Tillståndsbaserat underhåll för ökad energieffektivitet på avloppsreningsverk
Den här undersökningen är den första i sitt slag där prestandan för använda luftare från svenska avloppsreningsverk har testats. Resultaten visar att både igensättning och åldrande av luftare sker på svenska reningsverk och resulterar i ökad elanvändning för luftning. Samtidigt finns det möjligheter med tillståndsbaserat underhåll som kan minska den onödiga elanvändningen.
Med ökande koldioxidutsläpp och ökande elpriser har energieffektivisering blivit viktigt, inte minst för att uppnå målet om en klimatneutral VA-bransch. I de kommunala avloppsreningsverken kan luftning av de biologiska bassängerna stå för hälften av reningsverkets totala elanvändning. Internationella studier indikerar att upp till 40 % av denna elanvändning är onödig och beror på igensättning och åldrande membran. Men de svenska erfarenheterna är begränsade. Att kunskapen är begränsad beror troligen på att det inte är allmänt känt i VA-Sverige hur prestandan i luftningsanläggningar kan övervakas på bästa sätt, hur rengöring av luftare utförs och hur stor potentialen för besparingar är.
Projektet har undersökt olika membranluftare från sex svenska reningsverk i en specialbyggd försöksanläggning med renvatten och analyserat deras syreöverföringseffektivitet (SOTE) och tryckfallet över luftarna (DWP).
Till skillnad från tidigare studier skilde det här projektet på effekter av åldrande av membranmaterialet och igensättning av membranen, vilket är avgörande för att kunna välja rätt underhållsåtgärd. Två metoder för att övervaka luftarnas tillstånd implementerades på projektdeltagarnas reningsverk. Även om det fanns vissa praktiska utmaningar med implementeringen så visar resultaten att det är fullt möjligt att övervaka förändringar i SOTE och DWP, antingen genom direkta mätningar eller med beräkningar utifrån befintliga data.
Resultaten från renvattenförsöken visade att igensättning framför allt påverkade DWP (upp till 40 mbar ökning) som därför är en lämplig parameter att övervaka för att optimera rengöringsintervallet. Åldrande uppvisade däremot en större påverkan på SOTE (upp till 25 % försämring) jämfört med igensättning (upp till 10 % försämring). Sammantaget var de uppmätta effekterna något lägre än vad litteraturen visar.
De procentuella värdena ger dock inte den faktiska påverkan på elanvändningen. Därför simulerades de sammanlagda effekterna av åldrande och igensättning i en modell, där underhållsintervallen för rengöring och membranbyte varierades. Slutsatsen var att det för den specifika modellen var både ekonomiskt och klimatmässigt fördelaktigt med intensivt underhåll med membranbyte vart femte år i kombination med två rengöringar per år.
Rådet från rapportförfattarna är därför att underlätta för nedtömning av bassänger och membranbyte så att det kan genomföras på ett kostnadseffektivt sätt. Luftarnas prestanda bör övervakas med någon av de föreslagna metoderna. Det är också viktigt att faktiskt genomföra underhållsåtgärder så ofta som det är ekonomiskt motiverat, där de lokala förutsättningarna påverkar den ekonomiska brytpunkten.
