

ger ingen ”självrensande” effekt varför fett<strong>av</strong>lagringar<br />

längs väggarna ofta syns (gäller huvudsakligen primärslam).<br />

Vid flera <strong>av</strong> de undersökta anläggningarna har<br />

man erfarit att det varit nödvändigt att begränsa TShalten<br />

till ca 5 %, främst på grund <strong>av</strong> de höga tryckfall<br />

som uppstår <strong>vid</strong> pumpning <strong>av</strong> slam med högre<br />

TS-halt. Driftsvårigheterna har i vissa fall även<br />

16<br />

orsakats <strong>av</strong> eller förvärrats genom felaktiga val <strong>av</strong><br />

pump.<br />

Vid pumpning <strong>av</strong> förtjockat slam skall därför<br />

följande beaktas:<br />

Ordentligt statiskt tryck på sugsidan samt korta<br />

<strong>och</strong> <strong>vid</strong>a sugledningar förhindrar begränsningar<br />

i pumpbarhet.<br />

Tryckfall både på sug- <strong>och</strong> trycksidan kan beräknas<br />

med hjälp <strong>av</strong> kända empiriska samband för<br />

slam (Frost 1981). I praktiken har det dock visat<br />

sig att olika formler sällan stämmer fullt ut, varför<br />

lång erfarenhet <strong>och</strong>/eller provpumpning krävs<br />

för att göra en korrekt bedömning.<br />

Välj pump anpassad för beräknat tryckfall <strong>och</strong><br />

flöde eller försäkra att den pump som redan är<br />

installerad klarar <strong>av</strong> den nya driftpunkten som<br />

erhålls efter förtjockning.<br />

Undvik att transportera förtjockat slam långa<br />

sträckor – placera förtjockningsutrustningen så<br />

nära rötkammaren som möjligt.<br />

Igensättningar <strong>av</strong> för<strong>av</strong>vattnare<br />

Igensättningar <strong>av</strong> sildukar är vanligt förekommande.<br />

Sildukarnas skick bör naturligtvis undersökas samt<br />

att rätt täthet (mask<strong>vid</strong>d) används.<br />

En referensanläggning som använder för<strong>av</strong>vattnare<br />

(trumsil) på blandslam rapporterar igensättningar<br />

<strong>av</strong> dukarna på grund <strong>av</strong> fettrikt primärslam, vilket<br />

leder till alltför låga TS-halter in till rötkamrarna.<br />

Hetvattenspolning <strong>av</strong> dukarna med färskvatten har<br />

provats <strong>och</strong> har fungerat väl. Renat <strong>av</strong>loppsvatten<br />

kan också användas om detta är <strong>av</strong> bra kvalitet, dvs.<br />

innehåller få partiklar, eller filtreras. Energikostnaden<br />

för uppvärmningen <strong>av</strong> spolvattnet blir dock (i bägge<br />

fallen) ofta orimligt hög.<br />

En annan anläggning har provat att recirkulera<br />

rejektvatten från silanläggningen för att rengöra<br />

dukarna, detta ledde dock till igensättningar, speciellt<br />

i det fall man använde järnsulfat som fällningskemikalie.<br />

Ett annat problem som ofta förekommit är igensättningar<br />

<strong>av</strong> ledningarna mellan rötkammaren respektive<br />

förtjockaren. Åtgärden mot detta blir att<br />

kontinuerligt spola ledningarna med varmvatten<br />

(t.ex. en gång per vecka). En teknik som <strong>vid</strong> en <strong>av</strong><br />

referensanläggningarna visade sig fungera relativt bra<br />

var att cirkulera varmt rötslam för att lösa upp igensättningarna.


Inmatning till rötkammaren<br />

Förtjockning leder till kraftigt minskade slamflöden.<br />

I det fall befintliga pump- <strong>och</strong> uppvärmningssystem<br />

bibehålls kan detta leda till att kontinuerlig inmatning<br />

till rötkammaren inte kan upprätthållas. Normalt<br />

sett skapar detta inga eller marginella problem i<br />

rötningsprocessen, men får naturligtvis konsekvenser<br />

för processtyrningens utformning.<br />

4 Rötning<br />

vilket dock till stor del kan kompenseras <strong>av</strong> en effektiv<br />

värmeåtervinning.<br />

Ett exempel på olika processval för rötning <strong>av</strong><br />

slam är så kallad enstegs- respektive tvåstegsrötning.<br />

Dessa alternativ finns för de reningsverk som har<br />

två rötkammare. Enstegsrötning innebär att rötkamrarna<br />

drivs parallellt (i ett steg) <strong>och</strong> tvåstegsrötning<br />

innebär att de drivs i serie. En optimerad<br />

rötningsprocess leder till:<br />

God nedbrytning i rötkammaren, som leder till<br />

º Väl stabiliserat slam<br />

º Minskade slammängder<br />

º Ökad biogasproduktion<br />

Mer lätt<strong>av</strong>vattnat slam, som leder till<br />

º Mindre slammängder<br />

º Minskad polymerförbrukning<br />

Rötning <strong>av</strong> slammet görs i syfte att minska slamvolymen<br />

<strong>och</strong> stabilisera slammet. Rötning innebär att<br />

det lättnedbrytbara innehållet i slammet omvandlas<br />

<strong>av</strong> bakterier till stabila slutprodukter. I <strong>och</strong> med<br />

detta sker också en s.k. stabilisering <strong>av</strong> slammet, dvs.<br />

efter rötning kommer slammet inte att undergå <strong>vid</strong>are<br />

nedbrytning som ger upphov till bland annat<br />

dålig lukt.<br />

Rötning sker med hjälp <strong>av</strong> anaeroba bakterier<br />

för vilka syre kan verka toxiskt. Av denna anledning<br />

– <strong>och</strong> för möjligheten att utvinna slutprodukten<br />

biogas – sker rötningen i slutna ”rötkammare”.<br />

4.1 Olika typer <strong>av</strong> rötningsprocesser<br />

4.1.1 Beskrivning <strong>och</strong> syfte<br />

För att uppnå rimliga nedbrytningstider kräver de<br />

anaeroba bakterierna förhöjd temperatur. Vanligtvis<br />

sker därför rötningsprocesserna <strong>vid</strong> 35–37 °C (mesofil<br />

rötning) eller 50–55 °C (termofil rötning) vilket<br />

är två temperaturområden där dessa bakteriekulturer<br />

har visat sig ha sitt respektive optimum. Vid det högre<br />

temperaturintervallet, termofil rötning, sker processen<br />

snabbare <strong>och</strong> erforderlig uppehållstid för samma<br />

nedbrytningsgrad är lägre än för mesofil rötning.<br />

En annan positiv effekt <strong>av</strong> termofil rötning är sänkt<br />

viskositet vilket ger bättre förutsättningar för god<br />

omrörning. Den negativa effekten <strong>vid</strong> termofil rötning<br />

är framförallt det större uppvärmningsbehovet,<br />

17<br />

4.1.2 Erfarenheter <strong>och</strong> fallgropar<br />

Skumning<br />

Skumning i rötkammaren kan i värsta fall leda till<br />

att slam tränger in i gassystemet som då måste rengöras<br />

(ett omfattande arbete!). Ett tjockt skumtäcke<br />

tar även upp plats i rötkammaren <strong>och</strong> kan leda till<br />

onödigt korta uppehållstider. Dessutom är kraftig<br />

skumning ofta en indikation på processtörning <strong>och</strong><br />

ett vanligt följdproblem är svår<strong>av</strong>vattnat slam. Vanliga<br />

orsaker till skumning kan vara:<br />

Filamentbakterier (se ovan)<br />

Överbelastad rötningsprocess<br />

Dålig omblandning<br />

Vid nyanläggning kan rötkammare dimensioneras<br />

för att ge plats för ett eventuellt skumtäcke. Genom<br />

att minska slammängderna via förtjockning kan i<br />

vissa fall samma effekt uppnås.<br />

En överbelastad rötningsprocess leder till ökad<br />

syrabildning som ”konsumerar” alkalinitet <strong>och</strong> slutligen<br />

sänkt pH. För att åtgärda detta symtom bör<br />

tillsats <strong>av</strong> natriumbikarbonat ske. För anläggningar<br />

som upprepat erfar denna typ <strong>av</strong> processtörning rekommenderas<br />

att alltid ha natriumbikarbonat tillgängligt.<br />

Stora temperaturdifferenser i rötkammaren kan<br />

vara ett resultat <strong>av</strong> dålig omblandning. De kan även<br />

orsakas <strong>av</strong> felaktig eller dålig styrning <strong>av</strong> uppvärmningen<br />

<strong>av</strong> rötslammet. I bägge fallen erhålls negativa<br />

konsekvenser för rötningsprocessen <strong>och</strong> ökad risk för<br />

skumning.


Rötkammare bör förses med siktglas. Detta enkla<br />

hjälpmedel kan vara ett effektivt verktyg för att konstatera<br />

hur processen beter sig <strong>och</strong> framför allt problem<br />

med skumning <strong>och</strong> svämtäcken.<br />

Filamentbakterier/slamsvällning/skumning<br />

Trådbakterier (i Sverige vanligtvis Microthrix parvicella)<br />

är vanligt förekommande, framför allt <strong>vid</strong> reningsverk<br />

med långa uppehållstider (hög slamålder).<br />

Många arbeten har gjorts angående filamentbakterier<br />

(Martins et al. 2004) <strong>och</strong> någon komplett framställning<br />

görs inte här. Vissa erfarenheter är gemensamma<br />

i branschen:<br />

Inblandning <strong>av</strong> gammalt <strong>och</strong> eller/externt slam.<br />

Flera referensanläggningar rapporterar att problemen<br />

med trådbakterier <strong>och</strong> slamsvällning uppkommit<br />

i samband med att man började ta emot<br />

gammalt slam, till exempel brunnsslam eller slam<br />

från annat reningsverk som lagrats under lång tid.<br />

(I förebyggande syfte bör riskerna med att ta emot<br />

”gammalt” slam övervägas noga innan så sker).<br />

Reningsverk med kvävereduktion. De flesta kvävereningsverk<br />

har i någon utsträckning problem<br />

med förekomst <strong>av</strong> trådbakterier <strong>och</strong> slamsvällning,<br />

i vissa fall huvudsakligen i rötkammaren.<br />

Uppträder ofta på hösten. Många reningsverk har<br />

erfarit att de största problemen uppkommer under<br />

höstperioden. En trolig anledning till detta är att<br />

vattentemperaturen ökat under sommaren <strong>och</strong> när<br />

dessa flöden når reningsverken under hösten ökar<br />

trådbakteriernas tillväxt då de trivs bäst i varma<br />

temperaturer.<br />

Någon enkel – eller ens komplicerad – tillförlitlig<br />

metod att komma tillrätta med problemen finns inte<br />

tillgänglig idag. Tänkbara åtgärder, som provats <strong>vid</strong><br />

de olika referensanläggningarna är följande (trådbakterier<br />

kan naturligtvis orsaka slamflykt från biosteget;<br />

här redovisas dock huvudsakligen åtgärder<br />

ur ett rötningsperspektiv):<br />

Kemikaliedosering. De aktiva bakterierna i såväl<br />

biosteget som rötningsprocessen har rund form<br />

<strong>och</strong> minimalt yt-volymsförhållande. Trådbakterier<br />

är långa <strong>och</strong> smala <strong>och</strong> därför ofta känsligare<br />

för störningar. Genom tillsats <strong>av</strong> till exempel<br />

natriumhypoklorit kan man tillfälligtvis åtgärda<br />

symptomen. Detta förfarande har dock karaktären<br />

<strong>av</strong> akutåtgärd i krislägen <strong>och</strong> en driftstrategi<br />

bör upprättas för långsiktig hantering <strong>av</strong> problemet.<br />

18<br />

Olika driftsätt i rötningssteget. Stora problem<br />

kan uppkomma när överskottsslammet (inklusive<br />

trådbakterier) blandas med primärslammet (som<br />

innehåller stora mängder för bakterierna lättillgängligt<br />

organiskt material). En explosionsartad<br />

tillväxt <strong>av</strong> trådbakterierna kan då i värsta fall ske.<br />

I det fall minst två rötkammare med tillräcklig<br />

volym finns tillgängliga kan överskottsslam <strong>och</strong><br />

primärslam rötas parallellt i separata linjer för att<br />

undvika problem; detta kan dock orsaka problem<br />

med tillräckligt långa uppehållstider för slammet<br />

eftersom slammängderna normalt är olika stora.<br />

Ett annat sätt som provats <strong>vid</strong> en <strong>av</strong> referensanläggningarna<br />

kan vara 2-stegsrötning, där långtgående<br />

utrötning <strong>av</strong> primärslammet först sker i<br />

steg 1. I steg 2 blandas därefter överskottsslammet<br />

in. Överskottsslammet ger ett mycket litet bidrag<br />

till biogasproduktionen varför uppehållstiden endast<br />

behöver vara tillräcklig för stabilisering.<br />

Termofil rötning. Vid de referensanläggningar<br />

som gått över till termofila rötningstemperaturer<br />

rapporteras att man erhållit en stabilare process,<br />

med mindre skumbildning. Det är dock oklart om<br />

denna skumbildning tidigare berott på filamentbakterier<br />

eller haft andra orsaker. Alla förändringar<br />

sker dock snabbare <strong>vid</strong> högre temperaturer, varför<br />

respons på driftstörningar måste ske direkt.<br />

Ultraljudsbehandling <strong>av</strong> överskottsslammet före<br />

rötning förekommer <strong>vid</strong> fyra anläggningar i<br />

Sverige (Östhammar, Kävlinge, Oskarshamn,<br />

Borås (under installation). Då ultraljud appliceras<br />

på slammet bildas små k<strong>av</strong>itationsbubblor som<br />

mekaniskt sönderdelar trådbakterierna i syfte att<br />

förhindra slamsvällning. Vid Käppal<strong>av</strong>erket har<br />

man pågående försök med ett liknande system,<br />

där k<strong>av</strong>itationsbubblorna bildas genom en k<strong>av</strong>iterande<br />

pump. Effekten har dock hittills inte förhindrat<br />

slamsvällning <strong>vid</strong> verket trots att sönderdelning<br />

<strong>av</strong> trådbakterierna verifierats.<br />

Ytterligare <strong>av</strong>ancerade metoder för att komma<br />

tillrätta med filamentbakterierna är ozonbehandling,<br />

värmebehandling <strong>och</strong> mekanisk bearbetning<br />

(finmalning). Gemensamt för dessa metoder är att<br />

man på olika sätt förstör trådbakteriernas cellväggar.<br />

Beroende på metodval <strong>och</strong> utformning<br />

kan även en del <strong>av</strong> de aktiva rötningsbakterierna<br />

komma att förstöras, vilket kan medföra en positiv<br />

effekt på mängden tillgängligt organiskt material<br />

<strong>vid</strong> rötningen (det vill säga ökad nedbrytning<br />

<strong>och</strong> gasproduktion). Denna effekt gäller inte för


ozonbehandlingen, som syftar till att minska produktionen<br />

<strong>av</strong> överskottsslam. Än så länge finns<br />

bara dessa metoder i lab- eller pilot/demoskala <strong>och</strong><br />

utvecklingsarbete kvarstår innan några definitiva<br />

slutsatser kan dras <strong>av</strong>seende kostnadseffektivitet.<br />

Ojämn belastning in till rötkammare<br />

I vissa fall kan belastningen till rötkammaren vara<br />

ojämn till exempel genom att tillfälliga eller intermittenta<br />

industriella <strong>av</strong>loppsvatten tas emot. Tänkbara<br />

åtgärder som provats är:<br />

Termofil rötning med rapporterat gott resultat i<br />

form <strong>av</strong> stabilare process (Kalmar).<br />

Att köra två rötkammare i serie <strong>och</strong> cirkulera tillbaka<br />

slammet från RK2 till RK 1 (Örebro).<br />

cirkulationspumpning <strong>av</strong> rötslammet med torrt<br />

uppställda centrifugalpumpar<br />

I nedanstående figur visas fyra alternativa omblandningssystem<br />

för rötkammare.<br />

Mekanisk omrörning har under de senare decennierna<br />

ersatt den tidigare gasomrörningen/slamcirkulationspumpningen<br />

<strong>och</strong> är numera den vanligaste<br />

metoden. Uppskattningsvis över 80 % <strong>av</strong> all<br />

omrörning i Sverige sker idag med propelleromrörare.<br />

4.2 Olika typer <strong>av</strong> omblandningssystem<br />

i rötkammare<br />

4.2.1 Beskrivning <strong>och</strong> syfte<br />

Omblandning <strong>av</strong> slammet i rötkamrarna är nödvändig<br />

för att erhålla en homogen miljö så att koncentrationsskillnader<br />

minimeras <strong>och</strong> för att bakterierna<br />

skall komma i god kontakt med substratet<br />

(slammet). God omblandning i rötkammaren är<br />

väsentligt för att:<br />

hålla slammet i suspension<br />

tillse en kort blandningstid för inkommande<br />

substrat<br />

sörja för god omblandning i hela rötkammarvolymen<br />

(tillse en stor andel aktiv volym <strong>och</strong> liten<br />

andel inaktiv volym)<br />

erhålla en jämn <strong>och</strong> optimal rötningsprocess med<br />

god nedbrytning <strong>och</strong> hög biogasproduktion<br />

Omblandningens inverkan på rötningsprocessen är<br />

stor <strong>och</strong> problem som uppkommer <strong>vid</strong> dålig omblandning<br />

