A study of the temperature influence on biological nitrogen reduction

Abstract

Sverige och dess avloppsreningsverk har, tillsammans med andra baltiska länder, problem med att uppfylla de reningskrav som finns angående utsläppen av kväve i de sjöar och hav. Att höja temperaturen i den biologiska kvävereningen är ett tänkbart alternativ för att förbättra reningen även under den årstiden då inkommande vatten är som lägst. Hammarby Sjöstadsverk har tillsammans med Oskarshamns Kommun tagit fram ett projekt kallat ITEST, Increased Technology and Efficiency in Sewage Treatment, där projektets huvudsakliga uppgift är att studera hur temperaturen påverkar den biologiska kvävereningsprocessen. Tillsammans med projektet har syftet med detta examensarbete varit att studera hur temperaturen, samt andra viktiga faktorer, påverkar den biologiska kvävereningen, och då framförallt nitrifikationen. Målet har varit att genomföra tester i en försöksanläggning i pilot-skala och att genomföra en litteraturstudie om temperaturens påverkan på kvävereningen samt kvävets påverkan på miljön i samhället. Projektet utfördes på Sjöstadsverket där en pilotanläggning med två opererande linjer hade satts upp. I den ena linjen reglerades temperaturen och den andra linjen agerade referenslinje. Prover och analyser har gjort från de båda linjerna, där kvävefraktionerna ammonium, nitrat och totalkväve har studerats. Temperaturens inverkan på denitrifikationen samt nitrifikationen har därefter studerats och diskuterats. Resultatet av litteraturstudiearbete visar att kvävereduktionen är beroende av temperaturen och att det bör vara möjligt att öka kvävereduktionen genom att höja temperaturen för den biologiska kvävereningsprocessen. Dock kunde ingen tydlig slutsats dras från de försök i testanläggningen som gjordes. Kvävereningen i de båda linjerna visade ett relativt liknande resultat trots temperaturskillnaden. Troligtvis var denna temperaturskillnad för liten för att ett tydligt resultat skulle kunna urskiljas.Sweden and its municipal wastewater treatments plants, has as other Baltic countries, problem meeting the requirement on nitrogen compounds discharged via municipal wastewater. Raising the temperature of the wastewater, in the biological nitrogen removing process, is a possible alternative in order to achiev a higher reduction efficiency during the cold season when the wastewater has a bad cleaning outcome because of the low temperature. Hammarby Sjöstadsverk has, together with Oskarshamns municipality, developed a project named ITEST,-( Increased Technology and Efficiency in Sewage Treatment), where the project is based on studying the temperature influence on the biological nitrogen reduction process. The aim with this thesis, has been to study how the temperature, but also other important factors, influence the biological nitrogen reduction process, and then mainly the nitrification process. The main objective has been to run tests in a pilot plant and to do a literature review about the temperature influence on the nitrogen reduction process and the influence on the environment. The performance of the project was at Sjöstadsverket where two testing line had been set up. The testing plant concisted of one line with adjusting temperature and another line acted as a reference line. Measurements have been performed from both lines, where the outgoing concentrations of ammonia, nitrate and totalnitrogen has been studied. From the studies a discussion of the temperature influence of the denitrification and the nitrification process has been fulfilled. The result of the literature study part of thesis thesis shows that the nitrogen reduction rate is dependent on the temperature of the wastewater and it thought to be possible to get a better treatment in the biological nitrogen removal step if the temperature can be higher. The test in the pilot plant didn´t show a clear result. The nitrogen reduction rate showeds from both lines quite similar results despite the differences of both lines temperature. The difference of temperature in the two lines was probably too small to show a clear result