Stadig flere norske renseanlegg får strengere krav til utslipp. Spørsmålet blir da hvilke prosesser vil fungere best i forhold til kravene, samtidig som gjenvinning av de ressursene som faktisk finnes i avløpsvann blir mulig, og helst kaster verdier av seg.
Gjødselprodukt
IVAR IKS og sørvestlandet forøvrig har ikke har hatt de samme kravene til rensegrad som østlandet, da resipienten betegnes som mindre følsom ihht forurensingsforskriften. Likevel har man tidlig tenkt langsiktig og lagt til rette for å utnytte ressursene i avløpsvannet.
– Det er flere år siden vi begynte se etter muligheter for å skape verdier fra avløpsvann. I dag er hovedspørsmålet for oss hva som er mulig å produsere av verdier og hvordan vi skal investere, naturligvis innenfor de krav som vi forventer vil komme til utslipp, sier Mari Egeland, prosessingeniør ved IVAR IKS sentralanlegg til VANytt.
Foruten biogass produserer IVAR, i da i samarbeid med Terramarine, et kommersielt gjødselprodukt basert på tørket restslam. På gjødselfabrikken kan det tilsettes urea, kalium og eventuelle andre substrater etter behov for å få en balansert gjødsel. Dette styres ut i fra hvilket gjødselprodukt som blir produsert. IVAR har ansvar for produksjon og kvalitetssikring, mens Terramarine tar seg av markedsføring og distribusjon. Gjødselproduksjonen på SNJ bidro til at IVAR IKS nylig mottok Norsk Vanns Bærekraftpris for 2022.
Framsynt
Jakten på ressurser i avløpsvann var en av grunnene til at man i forbindelse med utvidelse av anlegget allerede i 2017 hadde lagt om designet på Sentralrenseanlegg Nord-Jæren (400 000 p.e.) (SNJ). Selv om man ikke hadde krav hverken til fosfor- eller nitrogenfjerning, ble renseprosessen lagt om fra kjemisk til mekanisk-biologisk, med forfiltrering og aktivt slam med Bio-P.
– Det var flere årsaker til at dagens løsning ble valgt. Først og fremst skulle vi overholde krav om sekundærrensing. I tillegg ønsket vi å ta ut primærslam for å redusere luftbehovet i det biologiske rensetrinnet. Vi ville også tilrettelegge for Bio-P med tanke på fosforgjenvinning, gjødselproduksjon og naturligvis eventuelle fremtidige rensekrav, forklarer Egeland.
Ønske om fosfor
Under prosjekteringen vurderte man det som sannsynlig at det kunne komme krav om P-fjerning i løpet av “levetiden” til anlegget. Selv om IVAR ikke har bygget prosesstrinn for fosforgjenvinning har man lagt til rette for dette gjennom valg av renseprosess. Fordi SNJ ikke har krav om P-reduksjon driftes anlegget i dag som et rent Bio-P anlegg, uten støttefelling.
– Vi hadde et ønske om å gjenvinne fosfor fra avløpsvannet på sikt – å utnytte potensiale for struvitt-felling i slam eller på rejektstrømmer. Videre var det naturlig å legge til rette for mulig plantetilgjengelig fosfor i slammet (ikke bundet til fellingskjemikalier), nettopp siden vi selger jordprodukter og tenker kretsløp, sier Egeland.
Sedimentering
Ved SNJ har man brukt en god del ressurser på optimaliserning. Spørsmålet man stiller seg er om kan nå et framtidig krav om f.eks. mer enn 70 % P-fjerning uten å gjøre større utbedringer i sedimenteringsbassengene.