är stora temperaturdifferenser i olika delar<br />

<strong>av</strong> rötkammaren, ”surjäsning” (överbelastning i delar<br />

<strong>av</strong> rötkammaren) <strong>och</strong> skumning (som en sekundär<br />

effekt <strong>av</strong> överbelastning i <strong>och</strong> temperaturskillnader<br />

i delar <strong>av</strong> rötkammaren).<br />

Omrörning i rötkammare sker huvudsakligen med:<br />

mekanisk topp-monterad omrörare (propeller)<br />

gasomrörning, dvs. biogas som komprimeras <strong>och</strong><br />

leds in i rötkammaren<br />

Figur 4-1. Schematisk bild <strong>av</strong> olika omblandningssystem<br />

för rötkammare.<br />

19


Fördelen med propelleromrörare är att de kräver betydligt<br />

lägre elenergiförbrukning än gasomrörning.<br />

Normal effektförbrukning för en propeller är ca 1<br />

W/m 3 rötkammarvolym. Om denna effektförbrukning<br />

är tillräcklig för god omrörning är dock inte<br />

helt verifierat (se nedan under Erfarenheter <strong>och</strong> fallgropar).<br />

Generellt är erfarenheterna <strong>av</strong> gasomrörning goda.<br />

Underhållsbehovet är lågt genom att utformningen<br />

innebär att rörliga mekaniska delar i rötkammaren<br />

saknas.<br />

Utöver omrörning med propeller <strong>och</strong> gas förekommer<br />

också som enda system för omblandning<br />

rundpumpning utan strålmunstycken, se ”strålomblandning”<br />

ovan. Denna typ <strong>av</strong> omblandning är inte<br />

att rekommendera då den har visat sig leda till överbelastning<br />

i delar <strong>av</strong> rötkammaren med skumning<br />

<strong>och</strong> låg nedbrytningsgrad som följd. Detta åtgärdas<br />

vanligen genom att åtgärda symtomet med kontinuerlig<br />

tillsats <strong>av</strong> bikarbonat för pH-justering.<br />

Trots att omblandning med hjälp <strong>av</strong> dragrör inte<br />

är vanligt förekommande i Sverige förtjänar systemet<br />

att uppmärksammas här. Systemet används flitigt<br />

ibland annat Tyskland <strong>och</strong> alltid i äggformade rötkammare.<br />

Erfarenheterna från detta system är framförallt<br />

minimal sedimentation <strong>och</strong> ett bra system för<br />

att hantera skumning genom att reversera omröraren<br />

i toppen på dragröret så att strålen riktas uppåt <strong>och</strong><br />

kan användas för att ”piska ner” skummet. Den minimala<br />

sedimentationen som erfarits beror på de höga<br />

hastigheter som uppnås <strong>och</strong> träffar botten <strong>vid</strong> normal<br />

drift <strong>av</strong> omröraren.<br />

4.2.2 Erfarenheter <strong>och</strong> fallgropar<br />

Dålig omrörning<br />

Ett vanligt problem är att omblandningen är dålig<br />

vilket bland annat leder till dåliga utrötningsgrader<br />

<strong>och</strong> till att svämtäcken formas på slamytan. Gasbubblor<br />

kan då inte fritt passera uppåt utan fastnar<br />

i slammet, vilket leder till försämrad gasproduktion.<br />

Dessutom kan följdproblem uppträda i slam<strong>av</strong>vattningen<br />

genom att slammet blir mer svår<strong>av</strong>vattnat. På<br />

en <strong>av</strong> referensanläggningarna genomfördes temperaturmätningar<br />

på olika ställen i rötkammaren vilka<br />

bekräftade en misstänkt dålig omblandning.<br />

Många svenska rötkammare som ursprungligen<br />

utformades för gasomrörning byggdes senare om<br />

till mekanisk omrörning. Diametern på dessa röt-<br />

20<br />

kammare är ofta förhållandevis stor i förhållande<br />

till höjden, vilket innebär att den mekaniska omrörningen<br />

inte alltid ger önskvärd omblandning. Dessutom<br />

är de vanligt förekommande koniska bottnarna<br />

inte optimala för mekanisk omrörning.<br />

I. Mekanisk omrörning<br />

Mekaniska problem<br />

Slam innehåller många gånger oönskat material<br />

(trasor, snören, etc.) som <strong>vid</strong> omrörningen kan <strong>av</strong>sättas<br />

på propellerbladen, vilket skapar obalans,<br />

axelbrott (relativt vanligt) eller att propellerbladen<br />

tyngs ned. En <strong>av</strong> referensanläggningarna hade erfarit<br />

ett längre driftstopp på grund <strong>av</strong> axelbrott.<br />

Effektiva rensgaller är viktiga för att undvika problem<br />

med alltför mycket <strong>av</strong>sättningar men har inte<br />

visat sig vara tillräckligt för att undvika trasor i rötkammare.<br />

I många fall kan en skärande pump eller<br />

macerator på cirkulationsledningen vara en lösning.<br />

Fibermaterialet bibehålls då – vilket är fördelaktigt<br />

<strong>vid</strong> <strong>av</strong>vattningen – men finfördelas, vilket medför<br />

att tendensen till klusterbildning minskar.<br />

Propellerbladen bör även regelbundet reverseras<br />

för att lösgöra material från bladen.<br />

Det är inte ovanligt att omrörare dimensioneras<br />

alltför snålt, dvs. med för små motoreffekter, för att<br />

uppnå önskat omrörningsresultat.<br />

Svämtäcke<br />

På ett antal anläggningar med mekaniska omrörare<br />

så har man periodvis problem med svämtäcken i rötkamrarna.<br />

I några fall har det berott på att den övre<br />

propellern placerats för djupt under vätskeytan <strong>och</strong><br />

därför har inte svämtäcket ”dragits” ner i rötkammarvolymen.<br />

På en <strong>av</strong> anläggningarna har man löst problemet<br />

genom att i förebyggande syfte sänka vätskenivån i<br />

rötkammaren snabbt en gång per vecka. På detta<br />

sätt erhålls en kraftig rörelse i vätskeytan som blandar<br />

in de delar i bulkvolymen som bidrar till svämtäckesbildning.<br />

II. Gasomrörning<br />

Hög elförbrukning<br />

Elförbrukningen <strong>vid</strong> gasomrörning är hög, ofta ca<br />

5–15 ggr så hög som <strong>vid</strong> mekanisk omrörning.<br />

Driften bör optimeras ur denna aspekt. I de två<br />

referensanläggningar som har gasomrörning körs<br />

denna ca 1/2–1 h/d, vilket förefaller något kort<br />

drifttid. Det är ej heller verifierat att denna drifttid


medför en tillräckligt god omblandning för ett bra<br />

rötningsresultat – <strong>och</strong> en <strong>av</strong> anläggningarna har<br />

också mycket låg nedbrytningsgrad i rötkammaren.<br />

Om man antar en effekt <strong>av</strong> 80 kW för gasomrörning<br />

erhålls <strong>vid</strong> en drifttid <strong>av</strong> 2–4 h/dygn en energiförbrukning<br />

<strong>av</strong> 160–320 kWh/d. Motsvarande propelleromrörare<br />

förbrukar ca 1,5 kW vilket ger 36<br />

kWh/d.<br />

Elförbrukningen för omrörning utgör dock ofta<br />

en förhållandevis liten andel <strong>av</strong> den totala elförbrukningen,<br />

se kapitel 8.2, figur 8-4.<br />

Investeringskostnaden för gasomrörning är också<br />

betydligt högre än för motsvarande topp-monterad<br />

propelleromrörare.<br />

En kombination <strong>av</strong> gasomrörning <strong>och</strong> mekanisk<br />

omrörning är inte vanligt men skulle sannolikt<br />

kunna vara fördelaktigt, i synnerhet <strong>vid</strong> rötningsprocesser<br />

där TS-halten överstiger 5 %. I normal<br />

drift körs då den mekaniska omrörningen, gasomrörningen<br />

körs endast intermittent (förslagsvis ca<br />

30 min/dygn) för att bryta upp svämtäcken <strong>och</strong> frigöra<br />

gasbubblor i slammet. Därmed kan elenergiförbrukningen<br />

minimeras samtidigt som driften<br />

optimeras <strong>och</strong> gasproduktionen maximeras. Detta<br />

alternativ är speciellt intressant i det fall man <strong>av</strong>ser<br />

bygga om en äldre anläggning med gasomrörning<br />

till mekanisk omrörning.<br />

Elkostnaden för gasomrörning enligt beskrivning<br />

ovan medför en extra driftskostnad i storleksordningen<br />

100 000–150 000 kr/år för en medelstor anläggning<br />

(200 000 pe). Vinsterna skulle dock kunna<br />

överväga. Enbart en produktionsökning <strong>av</strong> biogas<br />

med omkring 5–10 % <strong>vid</strong> samma tänkta anläggning<br />

skulle kunna motsvara hela kostnaden (beroende på<br />

försäljningspris för biogasen). Därtill finns ytterligare<br />

potential i form <strong>av</strong> jämn drift <strong>och</strong> minskade slammängder<br />

genom såväl ökad nedbrytning som förbättrad<br />

<strong>av</strong>vattning.<br />

Igensättningar<br />

Ibland sker igensättningar i gasrören; detta <strong>av</strong>hjälps<br />

genom att blåsa rören med vatten <strong>och</strong> biogas.<br />

Korrosion<br />

Biogas är korrosiv <strong>och</strong> korrosion på framför allt kompressorerna<br />

är vanligt. Rätt materialval i nyckelkomponenter<br />

är viktigt. Brons har använts i många<br />

applikationer men man bör se upp med sv<strong>av</strong>elväte<br />

<strong>och</strong> belägga materialet med kompositmaterial om<br />

man inte har tidigare erfarenhet <strong>av</strong> materialet <strong>vid</strong><br />

21<br />

anläggningen. Detta gäller för övrigt alla material<br />

utom rostfritt stål SS2343 eller ädlare. Tyvärr går det<br />

i många applikationer inte att erhålla en viss komponent<br />

i SS2343 eller så blir kostnaden orimligt hög.<br />

Tillsats <strong>av</strong> järnklorid är ett vanligt sätt att minska<br />

sv<strong>av</strong>elvätehalten i slammet – <strong>och</strong> därmed korrosionsrisken.<br />

Sv<strong>av</strong>elinnehållet fälls ut som järnsulfid <strong>och</strong><br />

blir på så sätt kvar i slamfasen.<br />

Skumning<br />

Om man har problem med filamentbakterier så kan<br />

det innebära att man <strong>vid</strong> gasomrörning får en kraftigare<br />

skumning jämfört med mekanisk omrörare.<br />

III. Enbart rundpumpning<br />

Vid en <strong>av</strong> de två referensanläggningarna som använder<br />

enbart rundpumpning omsätts rötkammarinnehållet<br />

ca 5 gånger per dygn (det vill säga 5 gånger<br />

rötkammarvolymen pumpas runt varje dygn). Motsvarande<br />

omsättning som erhålls med en toppmonterad<br />

propelleromrörare är ofta 10 gånger per timme.<br />

Omblandningseffekten <strong>av</strong> enbart rundpumpning är<br />

således mycket dålig.<br />

Energikostnaden för rundpumpning (el) är mycket<br />

hög <strong>och</strong> utgör en mycket stor andel <strong>av</strong> elförbrukningen<br />

<strong>vid</strong> dessa två anläggningar (se kapitel 8.2),<br />

samtidigt som nedbrytningsgraden i rötningsprocessen<br />

riskerar bli låg.<br />

4.3 Olika typer <strong>av</strong> uppvärmningssystem<br />

i rötkammare<br />

4.3.1 Beskrivning <strong>och</strong> syfte<br />

Uppvärmning <strong>av</strong> rötslammet är ofrånkomligt; det<br />

krävs för att uppnå lämpliga förhållanden för de anaeroba<br />

bakterierna. Processen drivs vanligen <strong>vid</strong> 35–<br />

37 °C (mesofil rötning) eller <strong>vid</strong> 50–55 °C (termofil<br />

rötning) vilket är temperaturintervall där de anaeroba<br />

bakterierna trivs bra <strong>och</strong> nedbrytningsprocessen går<br />

<strong>av</strong>sevärt snabbare än <strong>vid</strong> omgivningstemperatur.<br />

Uppvärmning skall ske dels <strong>av</strong> inkommande slam (råslam)<br />

från vattentemperatur till rötningstemperatur<br />

dels för kompensation <strong>av</strong> värmeförlusterna genom<br />

rötkammarens ytor.<br />

Förbättringsåtgärderna på detta område handlar<br />

därför i stor utsträckning om att utforma systemen


på ett optimalt sätt, dvs. minimera värmebehovet<br />

<strong>och</strong> värmeförlusterna.<br />

Åtgärder på området är primärt motiverade endast<br />

i de fall det finns <strong>av</strong>sättning för besparad biogas eller<br />

energi.<br />

Eftersom värmebehovet för uppvärmning <strong>av</strong> rötkammaren<br />

oftast domineras <strong>av</strong> behovet <strong>av</strong> uppvärmning<br />

