Processutformning alternativ 4a (ozonbehandling + fällning + sandfilter + anjonbytare)

Processen beskrivs av blockschemat i Figur 6. Tillgänglig hydraulisk höjd har bedömts till cirka 2 mvp, se 4.3.4.

Figur 6. Schematisk presentation av alternativ 4a

5.4.1 Processbeskrivning

5.4.1.1 Ozonbehandling

Avloppsvatten från mellansedimenteringen föreslås att tas från den planerade DN1000-ledningen, se avsnitt 4.3 för detaljer. Avloppsvattnet rinner med självfall genom

ozonbehandlingen.

Ozonanläggningen föreslås utformas i 2 linjer för att underlätta underhåll med en kontakttank för respektive linje i vilken ozon får reagera med organiska ämnen i vattnet.

Kontakttanken utformas med vertikala bafflar som styr vattnets flödesriktning, vilket minimerar risken för hydraulisk kortslutning. Förslagsvis byggs tanken med minst 6 kammare. Ozon produceras i ozongeneratorer från syre som lagras i tankar på fastigheten. Syre levereras från extern aktör med tankbilar till anläggningen.

Ozon tillsätts vattnet med dysor placerade på botten av kontakttanken. Då kontakttanken matas från toppen blir flödet av avloppsvatten motgående mot ozonflödet vilket ger maximalt utnyttjande av tankens volym. Ozon tillsätts vid två eller flera kammare i tanken där en högre ozondos kan användas vid den första doserpunkten.

Kontakttanken utformas helt tät och kvarvarande gas leds ut och får reagera i en ozondestruktor. Denna processlösning garanterar att ingen ozonhaltig gas når omgivningarna. Efter destruktorn innehåller gasen praktiskt taget rent syre och kan antingen släppas ut till atmosfären eller ledas till ett av de luftade aktivslamstegen.

Utöver ovan beskrivna komponenter behöver ozonbehandlingen även följande större maskinkomponenter:

· Kylning till ozongeratorerna, inklusive eventuell filtrering av kylvattnet.

· Lämpliga mätare och tillkommande utrustning för styrning. För ozondosering finns mer avancerade metoder än ren flödesstyrning som bör beaktas i en detaljprojektering.

47(72)

· Utrustning för att garantera ett pålitligt syrgasflöde till ozonreaktorerna. Detta innefattar bland annat förgasare, kompressor för tillsats av kvävgas till syret, samt ventiler och mätare för säkerhet och rätt tryck.

· Säkerhetssystem för god arbetsmiljö kring ozon- och syreutrustning.

Tryckfallet över reaktionstanken för ozon kan antas var cirka 0,5 mvp.

5.4.1.2 Filtrering med fosforavskiljning (sandfilter efter ozonbehandling)

För teknikkombinationen 4a leds flöden överskjutande 2 950 m³/timme förbi ozon-reningen direkt till sandfiltret. Hela flödet (utgående från ozonkontakttanken och det förbiledda vattnet) pumpas upp i sandfiltren.

Sandfiltren föreslås utformas i öppna bassänger i två rader, liknande utformningen av GAK-anläggningen. För sandfiltren behövs även bassänger för spolvatten, förbrukat spolvatten, pumpar för spolvatten samt använt spolvatten.

Filtren backspolas vid behov eller enligt ett förprogrammerat spolprogram. Förbrukat spolvatten pumpas till en anslutningspunkt före försedimenteringen och därmed avskiljs kemslammet med primärslammet. I en mer detaljerad design rekommenderas Uppsala Vatten att göra en bedömning huruvida förbrukat spolvatten bör ledas till

för-sedimenteringen eller direkt till slambehandlingen.

I detta processalternativ byggs också en doserstation för dosering av fällningskemikalier före filtren.

Tryckfallet över sandfiltret kan uppskattas till cirka 2 mvp.

5.4.1.3 Filtrering genom anjonbytare

Efter sandfiltren pumpas vattnet in till trycksatta filter med jonbytarmassa (anjonbytare).

