Åtgärder mot slamsvällning i SBR-anläggning för rening av slakteriavloppsvatten

Sedan december 2003 har Kalmar läns slakteris (KLS) nya reningsverk varit i drift. Entreprenör för det nya reningsverket samt driftansvariga under det två första åren är Läckeby Water Group. Verket är av SBR-typ (Sekventiell Biologisk Rening) med biologisk kväverening och kemisk fällning av fosfor med hjälp av järnklorid. Från slakteriet leds avloppsvattnet genom en 2 km lång ledning ner till reningsanläggningen. Verket hade under 2004 problem med höga halter fosfor i utgående vatten, flertalet mekaniska haverier samt två perioder av slamsvällning. Slamsvällningen orsakades av filamentösa (trådformiga) bakterier, första gången av Thiothrix spp. och andra gången av Typ 021N. Syftet med examensarbetet var att finna orsaken till den senare slamsvällningen samt att söka förebyggande åtgärder mot Typ 021N. Examensarbetet utfördes genom litteraturstudier, laboratorieförsök, fullskaleförsök, genomgång av driftsdata samt mikroskopering av aktivt slam vid verket. Utifrån litteraturstudier konstaterades att filamentösa bakterier kan gynnas under perioder av låga syrehalter samt av låg näringstillförsel eftersom dessa bakterier har en högre tillväxthastighet vid låga substratkoncentrationer än flockbildande bakterier. Specifikt för Typ 021N är att dessa har möjlighet att utnyttja reducerat svavel som energikälla samt gynnas vid tillgång på korta lättnedbrytbara kolföreningar. Laboratorieförsök visade inte entydigt att låga fosfor eller syrehalter gynnade de filamentösa bakterierna. Inverkan av FeCl3, Ecofloc, PAXXL60, NaOCl och H2O2 studerades under korttids laboratorieförsök och effekten utvärderades i mikroskop. I några fall hämmades filamenten men aldrig utan att även påverka övriga mikroorganismer negativt. PAX-XL60 hämmade filamentförkomsten mest och påverkade andra organismer förhållandevis lite. Tillsats av PAX i filamenthämmande och flockbildande syfte utfördes därefter i fullskala. Effekten av tidigare tillsatser av NaOCl och H2O2 i filamenthämmande syfte studerades och visade sig ha givit varierande resultat. NaOCl visade sig effektivt bekämpa filamentösa bakterier i processen då inblandning skedde under rätt förutsättningar. Processdata för våren 2004 jämfördes med data från en period under hösten, vilken följdes av en slamsvällning. Perioderna visade stora skillnader m.a.p. syrehalt, temperatur, dosering av järnklorid och organisk belastning. En on-line mätning i inkommande vatten visade på mycket höga halter av svavelväte. Svavelväte bildas under anaeroba förhållanden t.ex. i stillastående avloppsvatten. Orsaker till slamsvällningen i september-oktober 2004 tros vara höga halter av svavelväte, perioder med låga syrehalter, höga vattentemperaturer samt tillgång på lättnedbrytbart organiskt material. Svavelvätet kan förslagsvis elimineras genom en tidsstyrd dosering av CaNO3 i inkommande ledning. Noggrann övervakning av syre samt tillgång på syre måste garanteras i processen. Det inkommande vattnets mikroflora kan förändras genom installation av en aerob selektor för att gynna de flockformande bakterierna. För att sänka fosforhalterna i utgående vatten samt att inte riskera fosforbrist i processen har en tillfällig efterfällning med extra tillsats av FeCl3 och polymer installerats.In December 2003 the new plant treating slaughterhouse wastewater from KLS was taken into operation. Läckeby Water Group was entrepreneur and responsible for the maintenance during the following two years. The treatment plant is of SBR-type and has biological nitrate removal and chemical precipitation of phosphate with iron chloride. The wastewater from the slaughterhouse passes a 2 km long pipeline before entering the treatment plant. During 2004, the plant had problems with high levels of phosphorous in the effluent, several mechanical problems and two occasions of sludge bulking caused by filamentous bacteria. The first incident was caused by Thiothrix spp. and the second by Type 021N. The aim with the thesis was to find causes for the latest period of sludge bulking as well as investigate preparatory actions against Type 021N. The thesis included literature studies, laboratory and full-scale tests, evaluation of prior process data and continuous microscopic analysis of the activated sludge at the plant. The literature study showed that filamentous bacteria are favoured by low oxygen and low nutrient concentrations due to their possibly higher growth rate during low substrate concentrations. Type 021N, specifically, can use reduced sulphides as energy source and benefits from an excess of low molecular substrates. Laboratory experiments did not verify that the filamentous bacteria were favoured by low oxygen concentration or low phosphate levels. The effect of FeCl3, Ecofloc, PAX-XL60, NaOCl and H2O2 added to a bulking sludge was evaluated by microscopic analysis. No chemical was found to suppress the filamentous bacteria without also affecting the floc-forming bacteria negatively. PAX-XL60 showed the largest negative effects on filamentous bacteria and only a minor impact on other microorganisms. Full-scale tests with PAX were thereafter performed in order to suppress filamentous bacteria as well as flocculate particulate solids. The effect of earlier additions of NaOCl and H2O2 into the process gave varied results. NaOCl was efficient against filamentous bacteria when addition was made during correct circumstances. Process data from two separate periods during 2004 was compared. One period was followed by good effluent values and another period by a sludge bulking period. Large differences between the two periods were seen in oxygen conditions, temperature, FeCl3 dosage and organic load. Measurements on influent wastewater showed high levels of hydrogen sulphide, which can be produced during anaerobe conditions i.e. in stagnant sewage pipes. Likely causes for the sludge bulking in September-October 2004 were high levels of hydrogen sulphide in the influent, periods of insufficient oxygen concentrations, high water temperatures and access to easy degradable substrate. The hydrogen sulphide can be eliminated through time-controlled dosage of CaNO3 in influent pipeline. Sufficient oxygen levels must be guaranteed in the process. The microbiological fauna in influent can be changed by installation of an aerobe selector to benefit floc-forming bacteria. To lower the phosphorous levels in effluent water and not risk phosphorous deficiency in the process a post-precipitation have been installed. The post-precipitation include extra dosage of FeCl3 and polymer and a drum screen to minimize suspended solids