Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Kostnad-nytta-analys för tungmetallrening av tvätthallsslam i fullskala
KTH, School of Chemical Science and Engineering (CHE).
2015 (Swedish)Independent thesis Basic level (professional degree), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesisAlternative title
Cost-benefit analysis (CBA) for Full Scale Treatment of Heavy Metals in Sludges (English)
Abstract [sv]

Examensarbetet är utfört på uppdrag av SRV Återvinning AB. SRV har en ny anläggning för att rena THS. THS är benämningen på oljehaltigt vatten från tvätthallar, gatubrunnslam och oljeavskiljare. THS är förorenat med tungmetaller. Henriksdals reningsverk är mottagare av renat vatten från SRV och har specificerat sex tungmetaller som det är önskvärt att reducera i deras tillflöde eftersom reningsverket är ReVAQ-certifierat. ReVAQ-certifieringen är till för att garantera att slammet som produceras i reningsverket håller en mycket god kvalité och kan användas för spridning på åkermark. De sex prioriterade metallerna är: bly, kadmium, krom, koppar, kvicksilver och zink. Två av reningsstegen i THS-anläggningen ingick i examensarbetets undersökning: normalisering med svavelsyra och metallutfällning med en organisk sulfid, Na3T. Faktorförsök genomfördes i THS-anläggningen för att se hur stor effekt de två undersökta reningsstegen har. Ytterligare försök genomfördes, dels för att få information om hur ett ökat THS-tillflöde påverkar reningen men även för att bekräfta att det i dagsläget inte är nödvändigt att tillsätta Na3T.

Även när Na3T inte användes understeg metallhalterna i det renade vattnet Stockholm Vattens krav på processvatten från industrier. Mängden metall som släpps ut årsvis kommer, baserat på resultaten, understiga kraven från deldomen (Mål 5717-07) kungjord i miljödomstolen. Är inte Na3T behövlig tillkommer även en miljövinst genom minskade kemikalietransporter och att mindre mängd kemikalie behöver framställas. Om mottaget THS blir mer förorenat eller svårbehandlat, beroende på övrigt innehåll, än det hittills varit kan det vara nödvändigt att tillsätta Na3T för att reducera metallhalterna till önskad nivå.

Normaliseringssteget fungerade inte helt tillfredsställande för alla metaller. Troligen beror det på att pH-värdet inte kan hållas tillräckligt lågt i reningssteget. Att byta doseringspumpen eller att använda mer koncentrerad svavelsyra för att kunna förbättra normaliseringssteget är inte aktuellt för SRV.

Bly- och kadmiumhalterna har på renat THS-vatten flera gånger understigit kvantifieringsgränsen på 0,2 respektive 0,02 μg/l. Om kadmiumhalten i inkommande THS skulle öka drastiskt skulle eventuellt Na3T behöva tillsättas då kadmium inte bildar hydroxidfällning. Det har inte gått att påvisa att kromhalten ändras när normaliseringssteget används, men det blir en större haltändring om Na3T används. Utsläppta mängder krom per år är under kraven från miljödomstolen även om Na3T inte tillsätts. Processen behöver inte finjusteras för att fälla mer koppar eftersom haltreduktionen i alla genomförda försök har varit stor, runt 99 %. Kvicksilverhalterna har under alla försöken understigit kvantifieringsgränsen på 0,1 g per liter THS vilket är bra för alla parter (tvätthallsägare, SRV, Henriksdals reningsverk och åkermark). Zink var den, av de undersökta metallerna, som påverkades mest av ett lägre pH-värde i normaliseringssteget. Även om ett högre pH-värde används uppfyller zinkreningen nu gällande krav. Reningsresultaten stämmer även vid ett högre flöde i THS-anläggningen (8,0 m3/h).

Den största arbetsmiljökonsekvensen i THS-anläggningen är exponeringsrisken för kemikalierna. Risken för att personal och obehöriga ska exponeras för använda kemikalier har begränsats men tillvägagångssättet för påfyllning av Na3T har större exponeringsrisk för kemikalien i jämförelse med övriga kemikalier. Påfyllningen av Na3T är dessutom både omständig och personalkrävande. Kemikaliekostnaden för Na3T, om den används, är cirka 100 000 kronor per år och för svavelsyran omkring 110 000 kronor, beroende på alkaliniteten hos ingående THS samt valt pH-värde i normaliseringssteget. Risken att använda kemikalierna är uppskattad till drygt 12 000 kronor årligen för Na3T respektive knappt 154 000 kronor årligen för svavelsyran.

Den totala vattenvolymen till Henriksdal under 2013 var 329 000 m3 och om THS-anläggningen arbetar vid det flöde den är dimensionerad för ökar volymen med cirka 18 000 m3 per år. THS-strömmen är renare och cirka en tjugondel av de övriga strömmarna och därför blir påverkan på vattnet till Henriksdal inte speciellt stor.

