Många reningsverk i norra Sverige står inför stora utmaningar med förväntade kvävereningskrav, nya mål om klimatneutralitet och avskiljning av mikroföroreningar samt ökande anslutning genom den industrialisering som pågår. Tillgången till fällningskemikalier som används för fosforrening idag är dessutom osäker framöver. Avloppsreningsverk i norra Sverige kan behöva byggas om från grunden inom närmaste åren för att möta dessa utmaningar. I samband med dessa om- och nybyggnationer finns en chans att välja effektiva och resurssnåla processlösningar som minskar kemikalieberoendet, minimerar klimatpåverkan och ökar möjligheterna till näringsåtervinning.

Målet med projektet är att utforma en resurseffektiv vattenreningsprocess med så låg klimatpåverkan som möjligt, anpassad efter norrländska förhållanden med periodvis kalla vattentemperaturer. Projektet kommer fokusera på utprövning av tekniska lösningar för rening av avloppsvatten från kväve och fosfor, modellering av dessa processer samt optimering för minskning av resursförbrukning, minskade utsläpp av lustgas och rening från läkemedelsrester. Projektet kommer också se på näringsförhållanden i Bottniska viken för att argumentera för vilken reningsgrad som är rimlig att eftersträva. Den processlösning som studeras i projektet består av biologisk rening av fosfor och kväve i en process med suspenderade bärare (så kallad MBBR-teknik) kompletterad med hydrolys av primärslam för produktion av intern kolkälla.

Forskare vid Stockholms universitet genomför arbetspaket 1 i projektet. Syftet med det här arbetspaketet är att studera effekterna av kvävetillförsel till Bottniska viken från reningsverk på övergödningssituationen i Östersjön, för att kartlägga vilken rening som är motiverad utifrån miljösynpunkt. Det är framförallt två frågor som skall besvaras: 1) hur stor och rumsligt utbredd är den direkta inverkan i form av försämrad vattenkvalitet från kvävetillförseln och 2) hur effektiv åtgärd är det att minska kvävetillförseln från reningsverk i Bottniska viken jämfört andra åtgärder att minska tillförseln.

Fråga 1:

Recipientundersökningar visar redan förhöjda halter av kväve i närområdet till reningsverkens utlopp. Fokus här blir att analysera vad tillförseln av kväve betyder för övergödningssymptom som t.ex. primärproduktion, cyanobakterieblomningar och syrebrist med hjälp av östersjömodellen BALTSEM. Parametriseringarna av biogeokemiska processerna i BALTSEM har förbättrats speciellt med fokus på löst organiskt material och bakteriers roller i näringsomsättningen och reglering av tillgången på kväve och fosfor för primärproduktion.

Detta är speciellt viktiga processer i Bottniska viken där tidigare generationers modeller haft svårigheter att reproducera primärproduktion. Eftersom förhållandena ändrats i Bottniska viken under de senaste decennierna, och kan förväntas ändras igen i framtiden, kommer analysen innehålla både retrospektiva och framtidsanalyser för att täcka in möjliga förlopp under livslängden på nya reningsverksinstallationer.

Fråga 2:

Kvävetillförseln från reningsverken i Bottniska viken är inte försumbar jämfört med tillförseln från andra aktiviteter i Östersjön. I Helcom BSAP finns inga reduktionskrav på kväve och fosfor i Bottniska viken, men det betyder inte att reduktioner i Bottniska viken inte får positiva effekter i t.ex. egentliga Östersjön där det finns ett reduktionskrav som ännu inte är uppnått. Reduktionskraven i BSAP beräknades för över 10 år sedan med en betydligt äldre version av BALTSEM så vi kommer att göra nya beräkningar för att studera hur en minskning av kvävetillförseln från reningsverken i Bottniska viken potentiellt kan bidra till att ersätta andra möjligen ännu dyrare åtgärder.