Evaluation of Biological Hydrolysis Pre-treatment and the Biogas Potential of Sludge from Compact Waste Water Treatment

Sammanfattning: Med anledning av de ökande utsläppskraven för avloppsreningsverk kommer ökade resurser i form av elektricitet och kemikalier att krävas om dagens teknologi ska användas även i fortsättningen. Följaktligen undersöks för tillfället mer effektiva metoder, vilka tillåter inte bara rening av avloppsvattnet utan även erbjuder en möjlighet att ta tillvara på de resurser som finns i avloppsvattnet. En resurs av särskilt intresse för den här studien är det organiska materialet, vilket kan användas för produktion av förnyelsebar energi. Ett innovativt kompakt avloppsreningskoncept utvärderas för närvarande i forskningsprojektet ”Den varma och rena staden”. En pilotanläggning har installerats på Källby avloppsreningsverk i Lund, bestående av ett trumfilter följt av ett membran för mikrofiltrering och ett biomimetiskt membran för osmos. Syftet med det nya konceptet är att det ska ersätta försedimenteringen och det aktiva slamsteget på ett konventionellt avloppsreningsverk. En av fördelarna med detta koncept är en ökad avskiljning av organiskt material från avloppsvattnet till sidoströmmarna som genereras. Genom ytterligare tillsats av fällningskemikalier, kan avskiljningsgraden för suspenderade partiklar och fosfor ökas ytterligare. I denna studie har sidoströmmarna som genereras av trumfiltret och mikrofiltreringsmembranet utvärderats med hänsyn till deras lämplighet för anaerob rötning. Genom satsvisa rötförsök har metanpotentialen för trumfilterslammet med och utan kemisktförbättrad förbehandling jämförts med den för det konventionellt genererade slammet på Källby avloppsreningsverk. Vidare, för att öka lösligheten av organiskt material och genom detta även biogasproduktionen har dessutom möjligheten att använda biologisk hydrolys som förbehandlingssteg innan den anaeroba rötningen utvärderats. Resultaten från de satsvisa rötförsöken med obehandlat respektive kemiskt förbehandlat trumfilterslam visade en högre metanpotential än det motsvarande konventionella blandslammet som för tillfället rötas i rötkamrarna på Källby avloppsreningsverk. En ännu högre metanpotential uppnåddes när biologisk hydrolys tillämpades som förbehandling av det råa respektive kemiskt förbehandlade trumfilterslammet. Förutom högre metanpotentialer för trumfilterslammet, påvisades även en snabbare metanproduktion för trumfilterslammet i början av de satsvisa rötförsöken. Vidare ledde användningen av biologisk hydrolys som förbehandlingssteg även till en ökad löslighet av de organiska materialet i slammet från den kompakta avloppsreningsprocessen. Specifikt ökade den uppmätta mängden av lättflyktiga fettsyror, vilket är en viktig komponent i produktionen av metan, och bidrog till en ökad metanpotential i de satsvisa rötförsöken. Dessutom visade sig, genom mätningar av slamvolymindexet, både trumfilterslammet och retentatet från membranet för mikrofiltrering möjligt att förtjocka även om ytterligare analyser och tester krävs för att fastställa vilken metod som är den mest lämpade. Ytterligare undersökningar krävs även för att utvärdera metanpotentialen för slammet som framställs från de olika konfigurationerna för den kompakta pilotanläggningen för rening av avloppsvatten.