<strong>av</strong> råslammet kan stora besparingar uppnås<br />

genom förtjockning <strong>av</strong> slammet före rötning (se<br />

tidigare kapitel 3).<br />

Uppvärmning <strong>av</strong> slam till rötningstemperatur kan<br />

ske genom någon <strong>av</strong> följande metoder:<br />

cirkulation <strong>av</strong> rötkammarinnehållet via en extern<br />

värmeväxlare<br />

uppvärmning <strong>av</strong> slammet med hjälp <strong>av</strong> värmeväxlare<br />

på tillförselledning till rötkammaren (i<br />

kombination med uppvärmning på cirkulationsslingan,<br />

ovan)<br />

injicering <strong>av</strong> ånga<br />

varmvattencirkulation i rör eller mantlar inne i<br />

rötkammaren<br />

eldrivna doppvärmare inne i rötkammaren<br />

De tre sistnämnda metoderna är ovanliga <strong>och</strong> förekommer<br />

mycket sällan, i synnerhet i Sverige. Idag<br />

används vanligen den förstnämnda metoden, dvs.<br />

värme tillsätts på cirkulationledningen <strong>och</strong> i vissa<br />

fall kan även uppvärmning på inkommande slam<br />

till rötkammaren förekomma.<br />

Figur 4-2 nedan illustrerar de två metoderna med<br />

externa värmeväxlare.<br />

Värmebehovet för uppvärmning <strong>av</strong> inkommande<br />

slam beräknas enligt följande ekvation:<br />

E in = Q in · ρ · c p · ∆T , där<br />

E in = tillförd värme (kWh/d)<br />

Q in = inkommande slamflöde<br />

ρ = slammets densitet = 1 000 kg/m 3<br />

c p = Specifik värmekapacitet (kWh/kg, °C)<br />

∆T = temperaturskillnaden mellan råslammets temperatur<br />

<strong>och</strong> önskad rötkammartemperatur<br />

4.3.2 Olika typer <strong>av</strong> utrustning<br />

för uppvärmning <strong>av</strong> slam<br />

Bland externa värmeväxlare dominerar tubvärmeväxlare<br />

(rör i rör) i Sverige (figur 4-3). Några spiralvärmeväxlare<br />

finns också i drift. Genom en tubvärmeväxlare<br />

pumpas slammet i det inre röret, vilket<br />

omges <strong>av</strong> varmvatten – som normalt pumpas i motsatt<br />

riktning – i det yttre röret.<br />

I en spiralvärmeväxlare pumpas slammet genom<br />

kanaler i ett fullständigt motströms flöde. Det varma<br />

mediet kommer in i centrum <strong>och</strong> strömmar ut<br />

mot periferin. Det kalla mediet kommer in i periferin<br />

<strong>och</strong> strömmar in mot centrum (se figur 4-4).<br />

Alternativ för värmetillsats<br />

Biogas<br />

10-12 o C 23-25 o C 37 o C<br />

37 o C<br />

35 o C<br />

(B)<br />

(A)<br />

35-37 o C<br />

Figur 4-2. Principskiss för uppvärmning <strong>av</strong> rötkammare med externa värmeväxlare. I praktiken sker uppvärmning<br />

huvudsakligen på cirkulationsslingan, dvs. enligt alt (A).<br />

22


Figur 4-3. Tubvärmeväxlare för uppvärmning <strong>av</strong> rötslam.<br />

I så stor utsträckning som möjligt bör man därför<br />

eftersträva att uppvärmning sker på rötslammet, ej<br />

råslammet. I praktiken bör råslammet alltid tillföras<br />

efter värmeväxlaren på cirkulationsslingan för att<br />

minimera igensättningsproblem. Detta förutsätter<br />

dock att man har en god inblandning <strong>av</strong> råslammet<br />

i rötslammet, exempelvis i ledningen efter växlaren.<br />

Det finns flera fördelar med uppvärmning på cirkulationsledningen.<br />

Utrustningen är placerad utanför<br />

rötkammaren <strong>och</strong> därmed lättillgänglig. Rötkammartemperaturen<br />

är lätt att kontrollera. En<br />

extern värmeväxlare medger en representativ mätpunkt<br />

för temperaturen i cirkulationsledningen.<br />

Värmetillförseln kan styras både <strong>av</strong> temperaturen<br />

för <strong>och</strong>/eller efter värmeväxlaren. Om temperaturgivaren<br />

sitter efter värmeväxlaren tillförs rötkammaren<br />

ett slam med i stort sett samma temperatur<br />

oberoende <strong>av</strong> värmeförluster <strong>och</strong> eventuellt periodvis<br />

tillförsel <strong>av</strong> kallt slam.<br />

Figur 4-4. Spiralvärmeväxlare, principskiss.<br />

4.3.3 Erfarenheter <strong>och</strong> fallgropar<br />

Allmän systemutformning<br />

Tillsats <strong>av</strong> värme till råslam ger generellt upphov till<br />

mer problem än tillsats <strong>av</strong> värme till rötslam. Råslam<br />

har högre viskositet än rötslam <strong>och</strong> ger därför normalt<br />

laminära flöden genom en värmeväxlare vilket<br />

leder till sämre värmeöverföring än <strong>vid</strong> turbulenta<br />

flöden. Detta – i kombination med slammets höga<br />

fettinnehåll – resulterar ofta i <strong>av</strong>sättningar <strong>av</strong> salter<br />

<strong>och</strong> fett på värmeväxlingsytorna, med sämre verkningsgrad<br />

som följd. Vid uppvärmning <strong>av</strong> rötat slam<br />

på en cirkulationsslinga till rötkammaren uppstår<br />

inte dessa problem eftersom detta slam har andra<br />

egenskaper (jämnare kvalitet, tunnare <strong>och</strong> mindre<br />

visköst, se kap 4.3). Dessutom kan flödena hållas<br />

högre <strong>vid</strong> cirkulationspumpning så att turbulens<br />

uppnås.<br />

23<br />

Val <strong>och</strong> dimensionering <strong>av</strong> värmeväxlare<br />

Vid uppvärmning bör de värme<strong>av</strong>givande ytorna<br />

inte överskrida temperaturer på 60–70 °C. Över<br />

omkring 70 °C koagulerar framförallt proteiner i<br />

slammet <strong>och</strong> man erhåller så kallad fastbränning<br />

med dålig verkningsgrad som följd. Det är <strong>av</strong> denna<br />

anledning viktigt att värmeväxlaren dimensioneras<br />

så att en betydande reservkapacitet finns för att medger<br />

kompensation för dessa beläggningar.<br />

Den typ <strong>av</strong> värmeväxlare som normalt bör användas<br />

är företrädesvis någon form <strong>av</strong> tubvärmeväxlare.<br />

Tubvärmeväxlare är oftast den mest energieffektiva<br />

utformningen <strong>av</strong> slamvärmeväxlare. Med<br />

180 graders rörböjar minimeras tryckfallet i förhållande<br />

till överförd energi. Man bör även eftersträva<br />

maximal temperaturdifferens mellan den varma <strong>och</strong><br />

kalla sidan för att erhålla största möjliga överförd<br />

energi i förhållande till pumpad slammängd. Det är<br />

viktigt att slamflödeshastigheterna i värmeväxlaren<br />

inte blir för låga, då detta leder till <strong>av</strong>sättningar. Diametern<br />

på slamledningen genom en tubvärmeväxlare<br />

väljs i förhållande till slamflödet som skall pumpas<br />

genom värmeväxlaren. En bra tumregel är att hastigheten<br />

skall vara ca 2,2–2,5 m/s. Vid denna hastighet<br />

erhålls fullständig turbulent strömning. Detta<br />

ger i de flesta fall en rördimension på 80–150 mm.<br />

Nackdelen med konventionella tubvärmeväxlare<br />

är att de är relativt utrymmeskrävande.<br />

Spiralvärmeväxlare som används för uppvärmning<br />

<strong>av</strong> rötslam är utformade så att inga stödpinnar finns


på slamsidans spiral. Normalt brukar ”spalt<strong>vid</strong>den”<br />

vara ca 25 mm vilket gör att turbulenta flödeshastigheter<br />

i de flesta fall kan upprätthållas. Fördelen<br />

med denna typ <strong>av</strong> växlare är att de är kompakta <strong>och</strong><br />

därmed kräver litet utrymme.<br />

Nackdelarna är att man normalt får igensättningsproblem<br />

<strong>och</strong> därför behöver man öppna denna<br />

växlare flera gånger per år för rengöring. Dessutom<br />

brukar även tryckfallet genom denna typ <strong>av</strong> växlare<br />

vara högre än för tubvärmeväxlare. Jämfört med tubvärmeväxlaren<br />

ger spiralvärmeväxlaren erfarenhetsmässigt<br />

högre tryckfall, större igensättningsproblem<br />

<strong>och</strong> en högre kostnad räknat som överförd effekt per<br />

investering, vilket gör att denna typ <strong>av</strong> värmeväxlare<br />

generellt inte kan rekommenderas för uppvärmning<br />

<strong>av</strong> recirkulerande rötslam.<br />

Igensättningar<br />

Fibröst material (”trasor”) har en tendens att bilda<br />

kluster i rötkammaren som kan medföra igensättningar<br />

i cirkulationsvärmeväxlare, ledningar <strong>och</strong><br />

pumpar, etc. För att minska mängden trasor in till<br />

rötkammaren kan en rad olika tekniker användas,<br />

som fina rensgaller <strong>och</strong> silar. Det material som rensas<br />

bort får dock enligt miljölagstiftningen inte deponeras<br />

utan måste förbrännas. I många fall ställer förbränningsanläggningarna<br />

höga kr<strong>av</strong> på rensmaterialet,<br />

det skall vara tvättat, pressat <strong>och</strong> i vissa fall även<br />

emballerat. Kostnaderna för renshanteringen kan<br />

därmed bli <strong>av</strong>sevärda <strong>och</strong> snabbt överstiga kostnaderna<br />

för att åtgärda de problem som igensättningar<br />

skapar. Det gäller här att uppnå en balans.<br />

4.4 Isolering <strong>av</strong> rötkammaren<br />

En god isolering <strong>av</strong> rötkammaren är nödvändig för<br />

att erhålla en rimlig uppvärmningskostnad <strong>och</strong> jämn<br />

drifttemperatur. Värmeförlusterna är en funktion <strong>av</strong><br />

det så kallade U-värdet, rötkammarens storlek samt<br />

temperaturen på respektive sida om ytan. U-värdet<br />

(tidigare benämnt ”k”-värdet) är värmegenomgångskonstanten<br />

för en yta <strong>och</strong> varierar för olika material.<br />

Enligt VAV (1981) bör rötkammare för svenska förhållanden<br />

isoleras så att U-värdet som ett medelvärde<br />

för hela rötkammaren ligger under 0,5 W/(m 2 , °C).<br />

Som ett jämförelsevärde kan nämnas att ett isoleringslager<br />

på 15 cm mineralull ger ett U-värde på<br />

24<br />

0,3 W/(m 2 , °C). Nedanstående beräkningsformler<br />

kan användas för att kontrollera fördelningen <strong>av</strong><br />

aktuell värmeförbrukning i en rötkammaranläggning.<br />

Värmebehov för kompensation <strong>av</strong> värmeförlusterna<br />

genom rötkammarens ytor beräknas med följande<br />

ekvation:<br />

E k = 24h/d · A · U · (T k – T 0 )<br />

E k = tillförd värme (Wh/d)<br />

A = rötkammarytan<br />

U = värmegenomgångskonstanten (W/m 2 , °C)<br />

T k = rötkammartemperatur<br />

T 0 = omgivningstemperatur<br />

OBS! Ekvationen tar ej hänsyn till effekter <strong>av</strong> kraftig<br />

vind som kyler rötkammaren ytterligare.<br />

Dåligt isolerade rötkammare leder till hög värmeförbrukning<br />

på grund <strong>av</strong> de stora värmeförlusterna<br />

till omgivningen. Den här typen <strong>av</strong> problem är framför<br />

allt vanlig <strong>vid</strong> mindre, äldre anläggningar som<br />

byggdes utan någon ambition att utnyttja biogasen.<br />

Tilläggsisolering på befintlig rötkammare är ofta<br />

en relativt omfattande <strong>och</strong> kostsam åtgärd, som ändå<br />

kan vara motiverad genom de energibesparingar som<br />

erhålls. Vid termofil rötning kan effekten i form <strong>av</strong><br />

kostnadsbesparingar bli <strong>av</strong>sevärd, men även <strong>vid</strong> mesofila<br />

temperaturer kan tilläggsisolering vara befogad.<br />

Rötkammare bör alltid vara isolerade för att minska<br />

värmeförlusterna.<br />

Vid uppförande eller ombyggnation <strong>av</strong> en rötkammare<br />

måste man uppnå en balans mellan värmeförlusterna<br />

<strong>och</strong> den ökade investeringskostnaden för<br />

isoleringen. Vanligtvis bestämmer man först hur<br />

stora värmeförluster som är acceptabla <strong>och</strong> vilket<br />

U-värde detta motsvarar. Därefter utformas rötkammaren<br />

med erforderlig isolering för att uppnå<br />

det önskade U-värdet.<br />

Nedanstående exempel illustrerar vad olika U-<br />

värden innebär.<br />

Antag en rötkammare bestående <strong>av</strong> en cylinder<br />

med diameter 14 meter <strong>och</strong> höjd 14 meter, volym ca<br />

2 000 m 3 . U-värdet för den oisolerade rötkammarens<br />

yta antas till 4 W/(m 2 , °C) (motsvarar oisolerad betong).<br />

Ytterdygnsmedeltemperaturen sätts till +6 °C.<br />

Slamtemperaturen för mesofil rötning sätts till<br />

+38 °C <strong>och</strong> för termofil rötning gäller +55 °C.<br />

Med förutsättningar enligt ovan erhålls då följande<br />

värmeförluster:


Vid U-värde 4:<br />

Mesofil Värmeförlust per dygn ca 2 800 kWh<br />

Termofil Värmeförlust per dygn ca 4 300 kWh<br />

Vid isolerad RK, U-värde 0,5:<br />

Mesofil Värmeförlust per dygn ca 350 kWh<br />

Termofil Värmeförlust per dygn ca 540 kWh<br />

Vid isolerad RK, U-värde 0,3:<br />

Mesofil Värmeförlust per dygn ca 210 kWh<br />

Termofil Värmeförlust per dygn ca 320 kWh<br />

I ovanstående exempel blir investeringskostnaderna<br />

för att minska värmeförlusterna genom tilläggsisolering<br />

till ett U-värde <strong>av</strong> ca 0,3 omkring 650 000 kr<br />

om man räknar med att ca 3 meter <strong>av</strong> rötkammaren<br />

grävs ner i mark <strong>och</strong> övriga delar isoleras med 150<br />

mm isolering som kläs in med fasadplåt.<br />

Kapitaltjänstkostnaden (beräknad med <strong>av</strong>skrivningstid<br />

30 år) blir då ca 43 000 kr/år. Om man<br />

utgår från att det besparade värmet kan försäljas för<br />

ca 20 öre/kWh innebär detta <strong>vid</strong> mesofil rötning<br />

en nettobesparing <strong>av</strong>:<br />

(2824-353) · 365 · 0,20 – 43 000 = 137 000 kr/år.<br />

I fallet termofil rötning blir motsvarande kostnadsbesparing<br />

ca 230 000 kr/år.<br />

4.5 Olika typer <strong>av</strong> värmeåtervinningssystem<br />

<strong>vid</strong> rötning<br />

4.5.1 Beskrivning <strong>och</strong> syfte<br />

En viss andel <strong>av</strong> den tillsatta energin kan återvinnas<br />

via utgående rötslam <strong>och</strong> användas för förvärmning<br />

<strong>av</strong> inkommande råslam. Principen illustreras i figur<br />

4-5 nedan.<br />

Figur 4-6 på nästa sida illustrerar de huvudsakliga<br />

två alternativa metoderna för värmeåtervinning.<br />

Alternativ 1 sker med någon typ <strong>av</strong> konventionella<br />

Biogas<br />

Råslam<br />

37 o C<br />

37 o C<br />

35 o C<br />

37 o C<br />

25 o C<br />

22-24 o C<br />

10-12 o C<br />

Figur 4-5. Principen för återvinning <strong>av</strong> värme ur utgående rötslam genom värmeväxling mot inkommande råslam.<br />

Figuren illustrerar återvinning med direktverkande slam-slamvärmeväxlare inklusive ungefärliga temperaturangivelser.<br />

25


Biogas<br />

35-37 o C<br />

Alt 1<br />

Värmeväxlare<br />

35-37 o C 23-25 o C<br />

<br />

Alt 2<br />

Värmepump<br />

35-37 o C<br />

10-14 o C<br />

Figur 4-6. Principen för värmeåtervinning, här <strong>vid</strong> mesofil rötning med representativa temperaturangivelser. Alt<br />