Abstract [en]

This thesis is done in cooperation with SRV Återvinning AB which is a recycling company. SRV has a new plant to clean THS. THS is oily water from car washes, sludges from manholes and oil separators. THS polluted with heavy metals. Henriksdals sewage treatment plant receives the cleaned THS water. It is desirable to reduce six heavy metals in this inflow. The sewage treatment plant in Henriksdal is ReVAQ certified. The ReVAQ certification is to ensure that sludge produced in a ReVAQ certified plant is of very high quality and can be used as fertilizer on arable land. The six priority metals are: lead, cadmium, chromium, copper, mercury and zinc. Two of the new treatment steps are included in this study: normalization with sulfuric acid and metal precipitation with an organic sulfide, Na3T. DOE (Design of Experiments) were conducted in the THS facility to examine the effectiveness of the two new treatment steps. Further experiments was carried out to see how an increased feed affects the purification of THS and also to confirm that it is not necessary to add Na3T.

The content of the metals in the purified water was lower than the requirements stated by Stockholm Vatten for process water from industries and the annually release of metal was lower than the requirements of an adjudication proclaimed in the Swedish Environmental Court ( Case 5717-07), even if Na3T is not used. If Na3T is not used an environmental benefit is obtained due to reduced chemical transports and smaller amount of chemicals need to be made. If the received THS becomes more polluted or more difficult to treat, depending on the other content, than the so far received THS, it may be necessary to add Na3T to reduce the metals to the desired level.

The normalization step was not working satisfactory, probably due to that the pH-value cannot be kept low enough in the purification step. To replace the dosage pump or to use more concentrated sulfuric acid in order to improve the normalization step is not seen to be worth the effort.

The concentrations of lead and cadmium in the purified water from THS have several times been below the limit of quantification, LOQ, (0.2 μgPb / l and 0.02 μgCd / l). Na3T can be needed if the cadmium content of incoming THS would increase drastically because cadmium does not form a hydroxide precipitation. It was not possible to prove that the normalization step contributed to a reduction of the chromium content in the THS-water, but the DOE showed that the amount of chromium was decreased if Na3T is used. The chromium content in the outgoing THS-water is below the requirements although no Na3T is added. In the experiments the purification of copper was good, the change in concentration was around 99 % and therefore the process does not need to be fine-tuned to reduce the amount of copper. The concentrations of mercury in all experiments have been below the limit of quantification (0.1 gHg /literTHS). It is good for everybody (carwash owners, SRV, Henriksdal sewage treatment plants and arable land) that the incoming content of mercury was so low that it was not possible to quantify. Zinc was the metal which was most affected by a lower pH in the normalization step. Although a higher pH was used the content of zinc in outgoing THS-water fulfilled the current requirements.

The greatest working environmental risk for the workers in the plant is the risk of being exposed by chemicals. The risks for being exposed to chemicals in the THS-facility have been reduced and emergency equipment is easily accessible in the facility. The filling of Na3T was done in a different way than for the other bulk chemicals. The procedure increases the risk of chemical exposure and is both problematic and requires more staff. The chemical costs for Na3T, if used, is about 100 000 SEK per year and the cost for sulfuric acid is about 110 000 SEK per year, depending on the alkalinity and the chosen pH value in the normalization step. The risk of using chemicals is estimated to be a bit more than 12 000 SEK annually for Na3T and just under 154 000 SEK annually for the sulfuric acid.

The total volume of water sent to Henriksdal in 2013 was 329 000 m3. If the THS-facility works at its dimensioned flow rate, the volume to Henriksdal is increased by approximately 18 000 m3 per year. But since the THS-stream is cleaner and about one twentieth of the other streams a larger metal reduction could be achieved by treating the other water streams more efficient.

Place, publisher, year, edition, pages
2015.
Keyword [sv]
Tvätthallsslam, Tungmetallrening, Vattenrening, Reningsanläggning, Fällning med organsik sulfid, Normalisering med svavelsyra
National Category
Chemical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-173314OAI: oai:DiVA.org:kth-173314DiVA: diva2:852451
Educational program
Bachelor of Science in Engineering - Chemical Engineering
Available from: 2015-09-09 Created: 2015-09-09 Last updated: 2015-09-09Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(8661 kB)188 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 8661 kBChecksum SHA-512
fb04ec499b60e1405a73780920fd10493801260572f9167dc09e50134687f33bf31e8b1474349c597fb7399424c97a3fc1f519bc5dbffdc35df4eeb577585247
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Chemical Science and Engineering (CHE)
Chemical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 188 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 2670 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf