I forbindelse med krav om nitrogensrensing har mange kommuner valgets vanskeligheter ved oppgradering av sine anlegg med nye renseprosesser. Et viktig mål for mange er å redusere kjemikaliebruken, som både reduserer driftskostnadene og åpner opp for at restslammet vil inneholde mer plantetilgjengelig fosfor enn tradisjonelle anlegg. Dermed blir det enklere å få omsatt slammet uten for store kostnader, enn si mulige inntekter.
Flere veier
Aktuelle alternativer som for tiden vurderes av flere er aktivslamprosess (Bekkelaget RA), MBBR anlegg (Gardermoen RA) med tilsetting av karbonkilder eller den nye norske HIAS-prosessen, en MBBR-versjon med biologisk fosforfjerning som gir muligheter for fosforgjenvinning ved struvitt-utfelling.
Etter at samarbeidet med Fredrikstad kommune havarerte har Sarpsborg jobbet på spreng med prosessløsningen man valgte i forprosjektfasen, og man er allerede på overtid i forhold til tidsrammene man opprinnelig har fått fra Statsforvalteren. Kommunen har derfor søkt om utsettelse for å få et nytt og tidsriktig renseanlegg på plass, og etter planen og i pakt med forhåpentligvis ny frist skal nye Alvim RA være i drift i løpet av 2026.
MBR
Prosessløsningen som Norconsult prosjekterer er en såkalt MBR – prosess. Det står for Membran Biological Reactor. Det omfatter aktivslam bassenger der membraner er neddykket og dermed er en integrert del. Bakteriene i aktivslam setter seg i slamfnokker, som holdes sammen av biopolymerer som bakteriene selv produserer. Det betyr også at vannet mellom disse slamfnokkene er helt rent, hvor det i motsetning til biofilmprosesser, som for eksempel MBBR, dermed er gunstig å separere dette rene vannet med membraner og helt uten bruk av kjemikalier.
I aktivslamprosessen oppnår man biologisk fosforfjerning, fjerning av organisk stoff og nitrogen (ved nitrifikasjon/denitrifikasjon) på helt konvensjonelt vis, og membranene er neddykket i en del av det luftede (aerobe) volumet. De øvrige volumene er bygget opp av anaerobe volumer for biologisk fosforfjerning, anoksiske volumer for denitrifikasjon og aerobe volumer for nitrifikasjon. Det nitrifiserte vannet resirkuleres til denitrifikasjonstrinnet og anlegget er derfor et fordenitrifikasjonsanlegg.
Konsentrert
Membranene fungerer best med høye konsentrasjoner av aktivslammet og ved resirkulasjon av slammet fra membrantankene tilbake til de øvrige prosesstankene (på samme måte som returslampumping fra konvensjonelt sedimenteringsbasseng for aktivslamseparasjon). På grunn av membranene kan slamkonsentrasjonen bli 2-3 ganger høyere enn i konvensjonelle aktivslamanlegg, noe som gjør anlegget like kompakt som MBBR-anleggene.
Dessuten gir MBR-prosessen mulighet for å kunne variere biomassen (slamkonsentrasjonen) i anlegget og dermed oppnå stor fleksibilitet i forhold til belastningsendringer, temperaturendringer osv. noe som ikke er mulig i MBBR-anlegg da biomassen er fast (sitter på bæremediet).
Det rensede vannet fra membranene er så og si partikkelfritt når det ledes ut i Glomma. En tilleggseffekt er at vannet kan brukes direkte som internt prosessvann i anlegget. Det interne vannbehovet er på ca. 70 000 kubikkmeter pr år, og man regner med å dekke over 90 % av dette ved å bruke nettopp renset avløpsvann.
Platemembraner
Membrantrinnet på Alvim RA består av 8 kammer med nedsenkede membraner. Dette er platemembraner av typen Alfa Laval hollow sheet. Membranene filtrerer her ut renset vann og er dermed med på å oppkonsentrere slammet i prosessen. Dette slammet vil under drift ligge på en slamkonsentrasjon (suspendert stoff) på 0,8-1,2 % eller 8-12 kg SS pr. m3. Det er en delstrøm av dette slammet som sendes tilbake til de foregående trinnene i aktivslamprosessen.
– Fordelen med dette er at vi kan vi oppnå tilfredsstillende nitrogenrensing med langt mindre volumer enn det som har vært vanlig, vi snakker om en tredjedel av tradisjonelle volumbehov. I tillegg bygges aktivslambassengene dypere enn tradisjonelle anlegg, for å få plass til biotrinnet på et begrenset areal, forteller prosjekteringsgruppeleder Lars Magnussen ved Norconsult, som har ansvaret for dimensjonering og detaljprosjektering av aktivslamprosessen
Mindre kjemikaliebruk
I stort regner man denne typen aktivslamprosess å bruke langt mindre kjemikalier til fjerning av fosfor enn det som brukes i typiske norske MBBR-anlegg.
– Det er snakk om en mindre del av fosforet i avløpsvannet som vi må ta ut med fellingsmidler og vi regner med å dosere så lite som ca. 25 gram pr m3 vann (fellingsmiddel PAX). Fellingsmidlet doseres simultant i aktivslamprosessen. Det kjemisk bundne fosforet ender opp i slammet, forklarer Magnussen.
I dagens kjemiske fellingsprosess doseres det til sammenlikning ca. 220-240 gram pr. m3 vann.
Struvitt
Fordi man får mer fosfor bundet til det organiske slammet oppnår man å få til en effektiv utfelling av fosfor i form av struvitt. Dette utvinnes fra rejektvannet som kommer fra sentrifugene.
– Vi forventer en årsproduksjon på ca. 170 tonn struvitt med et fosforinnhold på ca. 21 tonn, noe som utgjør 35-40 % av det totale fosforet som finnes i avløpsvannet. I tillegg kan man regne med en høyere andel plantetilgjengelig fosfor i restslammet enn det som er vanlig. Her forventer vi at ca. 90 % av fosforet vil være biologisk tilgjengelig og ikke kjemisk bundet. Dette gjør slammet langt mer attraktivt for landbruk, grøntarealer osv. forteller Lars Magnussen.
Slammet som produseres i vannbehandlingsprosessene, skal som i dagens anlegg, brukes til biogassproduksjon. Biogassen omdannes til elektrisk energi og varme i en gassmotor. Av andre energikilder så skal det gjenvinnes varme fra avløpsvannet, elektrisk energi fra solceller og elektrisk energi fra mikrokraftturbin på utløpsvannet til Glomma.