1 representerar konventionell teknik, Alt 2 innebär värmepump.<br />

tubvärmeväxlare eller med direktväxlande slamslamvärmeväxlare.<br />

Alternativ 2 innebär ett värmepumpssystem.<br />

Värmeåtervinning med konventionella<br />

värmeväxlare<br />

För värmeåtervinning ur slam med konventionella<br />

värmeväxlare används samma typer <strong>av</strong> värmeväxlare<br />

som för uppvärmning, med samma för- <strong>och</strong> nackdelar,<br />

se 4.3. Liksom i fallet uppvärmning är här<br />

tubvärmeväxlare <strong>av</strong> typen ”slam-vatten-slam” vanligast.<br />

Värmeåtervinning med slamslamvärmeväxlare<br />

Värmeåtervinning kan också ske med direkt värmeöverföring<br />

mellan utgående <strong>och</strong> inkommande rötslam<br />

till rötkammaren, dvs. utan något mellanliggande<br />

vattenmedium som i konventionella växlare.<br />

Denna teknik skall dock undvikas om TS-halten<br />

överstiger 5 % på inkommade råslam på grund <strong>av</strong><br />

risk för stora tryckfall.<br />

26<br />

Värmepump<br />

Värmepump är en relativt ny teknik som möter stort<br />

intresse <strong>och</strong> som kan vara ett alternativ för många<br />

anläggningar. Med värmepump kan så gott som hela<br />

den tillsatta värmemängden återvinnas via utgående<br />

rötslam, som kyls ned till ca 10–14 °C, se figur 4-6,<br />

ovan.<br />

Figur 4-7 på nästa sida visar en typisk värmepumpsinkoppling<br />

innehållande en varm sida, ”kondensorsidan”<br />

<strong>och</strong> en kall sida ”förångningssidan”.<br />

Dessa består i princip <strong>av</strong> 2 st tubpannevärmeväxlare<br />

med mellanliggande cirkulationskrets, kompressorer<br />

samt expansionsventil. Cirkulationskretsen är försedd<br />

med någon form <strong>av</strong> köldmedium. Inkopplingen<br />

sker på cirkulationsslingan till rötkammaren. Utgående<br />

rötslam kyls genom att det lämnar sitt värme<br />

till värmepumpen. Till värmepumpen tillsätts elenergi<br />

som tillsammans med den upptagna värmen<br />

från utgående rötslam ger den önskade temperaturdifferensen<br />

för att värma upp rötslammet.<br />

En positiv bieffekt <strong>av</strong> den långtgående kylningen<br />

<strong>av</strong> slammet är att såväl lukt som metan<strong>av</strong>gång från<br />

slammet minskar.


värmepump<br />

kylt rötslam<br />

Rötkammare<br />

kondensation<br />

förångning<br />

inre cirkulationskrets<br />

med köldmedium<br />

Figur 4-7. Principen för standardutförande <strong>av</strong> värmepumpsinkoppling.<br />

Värmepumpens värmefaktor definieras som den<br />

värmeenergimängd som kan erhållas jämfört med<br />

den mängd elenergi som måste tillsättas:<br />

Värmefaktor VP = Värmeenergi erhållen<br />

Elenergi tillsatt<br />

För att värmepumpsystemet skall vara effektivt krävs<br />

att det utformas för att erhålla en hög värmefaktor.<br />

Speciellt bör framledningstemperaturen vara låg.<br />

4.5.2 Erfarenheter <strong>och</strong> fallgropar<br />

Dålig värmeåtervinning<br />

Flera <strong>av</strong> de undersökta referensanläggningarna uppvisar<br />

dåliga verkningsgrader i värmeåtervinningen.<br />

Vid vissa anläggningar saknas värmeåtervinning<br />

helt.<br />

Förbättrad värmeåtervinning kan huvudsakligen<br />

åstadkommas på två olika sätt:<br />

åtgärder på värmeväxlare<br />

kylning <strong>av</strong> rötslammet med värmepump<br />

Den primära förutsättningen för att genomföra olika<br />

åtgärder är att det finns <strong>av</strong>sättning för biogas eller<br />

värme.<br />

Återvinning kan maximalt ske med ca 50 % <strong>av</strong><br />

tillsatt värmeenergi (med tubvärmeväxlare) <strong>och</strong> ett<br />

acceptabelt resultat bör ligga mellan ca 40–50 %.<br />

De dåliga verkningsgrader (30–35 %) som flera <strong>av</strong><br />

27<br />

referensanläggningarna uppvisar beror i så gott som<br />

samtliga fall på utformningen <strong>av</strong> utrustningen (se<br />

kap 4.3.3):<br />

värmeväxling sker på råslammet (<strong>och</strong> inte på rötslammet)<br />

fel typ <strong>av</strong> växlare, eller<br />

feldimensionering, dvs.<br />

º värmväxlarytorna är för små<br />

º slammet har för låg hastighet genom växlaren<br />

Utöver att åtgärda ovanstående kan graden <strong>av</strong> värmeåtervinning<br />

ökas via installation <strong>av</strong> värmepump (VP).<br />

Utgående rötslam kan därigenom kylas ytterligare<br />

<strong>och</strong> så gott som all värme tas tillbaka. För detta<br />

åtgår elenergi. Idag finns värmepump installerad<br />

<strong>vid</strong> Käppal<strong>av</strong>erket på Lidingö, i Trollhättan <strong>och</strong> i<br />

Norrköping (under konstruktion).<br />

En värmepump är dimensionerad för ett visst<br />

arbetsområde, som begränsas <strong>av</strong> kylmediet (normalt<br />

ca –4 till +10 °C). För att erhålla en god värmefaktor<br />

(dvs. låg elförbrukning) bör differensen mellan<br />

värmepumpens varma <strong>och</strong> kalla sida vara liten, dvs.<br />

den varma framledningstemperaturen bör vara så låg<br />

som möjligt.<br />

Värmefaktorns inverkan på elkostnaderna illustreras<br />

i figur 4-8 på nästa sida. En försämring <strong>av</strong> värmefaktorn<br />

från 4 till 3 motsvarar en ökad driftkostnad<br />

(el) med ca 150 000 kr/år.<br />

Tabell 4-1 på nästa sida redovisar olika investeringskostnader<br />

för värmepumpar i olika storleksklasser<br />

<strong>vid</strong> en antagen värmefaktor = 4.


Driftkostnad (kkr) .<br />

900<br />

800<br />

700<br />

600<br />

500<br />

400<br />

300<br />

200<br />

100<br />

VF = 3<br />

VF = 4<br />

VF = 5<br />

0<br />

0,25 0,35 0,45 0,55 0,65 0,75<br />

Elpris (kr/kWh)<br />

Figur 4-8. Elkostnad som funktion <strong>av</strong> värmefaktorn (VF) för en värmepump 400 kW.<br />

Tabell 4-1. Ungefärlig investeringskostnad <strong>och</strong> elförbrukning<br />

för värmepumpar.<br />

VP,storlek,<br />

kW värme<br />

Elförbrukning<br />

(<strong>vid</strong> värmefaktor<br />

4),<br />

kW el<br />

Investerings<br />

kostnad,<br />

M SEK<br />

Kapitaltjänstkostnad,<br />

SEK/år*<br />

200 50 1,0 100<br />

400 100 1,8 170<br />

800 200 2,5 240<br />

* ränta 5 %, <strong>av</strong>skrivning 15 år<br />

För att en värmepumpsinstallation skall vara lönsam<br />

måste värdet <strong>av</strong> den återvunna energin motsvara<br />

summan <strong>av</strong> drift- <strong>och</strong> kapitaltjänstkostnaderna. På<br />

liknande sätt som i fallet förtjockning (kap 3) beror<br />

lönsamheten för en värmepump kraftigt <strong>av</strong> försäljningspriset<br />

på biogas, men varierar även med elpriset<br />

samt naturligtvis investeringens storlek. Figur 4-9<br />

nedan ger en indikation på när det kan vara lönsamt<br />

att installera värmepump.<br />

Potentialen för besparing påverkas kraftigt <strong>av</strong> försäljningspriset<br />

på biogas. Vid värmepumpsinstallation<br />

Kostnad (kkr) .<br />

600<br />

400<br />

200<br />

0<br />

-200<br />

Elpris:<br />

0,6 kr/kWh<br />

0,5 kr/kWh<br />

0,4 kr/kWh<br />

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35<br />

-400<br />

-600<br />

Biogaspris (kr/kWh)<br />

Figur 4-9. Ungefärlig årskostnad för värmepump som funktion <strong>av</strong> biogasintäkt <strong>och</strong> elpris. I årskostnaden ingår<br />

kapitaltjänstkostnad <strong>och</strong> elförbrukning. Siffrorna gäller medelstor VA-anläggning (ca 3000–4000 ton TS/år, rötat<br />

slam) med värmepump 400 kW <strong>och</strong> värmefaktor 4.<br />

28


krävs el för värmeåtervinningen <strong>och</strong> därmed påverkas<br />

resultatet även <strong>av</strong> elpriset. Figur 4-9 illustrerar<br />

vilken ungefärlig biogasintäkt som krävs <strong>vid</strong> olika<br />

elpriser för att värmepump skall vara aktuellt <strong>vid</strong> en<br />

medelstor anläggning.<br />

Vid ett elpris <strong>av</strong> 40 öre/kWh kan en värmepumpsinstallation<br />

löna sig för biogasintäkter som överstiger<br />

ca 15 öre/kWh. Om biogasintäkten ökar till<br />

20 öre/kWh erhålls en nettobesparing på ca 200 000<br />

kr/år.<br />

Om elpriset å andra sidan ökar till 60 öre/kWh<br />

måste biogasintäkterna öka till ca 20 öre/kWh för<br />

att ett nollresultat skall erhållas.<br />

Vid mesofil rötning kan man erhålla en värmefaktor<br />

som ligger mellan 4–5. Framledningstemperaturen<br />

till värmepumpen är ca 41–45 °C. I normalfallet<br />

kan man då använda sig <strong>av</strong> de befintliga<br />

värmeväxlare som man idag har för uppvärmningen<br />

under förutsättning att man har tillgång till tubvärmeväxlare.<br />

Vad som krävs ytterligare är en ny<br />

tubvärmeväxlare för kylning <strong>av</strong> rötslam.<br />

Termofil rötning i<br />

kombination med värmepump<br />

Värmepumpsinstallation i kombination med termofil<br />

rötning är mer känsligt än <strong>vid</strong> mesofila temperaturer<br />

<strong>och</strong> kräver speciell omsorg <strong>vid</strong> utförandet. Vid<br />

termofil rötning kommer framledningstemperaturen<br />

till VP-systemet vara relativt hög, vilket innebär att<br />

man närmar sig gränsen för VP-systemets arbetsområde.<br />

Om arbetsområdets gränser överskrids leder<br />

detta till en låg värmefaktor, som i sin tur ger ökade<br />

kostnader för elenergi. Det är därför speciellt viktigt<br />

<strong>vid</strong> termofila system att dimensioneringen <strong>av</strong> värmepumpssystemet<br />

utformas omsorgsfullt.<br />

I praktiken kan man sannolikt komma att behöva<br />

förvärma inkommande råslam <strong>och</strong> till ca 40–45 °C<br />

för att minska framledningstemperaturen <strong>och</strong> bibehålla<br />

en god värmefaktor. För att undvika de<br />

problem med <strong>av</strong>sättningar som tidigare nämnts recirkuleras<br />

inkommande råslam över en tubvärmeväxlare<br />

för att erhålla en maximal hastighet i tuberna.<br />

Tubvärmeväxlaren kan ändå komma att behöva<br />

rengöras. (En möjlighet skulle här kunna vara att för<br />

detta ändamål använda termofilt rötslam som man<br />

pumpar med en hög hastighet genom värmeväxlaren.<br />

Det varma slammet samt den höga hastigheten medför<br />

sannolikt att värmeväxlaren håller sig ren).<br />

29<br />

5 Pumpning<br />

Pumpning <strong>av</strong> <strong>av</strong>loppsslam skiljer sig <strong>av</strong>sevärt från<br />

pumpning <strong>av</strong> vatten. Redan vi någon enstaka procents<br />

TS-halt <strong>av</strong>viker <strong>av</strong>loppsslammets strömningsegenskaper<br />

från vattens. Dessutom innehåller slammet<br />

fett, trasor, sand <strong>och</strong> annat partikulärt material<br />

som leder till <strong>av</strong>lagringar <strong>och</strong> slitage i rör <strong>och</strong> pumpsystem.<br />

Graden <strong>av</strong> sådant innehåll beror på rensgaller<br />

<strong>och</strong> sandfång.<br />

5.1 Beskrivning <strong>och</strong> syfte<br />

Vid slampumpning finns det potential att minimera<br />

drift- <strong>och</strong> underhållskostnader. Detta kan framför<br />

allt göras genom:<br />

Rätt val <strong>av</strong> pump<br />

Rätt placering <strong>av</strong> pumpen<br />

Rätt utformat ledningssystem<br />

Minskade slamflöden (se kap 3 om förtjockning)<br />

Slampumpning har speciellt aktualiserats på senare<br />

tid genom de ansträngningar som görs för att förtjocka<br />

slammet <strong>och</strong> därmed höja slammets viskositet.<br />

Ur energiförbrukningssynpunkt har pumptypen<br />

sällan någon större inverkan. Däremot kan ett felaktigt<br />

val <strong>av</strong> pump orsaka <strong>av</strong>sevärda underhållskostnader<br />

<strong>och</strong> kostnader som uppstår genom driftstörningar.<br />

Vid dimensionering <strong>och</strong> val <strong>av</strong> pumpsystem är<br />

det viktigt att se över hela systemet, från mediets<br />

startpunkt via rör, pumpar <strong>och</strong> annan utrustning på<br />

ledningssystemet till leveranspunkten. Vid en uppsplittring<br />

<strong>av</strong> systemet är det lätt hänt att någon <strong>av</strong><br />

delprocesserna blir feldimensionerad, vilket kan få<br />

negativa konsekvenser för övriga delar i systemet.<br />

Ett enkelt system bör dimensioneras utan onödigt<br />

komplicerade <strong>och</strong> oöverskådliga <strong>lösningar</strong>.<br />

Vid slampumpning är det viktigt att vara uppmärksam<br />

på vilken typ <strong>av</strong> slam man har <strong>och</strong> hur det<br />

uppför sig <strong>vid</strong> pumpning. Med <strong>av</strong>seende på slammets


flödesegenskaper är det viktigt att karakterisera slammet<br />

med <strong>av</strong>seende på följande:<br />

typ <strong>av</strong> slam (primärslam, överskottsslam, blandslam,<br />

rötat slam)<br />

grad <strong>av</strong> förtjockning (TS-halt)<br />

innehåll <strong>av</strong> polymerer<br />

grovlek på rensgaller för inkommande vatten<br />

grad <strong>av</strong> sand<strong>av</strong>skiljning på inkommande vatten<br />

Slammets flödesegenskaper kan beskrivas med hjälp<br />

<strong>av</strong> två storheter: flytspänning <strong>och</strong> viskositet. Viskositeten<br />

är ett mått på slammets konsistens eller tröghet.<br />

Flytspänningen betecknar den skjuvspänning<br />

(≈ kraft) som behövs för att slammet överhuvudtaget<br />

skall börja röra sig. Dessa två storheter bestämmer<br />

systemförlusterna <strong>och</strong> pumpens prestanda <strong>vid</strong> slampumpning.<br />

Ett slam med hög viskositet ger större<br />

systemförluster än ett slam med låg viskositet. Ett<br />

slam med hög flytspänning kräver större pumpeffekt<br />

<strong>vid</strong> start än ett slam med låg flytspänning. Flytspänningen<br />

<strong>och</strong> viskositeten för de ovan nämnda<br />

slamtyperna är stigande i följande ordning (uppifrån<br />

<strong>och</strong> ner):<br />

.<br />

Överskottsslam (0,5–1 % ts)<br />

Blandslam (1–2 % ts)<br />

Rötat slam (2–3 % ts)<br />

Log(tryckfall)<br />

∆ P ∝ η V n L<br />

η L = laminär viskositet<br />

Tjockt slam<br />

Tunt slam<br />

Vatten<br />

Log(hastighet)<br />

n ≈ 0,25<br />

n ≈ 0,6<br />

n ≈1,0<br />

Figur 5-2. Ungefärliga laminära strömningskurvor för<br />

vatten, tunt slam <strong>och</strong> tjockt slam (Frost 1983).<br />

För en given rördiameter <strong>och</strong> över ett definierat<br />

flödesområde kan kurvorna beskrivas med hjälp <strong>av</strong><br />

följande proportionella uttryck:<br />

Primärslam (2–3 % ts)<br />

Förtjockat primärslam (4–5 % ts)<br />

Förtjockat blandslam (4–5 % ts)<br />

Förtjockat överskottsslam (4–6 % ts)<br />

Förtjockat primärslam m polymer (4–8 % ts)<br />

Förtjockat blandslam m polymer (4–8 % ts)<br />

Förtjockat överskottsslam m polymer (4–8 % ts)<br />

Figur 5-1. Viskositetsskillnader mellan olika typer <strong>av</strong><br />

slam (ökande i pilens riktning).<br />

Att slam är mer visköst (trögflytande) än vatten resulterar<br />

i praktiken i att flödet i slamledningar oftast<br />

blir laminärt. Turbulent flöde uppträder för de flesta<br />

tunna slam inte förrän <strong>vid</strong> hastigheter på över 2 m/s.<br />

De laminära flödesegenskaperna skiljer sig dessutom<br />

mellan vatten <strong>och</strong> slam. Detta illustreras i figur 5-2,<br />

en logaritmisk plot <strong>av</strong> tryckfallet mot medelhastigheten<br />

för laminärt flöde <strong>av</strong> vatten, ”tunt” slam <strong>och</strong><br />