Flöden överskjutande 2 950 m³/timme leds förbi filtren. Filtren kan placeras inomhus eller under skärmtak. Byte av filtermassa sker med slamsug och påfyllnad från storsäck.

Denna typ av tankar är vanligtvis utrustade med manuell backspolning. Troligtvis behövs det inte någon backspolning i denna processlösning och det rekommenderas heller inte av tillverkaren. Detta har därför inte inkluderats i processdesignen. Notera att denna design kommer med osäkerheter eftersom tekniken hittills inte använts i stor skala på avloppsreningsverk. Vidare studier och kontakt med tankleverantörer och

jonbytartillverkare behövs för ett slutgiltigt designförslag.

Tryckfallet över jonbytaren är stort på grund av hög ytbelastning och har uppskattats till cirka 5 mvp.

48(72)

5.4.2 Storlek på bassänger och maskinkomponenter

5.4.2.1 Ozonbehandling

Med två parallella linjer blir Qmax till respektive linje 1 475 m³/h. Respektive kontakttank utformas med en volym på 370 m³(30 minuters kontakttid). Ozonreaktorerna

dimensioneras för att vardera kunna producera en ozondos på 1 mg O3/mg DOC vid maxflöde. Denna ozondos är något högre än för många referensprojekt och motiveras av att det finns ett par substanser som ska avlägsnas som reagerar långsamt med ozon, se avsnitt 2.5.3.4.

Med en DOC-halt på 10 mg/l behöver respektive ozongenerator ha en kapacitet på 15 kg O3/h år 2050. Denna ozondos blir dock först aktuell 2050. Eftersom vissa leverantörer erbjuder ozongeneratorer som är modulbaserade är det möjligt att börja med en lägre kapacitet för att sedan öka kapaciteten stegvis.

Med en ansatt ozonhalt på 10 wt-% behöver syrgassystemet kunna försörja de båda generatorerna med totalt cirka 300 kg/h motsvarande cirka 210 Nm³/h.

Det går åt ungefär 8,5 kWh el/kg producerat ozon. Denna siffra kan användas för att uppskatta kylbehovet. Kylvatten föreslås cirkuleras i en sluten krets och kylas mot renat avloppsvatten. För att få exakta dimensioner på pumpar och värmeväxlare behöver utgående temperatur på Kungsängsverket över året studeras noggrannare.

5.4.2.2 Sandfiltrering med fosforavskiljning

Reningssteget dimensioneras för en ytbelastning vid Qmax på 15 m/h. I en detaljprojektering behöver även hänsyn tas till slamlagringskapacitet och backspolningsfrekvens jämfört med slambelastningen.

Filtermediets tjocklek sätts till 1 m. För alternativ 4a ger detta ett behov av:

· Totalt 10 filter i parallell drift, vardera med en yta på 55 m². De 10 filtren föreslås placeras i två rader med gemensamma bassänger för spolvatten och förbrukat spolvatten samt pumpar för backspolning och pumpning av förbrukat spolvatten.

· Volym spolvattenbassäng och förbrukat spolvatten: 550 m³/bassäng.

· Spolvattenpumpar där flödet fördelas på två pumpar samt en för redundans: 1 375 m³/h per pump.

· Pump för förbrukat spolvatten antaget att 2 filter ska kunna spolas per timme: 720 m³/h per pump med en för redundans.

· Tre axialpumpar per filtrerad för inloppspumpning. Med en redundant pump per rad blir kapaciteten för respektive pump 7 200/4 = 1 800 m³/h.

5.4.2.3 Filtrering genom anjonbytare

Dimensionerande EBCT (2 minuter) ger ett behov av en total filtervolym på 100 m³. Stora filter på marknaden kan rymma strax över 7 m³/filter vilket ger 14 filter för

49(72) Kungsängsverket. Utöver detta behövs inloppspumpar. Om flödet fördelas på två pumpar med en extra pump för redundans behövs tre pumpar med en kapacitet på vardera 1475 m³/h.

Utöver detta behövs rörgalleri och flödesmätare för en jämn flödesfördelning.

5.5 Processutformning alternativ 4b (ozonbehandling + sandfilter +