– Jeg er usikker på hvor mye man kan oppnå med optimalisering/fokus på kun Bio-P med aktiv slam, og hvor mye vi kunne fjernet i gjennomsnitt uten støttefelling. Dersom vi sammenligner med renseresultater fra Vik RA, ett av våre andre Bio-P anlegg, ser jeg at P-fjerningen ved Vik er relativt stabil året rundt. Ved Sentralanlegget er det imidlertid større variasjon. Hovedutfordringen ved SNJ er lange rektangulære sedimenteringsbassenger og en slamtransport som ikke er effektivt nok til å unngå P-frigjøring fra slam ved anaerobe forhold i sedimenteringsbassengene. Vi måler P-konsentrasjoner < 0,5-1 mg/l ut av aerob sone, men > 2 mg/l i utløpet. Vik RA (70 000 p.e.) har sirkulære sedimenteringsbassenger og her har hatt ca. 75 % P-fjerning i snitt siste 5 år, men det er heller ikke P-krav her, så fokuset i forhold til drift er fortsatt fjerning av organisk materiale.
Energi til biogass
I forbindelse med ombyggingen av SNJ ble det installert filteranlegg oppstrøms biologisk rensetrinn. Dette reduserer både energiforbruk til lufting i biologien, og gir mer slam til biogassproduksjon.Beregninger viser at det er en del energi å hente (hovedsakelig i form av økt biogass) dersom SS-fjerningen i primærrensingen økes fra 50 til 70-80 %.
– Med tanke på ressursgjenvinning er det gjerne mer hensiktsmessig å ta ut mest mulig primærslam, da ca. halvparten av det organiske materialet som kommer inn til det biologiske rensetrinnet ellers ville blitt omdannes til CO2, og gått ut i atmosfæren, forteller Egeland.
Fermentering
Å fjerne en stor andel primærslam kan ha betydning for P-fjerningen i biotrinnet.
– Som kjent må bakterier ha tilgang på lett nedbrytbart karbon for å ta opp fosfor, så satser vi videre på Bio-P med påfølgende struvittfelling, må slamuttak i filteranlegg balanseres mot bakterienes behov. Løst karbon vil jo gå gjennom filtrene uansett, men vi har diskutert muligheten for å tilrettelegge for fermentering av primærslam dersom det skulle være behov for ekstra substrat.
– Sekundærkravet (KOF/BOF) overholder vi med gode marginer, men slik anlegget står nå hadde vi hatt behov for støttefelling for å innfri et eventuelt fosforkrav, om det skulle ha kommet, sier Egeland.
Satset riktig
Med tanke på rensekrav og et ønske om å gjenvinne ressurser fra avløpsvannet, er IVAR godt fornøyde med valgene i forbindelse med ombyggingen
– Grunnlaget for valg av løsning er jo fortsatt like aktuelt i dag som da prosjekteringen av nytt anlegg startet. I forhold til sekundærrensingen innfrir vi nå kravene med god margin – med et snitt på over 90 % BOF-fjerning i 2022. I etterpåklokskapens lys skulle sedimenteringen vært utformet på en annen måte for å få til god Bio-P. Så gjenstår det å se om vi kommer til å utbedre anlegget for økt P-fjerning og gjenvinning i framtiden, dette blir en helthetlig vurdering basert på rensekrav, potensiale for P-opptak i biologisk rensetrinn, og potensiale for P-gjenvinning i from av struvitt. I forbindelse med dette arbeidet er IVAR med i EU-prosjektet Wider Uptake, som en av fem Demo Case’er som ser på ressursgjenvinning fra avløpsvann, avslutter Egeland.
* IVAR IKS er et interkommunalt selskap,vmed formål å anlegge og drive kommunaltekniske fellesanlegg for vann, avløp og renovasjon. IVARs visjon er: Et samfunn der ingenting går til spille. IVAR er allerede med på å løse et viktig samfunnsoppdrag innen vannforsyning, avløpsrensing og renovasjonstjenester. IVAR eies av flere kommuner. IVAR eies av tolv kommuner: Stavanger, Sola, Sandnes, Gjesdal, Hå, Time, Strand, Hjelmeland, Kvitsøy, Randaberg, Klepp og Suldal, med et samlet innbyggertall på rundt 360.000.