”tjockt” slam.<br />

30<br />

∆Ρ ∝ η L V n<br />

där ∆Ρ = tryckfallet orsakat <strong>av</strong> friktionsförluster<br />

(N/m 2 )<br />

V = linjära hastigheten (i medel, m/s)<br />

η L laminära viskositeten (Ns n /m 2 )<br />

n = ”power-law index” (dimensionslöst)<br />

För vatten är ”power-law index” 1 medan n är mindre<br />

än 1 för slam <strong>och</strong> minskar med ökad TS-halt.<br />

Värdet på den laminära viskositeten är omkring<br />

0,0012 Ns/m 2 för vatten, men <strong>av</strong>sevärt högre för<br />

slam <strong>och</strong> ökande med TS-halten. Detta betyder att<br />

en ytterligare skillnad mellan slam <strong>och</strong> vatten är att<br />

två parametrar behövs för att beskriva slams laminära<br />

flödesbeteende medan endast en behövs för vatten.<br />

En uppskattning <strong>av</strong> värden på dessa parametrar <strong>och</strong><br />

en detaljerad beskrivning <strong>av</strong> beräkningsgången för<br />

uppskattning <strong>av</strong> friktionsförlusterna <strong>vid</strong> slampumpning<br />

har presenterats <strong>av</strong> Frost (1983). Den flytspänning<br />

eller kraft som behöver anbringas för att


överhuvudtaget få slammet att börja röra sig kan man<br />

se som ett slags ”statiskt motstånd”. Detta motstånd<br />

är enkelt att överkomma för tunnare slam men för<br />

tjockare slam kan motståndet bestämma storleken<br />

på pumpmotorn.<br />

5.2 Beskrivning <strong>av</strong> olika<br />

typer <strong>av</strong> pumpar för slam<br />

De vanligaste pumptyperna för transport <strong>av</strong> slam<br />

på <strong>av</strong>loppsreningsverk är centrifugalpumpar, excenterskruvpumpar,<br />

lobrotorpumpar, högtryckskolvpumpar<br />

samt till viss del skiv- eller ”discflow”<br />

pumpar.<br />

Centrifugalpumpar<br />

Centrifugalpumpar är vanligt förekommande pumpar<br />

för slampumpning. Användandet <strong>av</strong> centrifugalpumpar<br />

kräver dock en viss noggrannhet i valet <strong>av</strong><br />

pumpstorlek. Vid ett bestämt varvtal arbetar centrifugalpumpen<br />

mycket bra om uppfordringshöjden<br />

håller sig inom ett ganska snävt intervall. Emellertid<br />

innebär den naturligt varierande karaktären på slam<br />

att uppfordringshöjden kan variera ganska <strong>av</strong>sevärt<br />

p.g.a. att friktionsförlusterna ändras med karaktären<br />

(se ovan). Viktigt blir därför att noga gå igenom<br />

ytterligheterna i driftfall <strong>och</strong> välja en pump som<br />

ger acceptabla flöden även om TS-halten varierar.<br />

Frekvensstyrning <strong>av</strong> pumparna kan vara ett annat<br />

sätt att hantera stora variationer i slamkaraktären<br />

<strong>och</strong> därmed uppfordningshöjden.<br />

Centrfiugalpumparna måste också ha en design<br />

som hjälper trasor <strong>och</strong> fibrer att passera <strong>och</strong> inte<br />

leder till igensättning. Centrifugalpumpar speciellt<br />

utformade med <strong>av</strong>seende på detta har s.k. halvöppna<br />

pumphjul <strong>och</strong>/eller skruvinmatning. Centrifugalpumpar<br />

med kanalhjul <strong>och</strong> virvelhjul är dock också<br />

vanligt förekommande men förlorar mark till de<br />

tidigare nämnda typerna.<br />

Traditionellt har centrifugalpumpar använts för<br />

returslampumpning, överskottsslamuttag <strong>och</strong> primärslamuttag.<br />

Goda erfarenheter för slam ända upp till<br />

6–7 % TS -halt finns dock för skruvcentrifugalpumpar<br />

<strong>och</strong> halvöppna pumphjul. Vid höga TShalter<br />

är problemet med centrifugalpumpar framförallt<br />

att få in mediet i pumpen.<br />

Vid pumpning <strong>av</strong> slam uppför sig centrifugalpumpen<br />

mer som en mindre pump än den gör <strong>vid</strong><br />

pumpning <strong>av</strong> vatten. Hydraulic Institute (2001) har<br />

tagit fram beräkningsmodeller för nerdimensionering<br />

(”de-rating”) <strong>av</strong> centrifugalpumpar. Ju tjockare slammet<br />

är desto större är effekten. Uppfordringshöjden<br />

<strong>och</strong> verkningsgraden kan minska med upp till 25 %<br />

där minskningen ökar med ökat flöde, se figur 5-3<br />

nedan.<br />

Slampumpning med centrifugalpumpar innebär<br />

en nedre kapacitetsgräns på omkring 10 m 3 /h.<br />

Figur 5-3. Reduktion i uppfodringshöjd <strong>och</strong> effektivitet <strong>vid</strong> pumpning <strong>av</strong> rötat slam med centrifugalpump<br />

(fyrkanalhjul) <strong>vid</strong> 960 rpm (Whitlock & Sellgren 2003).<br />

31


Uppfordringshöjder på mellan 10 <strong>och</strong> 40 m vattenpelare<br />

kan uppnås (det senare för högre flöden).<br />

Skivpumpar<br />

En variant på centrifugalpumpen som kommit till<br />

användning de senaste åren för slampumpning är<br />

skivpumpen. Den bygger på klassisk centrifugalpumpsteori<br />

om funktionen <strong>av</strong> roterande friktionsytor<br />

i ett slutet hölje. Tryck genereras enbart <strong>av</strong> de<br />

roterande skivorna <strong>och</strong> antalet skivor samt det inbördes<br />

<strong>av</strong>ståndet <strong>av</strong>gör pumpens arbetsområde. I<br />

slamapplikationer används vanligen två till tre skivor.<br />

Goda erfarenheter finns i slamapplikationer bland<br />

annat med primärslam <strong>vid</strong> TS-halter på upp till 6 %<br />

TS-halt.<br />

Slampumpning med skivpumpar innebär en nedre<br />

kapacitetsgräns, ungefär som för centrifugalpumpar,<br />

på 10 m 3 /h. Uppfordringshöjder på upp till omkring<br />

60 m vattenpelare kan uppnås med två till tre skivor.<br />

Excenterskruvpumpar<br />

Excenterskruvpumpar har använts framgångsrikt i<br />

nästan alla slamapplikationer. Pumpen består <strong>av</strong><br />

en enkelgängad rotor som roterar med en minimal<br />

spalt i en dubbelgängad gummistator (figur 5-4<br />

nedan). På detta sätt uppstår ett hålrum mellan<br />

rotor <strong>och</strong> stator som gradvis förflyttas från sugsida<br />

till trycksida eftersom rotorn löper runt. Pumpen är<br />

självmatande <strong>vid</strong> uppfordringshöjder på upp till ca<br />

8 m vattenpelare men bör inte köras torr eftersom<br />

gummistatorn då bränner sönder.<br />

Pumparna finns tillgängliga i alla önskvärda kapaciteter<br />

<strong>och</strong> för uppfordringshöjder på upp till flera<br />

100 m vattenpelare. För primärslam <strong>och</strong> blandslam<br />

med stor andel trasor <strong>och</strong> fibrer används lämpligen<br />

en macerator uppströms för att minska slitage på<br />

stator <strong>och</strong> rotor. Pumparna kräver vanligen stort<br />

underhåll på grund <strong>av</strong> hårt slitage på rotor <strong>och</strong> stator,<br />

framförallt för slam med stor andel sand (framförallt<br />

primärslam).<br />

En stor fördel med excenterskruvpumparna, som<br />

bidragit till deras stora tillämpning inom slampumpning,<br />

är enkelheten att kontrollera slamflödet<br />

med hjälp <strong>av</strong> varvtalet på motorn. Pumpkurvan för<br />

en excenterskruvpump är brant <strong>och</strong> rätlinjig jämfört<br />

med centrifugalpumpar <strong>och</strong> förändringar systemförlusterna,<br />

på grund <strong>av</strong> ändringar i slamkaraktären,<br />

kan lätt kompenseras med en varvtalsändring som<br />

är direkt proportionell mot önskad förändring i uppfordringshöjd.<br />

Lobrotorpumpar<br />

Lobrotorpumpen är en alternativ förträngningspump<br />

till excenterskruvpumpen i slamapplikationer.<br />

I lobrotorpumpar roterar två ”lober” synkront <strong>och</strong><br />

förflyttar slammet genom pumphuset.<br />

Fördelen framför excenterskruvpumpen är att<br />

underhållsarbetet underlättas i <strong>och</strong> med ett enklare<br />

utbyte <strong>av</strong> rotorerna.<br />

Kolvpumpar<br />

Kolvpumpar är ett alternativ till excenterskruvpumpen<br />

som används <strong>vid</strong> mycket höga uppfordringshöjder<br />

t.ex. transport <strong>av</strong> <strong>av</strong>vattnat slam långa sträckor. Dessa<br />

pumpar är väsentligt dyrare i investering än excenterskruvpumpar<br />

men kan ändå vara ett kostnadseffektivt<br />

alternativ i de ovan nämnda applikationerna om<br />

man beaktar drift- <strong>och</strong> underhållskostnader.<br />

Figur 5-4. Excenterskruvpump, principskiss.<br />

32


5.3 Erfarenheter <strong>och</strong> driftfall<br />

Typ <strong>av</strong> pump<br />

Vid många anläggningar har man erfarit problem att<br />

pumpa förtjockat slam. Pumpning <strong>av</strong> ett förtjockat<br />

slam ställer speciella kr<strong>av</strong> på utformning <strong>av</strong> utrustningen.<br />

Normalt krävs excenterskruvpumpar (eneller<br />

flerstegs) alternativt centrifugalpumpar med<br />

halvöppna pumphjul.<br />

Lobrotorpumpar har provats <strong>vid</strong> ett flertal tillfällen<br />

<strong>vid</strong> pumpning <strong>av</strong> förtjockat slam <strong>och</strong> man<br />

erfor då problem med alltför höga tryckfall. Vid höga<br />

mottryck läckte slam in i växellådan. Dessa pumpar<br />

är generellt ej <strong>av</strong>sedda för höga tryck.<br />

Slitaget <strong>vid</strong> slampumpning är högt <strong>och</strong> beror framförallt<br />

på innehållet <strong>av</strong> sand i kombination med syre<br />

(leder till s.k. korrosionserosion) för centrifugalpumpar<br />

med gjutjärnshjul. För excenterskruvpumpar<br />

beror det höga slitaget både på sand <strong>och</strong> på trasor.<br />

Vid dimensionering <strong>av</strong> excenterskruvpumpar bör<br />

man därför alltid välja relativt låga varvtal:<br />

max ca 200 rpm för förtjockat slam <strong>och</strong><br />

max ca 80 rpm för <strong>av</strong>vattnat slam<br />

Genom detta ökas livslängden på rotor respektive<br />

stator. För att ytterligare förlänga livslängden kan en<br />

macerator installeras före pumpen för sönderdelning<br />

<strong>av</strong> trasor <strong>och</strong> andra slitande större delar.<br />

För att cirkulationspumpa rötslam för uppvärmning<br />

<strong>av</strong> rötkammare genom värmeväxlare används<br />

lämpligen centrifugalpumpar. Pumparna bör vara<br />

försedda med sk halvöppna pumphjul (se ovan).<br />

Många anläggningar som använder torrt monterade<br />

dränkbara pumpar som cirkulationspumpar till<br />

rötkammaren har erfarit att det krävs extern kylning<br />

<strong>av</strong> pumparna på grund <strong>av</strong> rötslammets höga temperatur.<br />

Igensättningar <strong>och</strong> höga tryckfall<br />

Igensättningar <strong>och</strong> höga tryckfall är vanliga <strong>vid</strong><br />

framförallt pumpning <strong>av</strong> primärslam, speciellt <strong>vid</strong><br />

långa pumpledningar. Det är viktigt att minska<br />

pumpledningarnas längd så långt som möjligt. Man<br />

bör även se till att dimensionen på sugledningen<br />

före pumpen är tillräckligt stor <strong>och</strong> då speciellt <strong>vid</strong><br />

pumpning <strong>av</strong> primärslam. Erfarenhetsmässigt bör<br />

sådan sugledning aldrig vara mindre än Ø 150 mm.<br />

33<br />

Igensättningar <strong>av</strong> ledningar är även vanliga <strong>vid</strong> pumpning<br />

<strong>av</strong> förtjockat slam.<br />

Vid mycket låga linjära hastigheter (< 1 m/s) uppnås<br />

ingen ”självrensning <strong>av</strong> rören” som <strong>vid</strong> högre<br />

flödeshastigheter i slamledningar. Vid framförallt<br />

primärslampumpning bör sådana ledningar spolas<br />

en gång per vecka med varmvatten för att lösa upp<br />

fett som ansamlas på rörväggarna.<br />

Slam innehåller ibland innesluten gas. Detta gäller<br />

framförallt rötslam (innehåller biogas som producerats<br />

under rötningsprocessen) <strong>och</strong> centrifugerat<br />

slam (innehåller luft som piskats in under centrifugeringen).<br />

Slammets innehåll <strong>av</strong> gas påverkar både<br />

systemet <strong>och</strong> pumpen.<br />

I systemet bildas lätt gasfickor som kan blockera<br />

pumpningen när ledningssystemet är långt <strong>och</strong> innehåller<br />

många böjar samtidigt som slammet pumpas<br />

intermittent. Slammets innehåll <strong>av</strong> gas innebär att när<br />

trycket sänks nedströms i inloppsledningen ökar gasvolymen<br />

(allmänna tillståndslagen: pV/T = konstant).<br />

Detta kan leda till att pumpen matas stötvis med<br />

slam mellan bildade gasvolymer <strong>och</strong> ökad risk för<br />

k<strong>av</strong>itationsskador.<br />

I pumpen finns risk för torrkörning genom att<br />

vätskepelaren på pumpens sugsida bryts på grund <strong>av</strong><br />

gasvolymerna i slammet. Gasen kan också ansamlas i<br />

”fickor” i pumphuset <strong>och</strong> minska pumpens prestanda.<br />

Normalt kan problemet med gasinnehåll i slam<br />

undvikas om pumpen placeras en bit under vätskenivån<br />

(i t.ex. slamtanken varifrån slammet pumpas).<br />

På så sätt kan tryckfallet i sugledningen kompenseras<br />

<strong>av</strong> det statiska trycket. Placering <strong>av</strong> pumpar bör generellt<br />

ske med vätsketryck på sugsidan. På en <strong>av</strong><br />

referensanläggningarna där det <strong>av</strong> olika skäl varit<br />

nödvändigt att placera pumpen över vätskenivå har<br />

detta medfört att pumpen torrkörs. Centrifugalpumpar<br />

kräver alltid tryck på sugsidan så<strong>vid</strong>a de inte<br />

är försedda med vakuumstart.<br />

Ansamling <strong>av</strong> sand <strong>och</strong> grus i botten på slamtankar<br />

kan leda till problem med igensättningar <strong>vid</strong><br />

utpumpning/utmatning. I Kalmar erfor man att mer<br />

sand sedimenterade efter övergång till termofil rötning<br />

(ökad temperatur g<strong>av</strong> lägre viskositet <strong>och</strong> därmed<br />

bättre separation).<br />

Hög energiförbrukning<br />

Vid vissa anläggningar kan onödigt höga slamflöden<br />

förekomma, t.ex. cirkulationsflödet på rötkammare.<br />

Detta kan framför allt gälla äldre anläggningar som<br />

med den tidens praxis utformats för låga TS-halter


<strong>och</strong> höga slamflöden. Här kan det finnas möjligheter<br />

till besparingar genom att minska flödena genom förtjockning<br />

<strong>och</strong>/eller genom att byta pumputrustning.<br />

6 Slamlagring<br />

6.1 Beskrivning <strong>och</strong> syfte<br />

Lagring <strong>av</strong> slam är nödvändigt på de flesta reningsverk<br />

för att jämna ut variationer i slamproduktionen<br />

samt för att tillåta slam att lagras upp under perioder<br />

när efterföljande slambehandling inte är i drift (nattetid,<br />

helger, planerad underhållstid etc.). Slamlagring<br />

är speciellt viktigt för att kunna upprätthålla konstanta<br />

flöden (eller reglera flödena) till framförallt utrustning<br />

för mekanisk förtjockning <strong>och</strong> <strong>av</strong>vattning.<br />

Korttidslagring kan oftast uppnås genom i sedimenteringstankar<br />

i vattenbehandlingen <strong>och</strong> i gr<strong>av</strong>itationsförtjockare.<br />

Långtidslagring (ett flertal timmar<br />

eller ett par dagar) åstadkoms hellre i separata slamlager.<br />

Viktigt att tänka på <strong>vid</strong> design <strong>av</strong> slamlager är:<br />

slamkvaliteten kan försämras <strong>och</strong> slammet blir<br />

svår<strong>av</strong>vattnat <strong>vid</strong> lagring i mer än två till tre<br />

dagar,<br />

luftning kan behövas för att förhindra generering<br />

<strong>av</strong> obehaglig lukt,<br />

omrörning behövs alltid för att förhindra sedimentering<br />

<strong>och</strong>/eller uppnå jämn slamkvalitet.<br />

suspension <strong>av</strong> fasta delar: 1) förebygga sedimentering<br />

eller 2) neddragning <strong>av</strong> flytande trasor <strong>och</strong><br />

dylikt<br />

inblandning <strong>av</strong> tillkommande strömmar <strong>och</strong>/eller<br />

kemikalier<br />

vätskecirkulation för att underlätta värme- <strong>och</strong><br />

materieöverföring (alltid ett syfte i rötkammare)<br />

För dessa syften behövs en kombination <strong>av</strong> bulkflöde<br />

(en rörelse i hela volymen) <strong>och</strong> småskalig turbulens<br />

(turbulenta rörelser i liten skala), se figur 6-1 <strong>och</strong><br />

6-2 nedan. Bilderna visar dränkbara pumpar men<br />

principerna även toppmonterade omrörare kan användas.<br />

Småskalig turbulens uppnås oftast med hjälp<br />

<strong>av</strong> de flesta omrörningssystem. Svårigheten ligger i<br />

att uppnå ett tillräckligt stort bulkflöde för att uppnå<br />

syftet med omrörningen. Storleken på bulkflödet<br />

bestäms <strong>av</strong>:<br />

typen <strong>av</strong> omrörare<br />

uppnådd dragkraft<br />

positioneringen<br />

Figur 6-1. Bulkflöde i slamlager.<br />

Av de ovan nämnda aspekterna att tänka på <strong>vid</strong><br />

design <strong>av</strong> slamlager har omrörningen visat sig vara<br />

vanligast förekommande varför det i nedanstående<br />

stycke beskrivs lite kring designen.<br />

6.2 Omrörning i slamlager<br />

För dimensionering <strong>av</strong> ett omrörningssystem är det<br />

först <strong>och</strong> främst viktigt att definiera vilket syfte<br />

omrörningen har. Syftet i slamlager är oftast ett <strong>av</strong><br />

följande:<br />

Figur 6-2. Småskalig turbulens i slamlager.<br />

34


För val <strong>av</strong> en optimal <strong>och</strong> kostnadseffektiv omrörare<br />

bör omröraren ge en tillräckligt stor dragkraft för<br />

omrörningssyftet, konsumera lite elenergi <strong>och</strong> positioneras<br />

optimalt. Leverantörer <strong>av</strong> omrörningsutrustning<br />

kan vanligtvis ge vägledning med <strong>av</strong>seende på<br />

vilken dragkraft som behövs för omrörningssyftet<br />

<strong>och</strong> därmed vilken storlek på omrörare <strong>och</strong> installerad<br />

effekt som behövs. Toppmonterade omrörare är<br />

generellt mindre energikrävande än dränkbara.<br />

För positionering <strong>av</strong> omrörare gäller generella<br />

principer för alla typer <strong>av</strong> omrörare. Dessa principer<br />

går ut på att en omrörare ger upphov till en stråle<br />

som sprider sig till omgivande vätska på sin väg. Ju<br />

längre strålen kan utvecklas utan att störas desto<br />

högre blir det totala flödet <strong>och</strong> därmed bulkflödet<br />

som utvecklas i tanken.<br />

För att uppnå maximala bulkflöden gäller att ta<br />

hänsyn till två huvudsakliga principer:<br />

tillåt strålen att utvecklas över så lång sträcka som<br />

möjligt i tanken,<br />

se till att strålen böjer <strong>av</strong> så mjukt som möjligen<br />

mot tankens väggar (dvs. träffar väggen med så<br />

stor vinkel som möjligt.<br />

Detta kommer att leda till maximal storlek på bulkflödet<br />

<strong>och</strong> en effektiv omrörning med <strong>av</strong>seende på<br />

investering <strong>och</strong> driftskostnad.<br />

6.3 Säkerhetsaspekter<br />

Vid lagring <strong>av</strong> rötat slam finns det risk för metanbildning<br />

<strong>och</strong> därmed föreligger explosionsrisk. Metangas<br />

i en blandning <strong>av</strong> ca 5–15 % är explosiv. Under<br />

senare år har flera explosioner inträffat på grund <strong>av</strong><br />

ansamlad metan.<br />

Det är därför viktigt att se över säkerhetsaspekterna<br />

i de olika anläggningsdelarna <strong>och</strong> göra erforderliga<br />

riskbedömningar. Klassningsplaner skall enligt<br />

gällande direktiv upprättas för rötningsanläggningar<br />

(SRVFS 2004; SEK 2000). Generellt skall lagertankar<br />

för <strong>av</strong>vattnat slam vara Ex-klassade.<br />

35<br />

7 Slut<strong>av</strong>vattning<br />

Slut<strong>av</strong>vattningen <strong>av</strong> slammet är den del i slambehandlingen<br />

där den största volymreduktionen<br />

åstadkoms. Resultatet här bestäms dock till stor del<br />

<strong>av</strong> den föregående behandlingen. Till exempel påverkas<br />

<strong>av</strong>vattningsresultatet starkt <strong>av</strong> nedbrytningsgraden<br />

<strong>vid</strong> rötningen samt slammets temperatur.<br />

7.1 Beskrivning <strong>och</strong> syfte<br />

Avvattning sker för att minska slammängderna som<br />

transporteras bort från <strong>av</strong>loppsreningsverket.<br />

Den vanligast förekommande <strong>av</strong>vattningsutrustningen<br />

i Sverige idag är centrifuger, men även silbandspressar<br />

är relativt vanliga. Kammarfilterpressar<br />

har i princip utgått helt <strong>och</strong> finns endast på en handfull<br />

platser i landet. Fördelarna med kammarfilterpressar<br />

är de höga TS-halter som kan uppnås (ofta<br />

>40 % TS) <strong>och</strong> en mycket god rejektvattenkvalitet<br />

med låga halter suspenderat material men har varit<br />

krävande ur drift- <strong>och</strong> underhållsaspekt <strong>och</strong> därför<br />

ansetts olämpliga. Dock bör nämnas att kammarfilterpressarna<br />

har utvecklats <strong>och</strong> idag finns pressar<br />

som är helt automatiska, inklusive renspolning <strong>av</strong><br />

plattorna. (En relativt ny metod har även utvecklats<br />

där man applicerar ett undertryck på pressarna <strong>och</strong><br />

därigenom erhåller ett slam med mycket hög torrsubstanshalt,<br />

en testanläggning finns i Norge). Genom<br />

de potentiella vinster som kan erhållas i kombination<br />

med den pågående tekniska utvecklingen verkar<br />

det inte omöjligt att tekniken på sikt kan komma<br />

att återintroduceras i modern tappning i Sverige.<br />

Centrifuger är ofta effektiva, men också förknippade<br />

med relativt höga driftkostnader. I dagsläget<br />

utgör de ofta normen för stora anläggningar<br />

<strong>vid</strong> nyinstallation.<br />

Så gott som samtliga anläggningar har idag anledning<br />

att skapa en så effektiv slut<strong>av</strong>vattning som<br />

möjligt. Såväl lagstiftning som kostnader för slamomhändertagande<br />

ger anledning att minska slammängderna<br />

så mycket som möjligt.


Slamkvaliteten är <strong>av</strong> stor vikt för resultatet <strong>och</strong><br />

provkörningar måste ske före val <strong>av</strong> utrustning, där<br />

uppnådd TS-halt, halt suspenderat material i rejektvattnet,<br />

samt el- <strong>och</strong> polymerförbrukning konstateras.<br />

Kopplingen mellan slut<strong>av</strong>vattningen <strong>och</strong> övriga<br />

processer är mycket tydlig <strong>och</strong> <strong>av</strong>vattningsresultatet<br />

kan ofta fungera som en indikator på hur verkets<br />

övriga processer fungerar. Processtörningar eller<br />

dåligt utformade processer visar sig ofta direkt i ett<br />

mer svår<strong>av</strong>vattnat slam. Isolerade åtgärder på <strong>av</strong>vattningen<br />

kan därför visa sig verkningslösa ifall<br />

övriga processer <strong>vid</strong> verket samtidigt fungerar dåligt<br />

<strong>och</strong> det är därför väsentligt att anlägga ett helhetsperspektiv.<br />

7.2 Olika typer <strong>av</strong><br />

<strong>av</strong>vattningsutrustning<br />

7.2.1 Bandfilterpressar<br />

Bandfilterpressar (även kallade silbandspressar) förekommer<br />

i ett antal olika utföranden <strong>och</strong> fabrikat<br />

(se ex. figur 7-1). En karakteristisk egenskap är att<br />

slammet påförs ett silband som rör sig långsamt där<br />

slammet först får dränera. Efter detta pressas slammet<br />

mellan två silband med ett gradvis ökat tryck.<br />

En bandfilterpress kapacitet beror på bredden <strong>och</strong><br />

den effektiva längden på bandet. Driftvariabler är:<br />

bandhastighet silbandstyp<br />

presstryck<br />

TS-belastning<br />

silbandets mask<strong>vid</strong>d polymerdosering<br />

Silbandets hastighet bestämmer uppehållstiden in<br />

bandfilterpressen. En hög bandhastighet betyder en<br />

kort uppehållstid <strong>och</strong> mer vatten i det <strong>av</strong>vattnade<br />

slammet. Trycket påverkar både TS-halten i det <strong>av</strong>vattnade<br />

slammet <strong>och</strong> SS-halten i rejektvattnet. Ju<br />

högre tryck desto högre TS-halt i det <strong>av</strong>vattnade<br />

slammet <strong>och</strong> högre SS-halt i rejektvattnet erhålls.<br />

Vad gäller övriga driftvariabler så ger en lägre TSbelastning<br />

en längre uppehållstid <strong>och</strong> därmed högre<br />

TS-halt i det <strong>av</strong>vattnade slammet medan polymerdoseringen<br />

huvudsakligen påverkar SS-halten i rejektvattnet.<br />

7.2.2 Centrifuger<br />

Centrifugtypen som normalt används för <strong>av</strong>vattning<br />

<strong>av</strong> slam är en så kallad dekantercentrifug. Denna<br />

typ <strong>av</strong> centrifug finns i olika utföranden <strong>och</strong> olika<br />

fabrikat . Dekantercentrifugen består <strong>av</strong> en cylindrisk<br />

trumma med en konisk ända (se figur 7-2 nästa sida).<br />

I denna trumma roterar en skruvtransportör med<br />

hög hastighet i samma riktning men med en något<br />

lägre eller högre hastighet än trumman.<br />

Figur 7-1. Bandfilterpress.<br />

36


Figur 7-2. Dekantercentrifug för <strong>av</strong>vattning <strong>av</strong> slam.<br />

Slammet som skall <strong>av</strong>vattnas tillförs mitten <strong>av</strong> maskinen<br />

via ett invändigt rör. Slammet transporteras<br />

omedelbart efter det tillförs ut till periferin <strong>av</strong><br />

trumman. Eftersom torrsubstansen i slammet är<br />

något tyngre än vatten, samlas den längs väggarna<br />

på trumman medan vattnet samlas nära centrum.<br />

Det <strong>av</strong>vattnade slammet transporteras med hjälp <strong>av</strong><br />

skruvtransportören till den smalare koniska delen <strong>av</strong><br />

trumman där det slungas ut genom hål i trumman<br />

<strong>av</strong> centrifugalkraften.<br />

En centrifugs kapacitet bestäms <strong>av</strong> trummans<br />

längd <strong>och</strong> diameter (ju större dimensioner desto<br />

större kapacitet).<br />

Driftvariablerna för centrifugering är:<br />

trummans rotationshastighet<br />

differensvarvtalet mellan trumma <strong>och</strong> skruvtransportör<br />

vätskedjupet i trumman<br />

TS-belastning<br />

polymerdosering<br />

Av driftvariablerna är TS-belastningen den mest betydande.<br />

Genom att minska TS-belastningen blir<br />

uppehållstiden längre <strong>och</strong> TS-halten i det <strong>av</strong>vattnade<br />

slammet högre.<br />

7.2.3 Kammarfilterpressar<br />

Kammarfilterpressar förekommer endast <strong>vid</strong> ett par<br />

anläggningar i Sverige <strong>och</strong> är då handlar det om<br />

äldre utrustning.<br />

Slammet matas in i en kammare mellan två filterplattor<br />

försedda med filterduk. Polymer tillsätts före<br />

inmatning. Tryck appliceras var<strong>vid</strong> vatten pressas<br />

ut genom filterdukarna <strong>och</strong> samlas upp som rejektvatten<br />

(figur 7-3). De pressade slamkakorna tas bort<br />

genom att filterpressen öppnas. I moderna filterpressar<br />

sker behandlingen helt automatiskt.<br />

Figur 7-3. Kammarfilterpress.<br />

37


7.3 Erfarenheter <strong>och</strong> fallgropar<br />

Höga drift- <strong>och</strong> underhållskostnader<br />

Centrifuger är behäftade med högt slitage <strong>och</strong> därigenom<br />

höga underhållskostnader. Även polymeråtgången<br />

kan vara hög (normalt 4–6 kg/ton TS).<br />

En <strong>av</strong> referensanläggningarna rapporterar försämrad<br />

TS-halt efter installation <strong>av</strong> centrifuger jämfört med<br />

tidigare silbandspressar, dock hade slamkvaliteten<br />

förändrats varför jämförelsen är osäker. En annan<br />

anläggning erfor att extremt höga TS-halter ledde<br />

till mycket högt slitage på centrifugerna. Slammet<br />

förändras under <strong>av</strong>vattningen <strong>och</strong> blir mer granulärt<br />

vilket kan medföra ökat slitage.<br />

Utmatning <strong>av</strong> torrt slam<br />

Flera anläggningar rapporterar svårigheter <strong>vid</strong> utmatning<br />

<strong>av</strong> slammet med skruvutlastning från torrslamsilo.<br />

En anläggning erfar att max 25 % TS kan matas<br />

ut, vilket stämmer väl med andras erfarenheter. För<br />

att undvika detta bör torrslamsilos alltid utformas<br />

med minst dubbla skruvar. Vid högre TS-halter bör<br />

silos ej ha konisk utformning utan platt botten <strong>och</strong><br />

förses med skruvar som täcker hela botten (ofta ca<br />

5–6 st).<br />

Generellt är det viktigt att konstruktionerna är<br />

robusta <strong>och</strong> att dimensionerna ej är för klena. Varje<br />

utmatningsskruv bör normalt ha en minsta motoreffekt<br />

<strong>av</strong> 12–15 kW.<br />

Säkraste sättet att mata ut slam med TS-halter ><br />

25 % är med hjälp <strong>av</strong> glidram i botten på silos.<br />

Svår<strong>av</strong>vattnat slam<br />

Många anläggningar rapporterar erfarenheter <strong>av</strong><br />

svår<strong>av</strong>vattnat slam. Processtörningar <strong>vid</strong> rötningen<br />

resulterar ofta i försämrad <strong>av</strong>vattning. Speciellt vanligt<br />

är förekomst <strong>av</strong> filamentbakterier som ger en<br />

dålig rötningsprocess med svämtäcken <strong>och</strong> inneslutna<br />

gasblåsor i slammet, vilket gör det svår<strong>av</strong>vattnat.<br />

Avvattningen kan även bli lidande på grund <strong>av</strong><br />

inhomogent rötat slam, som i sin tur orsakas <strong>av</strong> dålig<br />

omblandning i rötkammaren.<br />

En <strong>av</strong> referensanläggningarna rapporterar inhomogen<br />

TS-halt i slammet som matas till centrifugerna<br />

på grund <strong>av</strong> ojämn förtjockning. Här kan<br />

det finnas skäl att se över processtyrningen. Det är<br />

även viktigt att ha god omblandning i lagertankar<br />

för rötslam som skall <strong>av</strong>vattnas.<br />

Låg fiberhalt i slammet kan göra det mer svår<strong>av</strong>vattnat.<br />

Detta kan exempelvis uppträda då karaktären<br />

på inkommande <strong>av</strong>loppsvatten ändras; till<br />

exempel ett anslutet pappersbruk kopplas bort. Förändringar<br />

kan även uppstå genom att finare rensgaller<br />

installeras som effektivare separerar fibröst<br />

material såsom papper, bomull etc.<br />

Låg temperatur på slammet kan ge något lägre<br />

torrhalt erfar två <strong>av</strong> referensanläggningarna. Vissa<br />

mätningar som gjorts har indikerat att extrem rötslamkylning<br />

(med värmepump) kan ge omkring<br />

1–1,5 % försämrad TS-halt <strong>vid</strong> slut<strong>av</strong>vattningen.<br />

Detta beror dock på slamkvaliteten <strong>och</strong> varierar<br />

sannolikt från fall till fall.<br />

38<br />

8 Nyckeltal <strong>och</strong> data<br />

från slambehandling<br />

Slamhanteringen måste ses i ett helhetsperspektiv<br />

där lokala förutsättningar vägs in. Vad som kan<br />

tyckas vara höga slambehandlingskostnader <strong>vid</strong> anläggningen<br />

behöver inte nödvändigtvis vara något<br />

negativt om denna resulterar i minskade slammängder<br />

<strong>och</strong> därmed minskade kostnader för transport <strong>och</strong><br />

omhändertagande <strong>av</strong> slammet. Det omvända kan<br />

också vara möjligt: behandlingen kostar mer än den<br />

smakar, dvs. de förväntade fördelarna uteblir.<br />

En analys <strong>av</strong> helheten är alltså helt nödvändig.<br />

Likväl kan det vara intressant att jämföra vissa nyckeltal<br />

för olika anläggningar, trots att de inte ger en fullständig<br />

bild <strong>av</strong> kostnadssituationen. I detta kapitel<br />

redovisas uppgifter från de deltagande referensanläggningarna<br />

i form <strong>av</strong> nyckeltal (värden som normaliserats<br />

med <strong>av</strong>seende på anläggningens storlek,<br />

dvs. slammängd) som beräknats för att någorlunda<br />

rättvist kunna jämföra anläggningarna.<br />

Anläggningarna har i samråd med VAKs representanter<br />

”anonymiserats” eftersom syftet inte är att<br />

analysera någon enskild anläggning utan få en övergripande<br />

bild <strong>av</strong> slambehandlingen <strong>vid</strong> <strong>av</strong>loppsreningsverk<br />

generellt sett. Kvaliteten <strong>och</strong> mätosäkerheten


på uppgifterna varierar kraftigt för de olika anläggningarna<br />

(där uppskattade värden använts anges<br />

detta).<br />

Nyckeltalen skall därför tolkas med försiktighet<br />

<strong>och</strong> några slutliga slutsatser för en enskild anläggning<br />

kan inte göras enbart baserat på dessa.<br />

Informationen måste kompletteras med andra<br />

faktorer <strong>och</strong> lokala förhållanden som har stor<br />

betydelse för slamhanteringen.<br />

Nyckeltalen redovisas i diagramform <strong>och</strong> diskuteras<br />

nedan.<br />

I Bilaga A redovisas ett praktiskt exempel på hur<br />

man kan följa upp driften <strong>av</strong> slambehandlingen.<br />

Exemplet är hämtat från Örebro ARV, där man i<br />

många år arbetat med att utveckla ett uppföljningssystem<br />

för driften <strong>och</strong> speciellt energiförbrukningen<br />

<strong>vid</strong> verket. I bilagan redovisas den mall som man<br />

använder sig <strong>av</strong> för månatlig sammanställning <strong>av</strong><br />

mätvärden. Utifrån denna skapar man sedan olika<br />

diagram för att åskådliggöra <strong>och</strong> tydliggöra variationer.<br />

8.1 Värmeförbrukning<br />

<strong>och</strong> värmeåtervinning<br />

Värmeförbrukningen <strong>vid</strong> slambehandlingen härrör<br />

huvudsakligen från rötningsprocessen. Som tidigare<br />

nämnts tillförs värme för att hålla förhöjd temperatur<br />

i rötkammare.<br />

Värmeförbrukningen för uppvärmning <strong>av</strong> rötningsprocessen<br />

varierar för de studerade anläggningarna<br />

mellan 400 <strong>och</strong> 800 kWh/ton TS (in till rötning).<br />

Den stora variationen beror på skillnaden i<br />

torrsubstanshalten i inkommande slamflöde, vilket<br />

illustreras i figur 8-1 nedan.<br />

Sambandet kan ses tydligast mellan anläggning<br />

G, H, I <strong>och</strong> J <strong>och</strong> K, där låg TS-halt ger ökad energiförbrukning<br />

<strong>och</strong> vice versa. Att sambanden inte<br />

stämmer fullt ut, t.ex. ses inte korrelationen <strong>vid</strong><br />

anläggning D <strong>och</strong> E, beror på olikheter i värmeförluster<br />

<strong>vid</strong> respektive anläggning samt osäkerheter<br />

i mätvärdena.<br />

Värmeförbrukningen är som väntat högre <strong>vid</strong> de<br />

termofila anläggningarna, vilket kan ses i figur 8-1.<br />

Att få till stånd en god värmeekonomi i anläggningen<br />

är därför än mer angeläget <strong>vid</strong> termofila<br />

temperaturer. Vid anläggning A är TS-halten endast<br />

3000<br />

2500<br />

Energi<br />

TS<br />

(*) Uppgift saknas<br />

7<br />

6<br />

Energi (kWh/ton TS)<br />

2000<br />

1500<br />

1000<br />

5<br />

4<br />

3<br />

2<br />

TS (%)<br />

500<br />

1<br />

0<br />

(*)<br />

B C F G H I J K A D E<br />

Mesofila anläggningar TS (%)<br />

Termofila anläggningar<br />

0<br />

Figur 8-1. Värmeförbrukning (före eventuell återvinning) <strong>vid</strong> uppvärmning <strong>av</strong> rötningssteget samt TS-halt i<br />

inkommande slamflöde till rötkammare.<br />

39


2 % <strong>och</strong> värmeförbrukningen blir då mer än dubbelt<br />

så hög som för anläggning D där TS-halten är ca<br />

5 %. Vid anläggning A har man haft problem med<br />

förtjockningssteget före rötning vilket alltså direkt<br />

visar sig i energiförbrukningen.<br />

Graden <strong>av</strong> värmeåtervinning <strong>vid</strong> de studerade anläggningarna<br />

varierar mellan 26 <strong>och</strong> 49 %, vilket<br />

illustreras i figur 8-2 nedan. De flesta <strong>av</strong> de studerade<br />

anläggningarna är långt ifrån de 50 % som<br />

anses uppnåbart.<br />

Anläggningarnas storlek spelar relativt stor roll i<br />

sammanhanget.<br />

Anläggningarna A, E, G, H har högst bruttovärmeförbrukning.<br />

Värmeförbrukningen varierar<br />

här mellan ca 900–1500 kWh/ton TS samt ett<br />

extremt högt värde <strong>av</strong> 2500 kWh/ton TS (som beror<br />

på pågående problem i förtjockningssteget). Tre <strong>av</strong><br />

anläggningarna är relativt små (< 30 000 pe).<br />

Som framgår <strong>av</strong> figuren är det 3 st anläggningar<br />

som inte har någon värmeåtervinning alls. Två <strong>av</strong><br />

dessa är mindre anläggningar (< 30 000 pe) <strong>och</strong> en<br />

förklaring till <strong>av</strong>saknaden <strong>av</strong> värmeåtervinning är<br />

sannolikt att möjligheterna till <strong>av</strong>sättning för biogasen<br />

är små där dessa verk är belägna.<br />

Större anläggningar har ofta haft större möjligheter<br />

till investeringar för energieffektiviseringar <strong>och</strong><br />

även större möjligheter till <strong>av</strong>sättning <strong>av</strong> biogasen.<br />

8.2 Elförbrukning<br />

Den totala elförbrukningen för slambehandling på<br />

de studerade anläggningarna varierar mellan 100<br />

<strong>och</strong> 340 kWh/ton TS in till slambehandlingen.<br />

Fördelningen mellan förtjockning, rötning <strong>och</strong> slut<strong>av</strong>vattning<br />

visas i figur 8-3 på nästa sida.<br />

Som figur 8-4 på nästa sida visar är variationerna<br />

i elförbrukning stora mellan de olika anläggningarna.<br />

Som i fallet värmeförbrukning är även här<br />

tendensen att de mindre anläggningarna har högst<br />

elförbrukning.<br />

De mindre referensanläggningarna (< 30 000 pe)<br />

förbrukar omkring 300 kWh/ton TS. Stora anläggningar<br />

(> 200 000 pe) förbrukar ca 150–200 kWh/<br />

ton TS. För mellanstora verk finns i denna studie<br />

inte tillräckligt med tillförlitliga data för att kunna<br />

bedöma förbrukningen.<br />

Anläggning H med mycket låg elförbrukning i<br />

slut<strong>av</strong>vattningssteget använder silbandspressar. Vid<br />

de flesta <strong>av</strong> de övriga anläggningarna används centrifugering<br />

som <strong>av</strong>vattningsteknik. Ändå dominerar<br />

inte <strong>av</strong>vattningsdelen elförbrukningen som man<br />

skulle kunna förvänta sig. (Anläggning E uppvisar<br />

mycket låg elförbrukning <strong>vid</strong> centrifugering men<br />

använder å andra sidan stora mängder polymer (se<br />

3000<br />

2500<br />

Netto<br />

Uppvärmning<br />

Återvunnet<br />

(*) = Uppgift saknas<br />

2000<br />

kWh/ton TS in<br />

1500<br />

1000<br />

500<br />

0<br />

(*)<br />

B C F G H I J K A D E<br />

Figur 8-2. Värmeförbrukning <strong>och</strong> värmeåtervinning (kWh/ton TS in till slambehandlingen).<br />

40


Elförbrukning (kWh/ton TS in) .<br />

400<br />

350<br />

300<br />

250<br />

200<br />

150<br />

100<br />

50<br />

Avvattning<br />

Rötning<br />

Förtjockning<br />

0<br />

A B C D E F G H I J K<br />

Figur 8-3. Total elförbrukning för slambehandlingen fördelat mellan förtjockning, rötning <strong>och</strong> <strong>av</strong>vattning (kWh/ton<br />

TS in till slambehandlingen).<br />

300<br />

Elförbrukning (kWh/ton TS) .<br />

250<br />

200<br />

150<br />

100<br />

50<br />

Slamlager<br />

Utpumpning<br />

Inpumpning<br />

Rundpumpning<br />

Omrörning<br />

0<br />

A B C D E F G H I J K<br />

Figur 8-4. Elförbrukning för rötningssteget fördelat mellan omrörning, rundpumpning in- <strong>och</strong> utpumpning samt<br />

omrörning i slamlager (kWh/ton TS in till slambehandlingen).<br />

figur 8-8)). Den dominerande andelen är i stället<br />

själva rötningssteget. Anläggning F <strong>och</strong> G har mycket<br />

hög elförbrukning här, vilket förklaras nedan.<br />

I figur 8-4 ovan redovisas fördelningen <strong>av</strong> elförbrukning<br />

i rötningssteget.<br />

Figuren visar att rundpumpningen är den helt<br />

dominerande energiförbrukaren <strong>vid</strong> de flesta anläggningar<br />

i denna studie (7 <strong>av</strong> 11) <strong>och</strong> att omrörningen<br />

– något förvånande – ger ett relativt litet bidrag till<br />

den totala elförbrukningen. Anläggning F har enbart<br />

rundpumpning för omblandning i rötkammaren <strong>och</strong><br />

anläggning G har mycket högt cirkulationsflöde i<br />

rötkammaren (äldre praxis <strong>vid</strong> dimensionering).<br />

Resultaten indikerar att den fokus som ofta läggs<br />

på installerad eleffekt <strong>vid</strong> upphandling <strong>av</strong> nya omrörningssystem<br />

till rötkammare bör kompletteras<br />

med ökad uppmärksamhet på rundpumpningen.<br />

Överhuvudtaget kan det löna sig att lägga stor omsorg<br />

på omrörnings- <strong>och</strong> uppvärmningssystemet i<br />

rötkammaren.<br />

41


Anläggning C uppvisar mycket låg eleffekt för omrörning.<br />

Denna anläggning har gasomrörning, vilket<br />

generellt ger högre elförbrukning än propelleromrörare.<br />

Dock är utrötningsgraden låg (se figur 8-5)<br />

<strong>och</strong> det verkar sannolikt att omrörningen är otillräcklig.<br />

Även anläggning D har låg eleffekt för omrörning<br />

men rundpumpar mer <strong>och</strong> uppnår därmed<br />

bättre nedbrytningsgrad.<br />

8.3 Rötning<br />

För rötningssteget kan vissa nyckeltal tas fram utöver<br />

värme- <strong>och</strong> elförbrukning. Dessa gäller framförallt<br />

nedbrytningen. För de studerade anläggningarna<br />

varierar den beräknade nedbrytningsgraden mellan<br />

39 <strong>och</strong> 63 %. Ingen direkt koppling mellan nedbrytningsgrad<br />

<strong>och</strong> uppehållstid kan ses.<br />

För anläggning D med endast 11 dagars uppehållstid<br />

förklaras den höga nedbrytningsgraden <strong>av</strong><br />

den termofila driften. I övrigt går det dock inte att<br />

utläsa någon skillnad mellan termofila <strong>och</strong> mesofila<br />

anläggningar med <strong>av</strong>seende på nedbrytningsgrad.<br />

Vad gäller nedbrytningsgraden <strong>och</strong> gasproduktion<br />

är det erfarenhetsmässigt svårt att få materialbalansen<br />

över en rötningsprocess att gå ihop. Gasproduktionen<br />

visar antingen högre eller lägre nedbrytningsgrad<br />

än vad som kan beräknas utifrån nedbruten mängd<br />

TS eller VS (organiskt innehåll i TS). Detta kan<br />

även illustreras i denna studie genom att redovisa<br />

gasproduktionen di<strong>vid</strong>erat med den beräknade<br />

mängden VS som brutits ned.<br />

I figur 8-6 på nästa sida framgår att gasutbytet beräknat<br />

utifrån angivna data varierar mellan 0,6 <strong>och</strong><br />

2,0 Nm 3 /kg VS nedbr <strong>vid</strong> referensanläggningarna. De<br />

extremt låga <strong>och</strong> höga värdena i detta spann faller<br />

utanför ramarna för vad som är teoretiskt möjligt att<br />

uppnå. Denna siffra ligger generellt mellan 0,8 <strong>och</strong><br />

1,1 Nm 3 /kg VS nedbr . Värden utanför dessa ramar är<br />

ovanliga, men mindre variationer kan förekomma<br />

t.ex. <strong>vid</strong> rötningsanläggningar som tar emot stora<br />

mängder fettrikt material.<br />

Bland anläggningarna i denna studie förekommer<br />

också de högre värdena där man samrötar med organiskt<br />

<strong>av</strong>fall (t.ex. fett från fett<strong>av</strong>skiljare) <strong>och</strong> sannolikt<br />

har man också ett relativt högt utbyte här, dock<br />

inte så högt som mätdata indikerar. Såväl de extremt<br />

höga som de extremt låga värdena på gasutbytet<br />

beror sannolikt på brister i provtagningsrutinerna<br />

<strong>och</strong>/eller dåligt kalibrerad gasmätare.<br />

Det är viktigt att vara mycket noggrann med<br />

framförallt provtagning på ingående <strong>och</strong> utgående<br />

slam till <strong>och</strong> från rötkammaren så att dessa prover<br />

blir representativa <strong>och</strong> därmed rättvisande. Provtagning<br />

bör framför allt göras som ett samlingsprov<br />

<strong>och</strong> inte stickprov (stickprov är dock tyvärr den<br />

metod som vanligtvis används <strong>vid</strong> många anläggningar).<br />

Uppehållstid (dygn), Nedbrytningsgrad (%) .<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

Uppehållstid (d)<br />

Utrötningsgrad (%)<br />

A B C D E F G H I J K<br />

Figur 8-5. Uppehållstid <strong>och</strong> utrötningsgrad för de olika anläggningarna.<br />

42


2,5<br />

(*) Uppgift saknas<br />

2<br />

Nm 3 /kg VS nedbrutet .<br />

1,5<br />

1<br />

0,5<br />

0<br />

(*)<br />

A B C D E F G H I J K<br />

Figur 8-6. Gasutbytet <strong>vid</strong> referensanläggningarna.<br />

8.4 Polymerförbrukning<br />

Polymerförbrukning utgör en ofta inte försumbar del<br />

<strong>av</strong> driftkostnaderna för slambehandlingen. I denna<br />

studie visar det sig, liksom tidigare känt, att polymerförbrukningen<br />

både för förtjockning <strong>och</strong> <strong>av</strong>vattning<br />

varierar kraftigt.<br />

Figur 8-7 nedan visar polymerförbrukning <strong>och</strong> uppnådd<br />

TS-halt i förtjockningssteget <strong>vid</strong> referensanläggningarna.<br />

Jämförelse mellan anläggning D <strong>och</strong><br />

F illustrerar de variationer som uppträder. I båda<br />

anläggningarna nås ca 5 % TS-halt på det förtjockade<br />

slammet men med en faktor 3 i skillnad i<br />

polymerförbrukning (anläggning F använder endast<br />

gr<strong>av</strong>itationsförtjockare medan anläggning D använder<br />

en kombination <strong>av</strong> siltrumma <strong>och</strong> gr<strong>av</strong>itationsförtjockare).<br />

Jämförelse <strong>av</strong> polymerförbrukning <strong>vid</strong> slut<strong>av</strong>vattningen<br />

mellan de studerade anläggningarna leder<br />

8<br />

8<br />

TS-halt (%) .<br />

7<br />

6<br />

5<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

Polymerförbrukning<br />

TS-halt<br />

(*) Uppgift saknas<br />

(**) Använder ej polymer<br />

(***) Förtjockar ej<br />

(**) (**) (*)<br />

(**) (**) (***)<br />

A B C D E F G H I J K<br />

7<br />

6<br />

5<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

Polymerförbrukning (kg/ton ts) .<br />

Figur 8-7. Polymerförbrukning <strong>och</strong> uppnådd TS-halt <strong>vid</strong> förtjockning.<br />

43


till samma slutsats som för förtjockningen, nämligen<br />

att variationen är stor <strong>och</strong> att polymertillsatsen i står<br />

i direkt relation till <strong>av</strong>vattningsresultatet (se figur<br />

8-8 nedan).<br />

Flera <strong>av</strong> anläggningarna når TS-halter på omkring<br />

30 % vilket får anses som mycket bra.<br />

Inget samband har heller kunnat ses mellan nedbrytningsgrad<br />

<strong>och</strong> TS-halt efter <strong>av</strong>vattning.<br />

9 Sammanfattande<br />

slutsatser<br />

Sammanfattningsvis kan följande konstateras när det<br />

gäller slambehandling <strong>vid</strong> svenska <strong>av</strong>loppsreningsverk<br />

i dagsläget:<br />

Det finns stora möjligheter till energibesparingar<br />

i slambehandlingen <strong>vid</strong> svenska <strong>av</strong>loppsreningsverk,<br />

såväl el som värme. Störst besparingspotential<br />

förefaller finnas <strong>vid</strong> de små <strong>och</strong> medelstora<br />

<strong>av</strong>loppsreningsverken.<br />

Förutsättningarna för att nyttja biogasen har<br />

ändrats markant det senaste decenniet <strong>och</strong> biogas<br />

är nu på många ställen ett eftertraktat bränsle.<br />

Detta innebär att drivkrafterna för att genomföra<br />

energibesparande åtgärder kraftigt har ökat.<br />

Stora variationer finns vad gäller energiförbrukningen<br />

<strong>vid</strong> slambehandlingen <strong>och</strong> många anläggningar<br />

är inte optimalt utformade. Små anläggningar<br />

har generellt sett högre specifik energiförbrukning<br />

<strong>av</strong> såväl värme som el.<br />

Elförbrukningen <strong>vid</strong> de studerade anläggningarna<br />

uppgår till:<br />

º Stora anläggningar (> 200 000 pe)<br />

150–200 kWh/ton TS<br />

º Små anläggningar (< 30 000 pe)<br />

300 kWh/ton TS<br />

Rötningssteget utgör i de flesta fall den dominerande<br />

elförbrukaren <strong>vid</strong> slambehandlingen. Vid rötningen<br />

är det elförbrukningen för rundpumpning som dominerar.<br />

Värmeekonomin <strong>vid</strong> många anläggningar är inte<br />

optimal <strong>och</strong> under förutsättning att <strong>av</strong>sättning<br />

finns för biogasen kan förbättringsåtgärder löna<br />

sig mycket väl. De främsta orsakerna till dålig<br />

värmeekonomi är:<br />

º Dålig värmeåtervinning i rötningssteget (ofta<br />

0–30 %). 40–50 % värmeåtervinning bör<br />

kunna uppnås med befintlig teknik. Värmepumpsinstallation<br />

medger att så gott som all<br />

värme återvinns <strong>och</strong> kan vara ett alternativ<br />

för många anläggningar.<br />

º Dåligt isolerade rötkammare, vilket kan åtgärdas<br />

med tilläggsisolering.<br />

º Låg biogasproduktion p.g.a. störningar i rötningsprocessen<br />

(se nedan).<br />

35<br />

30<br />

Polymer<br />

TS<br />

(*) Uppgift saknas<br />

12<br />

10<br />

TS (%) i <strong>av</strong>vattnat slam .<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

8<br />

6<br />

4<br />

2<br />

Polymer (kg/ton TS) .<br />

(*)<br />

0<br />

A B C D E F G H I J K<br />

Figur 8-8. Polymerförbrukning <strong>vid</strong> slut<strong>av</strong>vattning.<br />

0<br />

44


Förekomst <strong>av</strong> filamentbakterier är ett stort problem<br />

<strong>vid</strong> många anläggningar som ger upphov<br />

till både problem i driften <strong>och</strong> stora följdproblem<br />

med dålig <strong>av</strong>vattning <strong>och</strong> höga kostnader för omhändertagande<br />

<strong>av</strong> slammet. <strong>Problem</strong>et är speciellt<br />

framträdande <strong>vid</strong> kvävereningsverk (långa uppehållstider)<br />

<strong>och</strong> kan därmed förmodas öka då fler<br />

verk i Sverige nu kan komma att omfattas <strong>av</strong> ökande<br />

kvävereduktionskr<strong>av</strong>. Ett flertal sätt att hantera<br />

problemet finns idag men någon tillförlitlig<br />

metod finns ännu inte att tillgå vare sig i Sverige<br />

eller internationellt. Enskilda VA-anläggningar<br />

kan inte förväntas lösa detta (även om många<br />

hanterar problemet på ett utmärkt sätt). Det som<br />

i första hand krävs här är mer forskning <strong>och</strong> utvecklingsarbete<br />

i nära samarbete med branschen.<br />

Kopplingen mellan slut<strong>av</strong>vattningen <strong>och</strong> övriga<br />

processer är mycket tydlig <strong>och</strong> <strong>av</strong>vattningsresultatet<br />

kan ofta fungera som en indikator på hur<br />

verkets övriga processer fungerar. Processtörningar<br />

eller dåligt utformade processer visar sig ofta<br />

direkt i ett mer svår<strong>av</strong>vattnat slam. Isolerade åtgärder<br />

på <strong>av</strong>vattningen kan därför visa sig verkningslösa<br />

ifall övriga processer <strong>vid</strong> verket samtidigt<br />

fungerar dåligt <strong>och</strong> det är därför väsentligt att<br />

anlägga ett helhetsperspektiv.<br />

Kvaliteten på den maskinella utrustningen i<br />

branschen är i allmänhet alltför låg. Speciellt är<br />

många maskinkomponenter – <strong>och</strong> ledningar –<br />

alltför klent dimensionerade. Fokuseringen på låga<br />

investeringskostnader resulterar många gånger i<br />

höga drift- <strong>och</strong> underhållskostnader <strong>och</strong> låg livslängd<br />

på utrustningen. Totalt sett blir kostnaderna<br />

på sikt ofta högre än om man initialt valt en dyrare<br />

utrustning <strong>av</strong> högre kvalitet. Att få till stånd<br />

kostnadseffektiva system kräver en attitydförändring<br />

i branschen. Med fördel kan man här snegla<br />

på industrisektorer med höga kr<strong>av</strong> på leveranssäkerhet<br />

för sina produkter <strong>och</strong> därmed på tillgängligheten<br />

för maskinkomponenterna. Inom<br />

industrin finns även väl utvecklade standarder som<br />

kan användas <strong>vid</strong> upphandling <strong>av</strong> utrustning.<br />

Kunskaps- <strong>och</strong> ambitionsnivån varierar kraftigt<br />

<strong>vid</strong> olika anläggningar. Ett utökat kunskaps- <strong>och</strong><br />

erfarenhetsutbyte förefaller nödvändigt för att öka<br />

medvetenheten kring slam- <strong>och</strong> energifrågor,<br />

förslagsvis via riktade utbildningsseminarier <strong>och</strong><br />

workshops. I sådana sammanhang kan olika ”goda<br />

exempel” lyftas fram från de anläggningar som<br />

ägnat mycket tid åt denna typ <strong>av</strong> frågor <strong>och</strong> genomfört<br />

olika förbättringsåtgärder.<br />

45


Referenser<br />

Frost R. (1983). How to design sewage sludge pumping systems. Technical Report<br />

TR 185. Water Research Centre.<br />

Hydraulic Institute (2001). Effects of Liquid Viscosity on Rotodynamic (Centrifugal<br />

and Vertical) Pump Performance. Draft: Working Document.<br />

Martins AM, Pagilla K, Heijnen JJ & van Loosdrecht MC (2004). Filamentous<br />

bulking sludge – a critical review. Wat. Res. 38, s. 793-817.<br />

SEK (Svenska elektriska kommissionen) (2000). Klassning <strong>av</strong> explosionsfarliga<br />

områden. SEK Handbok 426. Utgåva 2.<br />

SRVFS (Statens räddningsverks författningssamling) (2004). Statens räddningsverks<br />

föreskrifter om explosionsfarlig miljö <strong>vid</strong> hantering <strong>av</strong> gaser <strong>och</strong> vätskor.<br />

SRVFS 2004:7.<br />

Svenska kommunförbundet. (1989). Avloppsteknik. Kompendium. Häfte nr 5:<br />

slambehandling.<br />

VAV (Svenska vatten <strong>och</strong> <strong>av</strong>loppsverksföreningen) (1981). Rötning <strong>av</strong> kommunalt<br />

slam. VAV P42.<br />

VAV (Svenska vatten <strong>och</strong> <strong>av</strong>loppsverksföreningen) (1984). Slamhantering <strong>vid</strong><br />

kommunala <strong>av</strong>loppsreningsverk. VAV P51.<br />

Whitlock & Sellgren (2003). Pumping of simulated paste-like sludge with a modified<br />

pump. Bilaga 3 i VA-Forsk rapport nr 2003-29.<br />

46


Bilaga A: Exempel på uppföljningsmall<br />

för driften <strong>vid</strong> <strong>av</strong>loppsreningsverk<br />

ÖREBRO ARV<br />

KONTROLL RÖTKAMMARDRIFT<br />

Sammanställning <strong>av</strong> mät -<strong>och</strong> analysdata<br />

Månad År<br />

Maj 2004<br />

Ingående faser m 3 /dygn % TS kgTS/dygn % VS kgVS/dygn<br />

Slam från förtjockarmaskin 211,0 7,3 15 403 74,0 11 398<br />

Slam från ext.lager 1 21,0 14,0 2 940 45,0 1 323<br />

Slam från ext.lager 2 0,0 0 0,0 0<br />

Slam från ext.lager 3 31,5 2,0 630 70,0 441<br />

Summa ingående faser 263,5 7,2 18 973 47,3 13 162<br />

Utgående faser m 3 /dygn % TS kgTS/dygn % VS kgVS/dygn<br />

Rötslam från rötkammare 263,5 3,6 9 486 57,0 5 407<br />

Gas 7 703 m 3 /dygn 6,0 kWh/m3 0,31 kr/kWh 14 328 kr/dygn<br />

46 218 kWh/dygn<br />

Nedbruten VS 7 755 kgVS/dygn<br />

Gasproduktion 1,0 m 3 /kg nedbr. VS<br />

Nedbrytningsgrad 58,9<br />

Uppehållstid 22,8 dygn<br />

Belastning 3,2 kgTS/m 3 ,d Tot RK-volym 6000 m 3<br />

Belastning 2,2 kgVS/m 3 ,d Tot RK-volym 6000 m 3<br />

Temp ing. slam efter VVX 14,9 o C<br />

Medeltemp. rötslam cirk. 37,0 o C<br />

Temp. Ute 13,9 o C<br />

Energiförb. uppvärmning RK<br />

uppmätt<br />

5 900,0 kWh/dygn verkn.grad 0,9 0,3 kr/kWh 2 032 kr/dygn<br />

Energiförb. uppvärmning RK 7 768 kWh/dygn<br />

teoretisk vinter<br />

Energiförb. uppvärmning RK 7 228 kWh/dygn<br />

teoretisk sommar<br />

Energiförb. omrörare 180 kWh/dygn 0,5 kr/kWh 90 kr/dygn<br />

Energiförb. cirk.pump 240 kWh/dygn 0,5 kr/kWh 120 kr/dygn<br />

Energiförb. Totalt 6 320 kWh/dygn<br />

Energifaktor prod/förbr<br />

energi<br />

7,3<br />

Intäkter 14 328 kr/dygn<br />

Kostnader 2 242 kr/dygn<br />

Överskott 12 085 kr/dygn<br />

Kostnadsfaktor intäkter/<br />

kostnader<br />

6,4<br />

47


<strong>Problem</strong> <strong>och</strong> <strong>lösningar</strong> <strong>vid</strong> <strong>processoptimering</strong> <strong>av</strong> rötkammardriften <strong>vid</strong> <strong>av</strong>loppsreningsverk<br />

Box 47607 117 94 Stockholm<br />

Tfn 08 506 002 00<br />

Fax 08 506 002 10<br />

E-post svensktvatten@svensktvatten.se<br />

www.svensktvatten.se

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!