Forurenset avløpsvann truer fiskebestanden og naturlivet i innsjøer og fjorder.

En ny norskutviklet rensemetode med bakterier som spiser fosfor og nitrogen, kan gjøre avløpsvannet renere på en miljøvennlig måte, slik at fisken overlever, og du ikke blir syk når du bader i vannet. Metoden har fått navnet Hias-prosessen.

Karbon i vannet utnyttes effektivt for å drive prosessen.

Den nye metoden trenger mindre plass enn de tradisjonelle vannrensemetodene og krever mye mindre kjemikalier for å fjerne fosfor og nitrogen.

Det trengs også mindre energi, da det ikke er noe spyling av filtre eller resirkulering av slam og mindre renhold av bassenger.

Den nye metoden gjør det også lettere å gjenvinne fosfor, som igjen kan brukes som gjødsel.

Virtuelle sensorer varsler forurensing

For å gjøre renseprosessen så effektiv som mulig må den reguleres etter hvor mye nitrogen og fosfor det er i vannet, og det varierer mye gjennom døgnet.

Sensorer kan registrere hvor forurenset vannet er, men de blir fort møkkete i det skitne vannet, og de krever dyrt vedlikehold.

Løsningen kan være å klare seg med færre fysiske sensorer og la matematiske modeller beregne konsentrasjonene av fosfor og nitrogen. Dette kalles virtuelle sensorer.

Ved hjelp av et begrenset antall målinger med fysiske sensorer kan de beregne hvor mye fosfor, karbon og nitrogen det er i vannet i hvert basseng til enhver tid.

OsloMet skal sammen med teknologiselskapene Hias How2O og Digitread Connect utvikle virtuelle sensorer og en plattform for det som kalles tingenes internett (IIoT) som kan gjøre det mulig å styre renseprosessen mer effektivt.

Tingenes internett innebærer at de fysiske sensorene kobles sammen og kan kommunisere.

Utvikler virtuelle sensorer

Vann- og avløpsselskapet Hias IKS i Hamar-området, som har patentert og installert den nye vannrenseprosessen, skal så teste prosessen med virtuelle sensorer som forskere ved OsloMet er med på å utvikle.

Professor Tiina Komulainen ved Institutt for maskin, elektronikk og kjemi leder prosjektet ved universitetet.

Sammen med kollegaene Arvind Keprate, Rafael Borrajo og Simen Antonsen arbeider hun med forskjellige modelleringsmetoder, mens Olga Korostynska, Per Ola Rønning og Alex Alcocer arbeider med sensorteknologi.

– Først prøver vi ut hvilke fysiske sensorer som er best til å måle hvor mye karbon, fosfor og nitrogen det er i avløpsvannet, forteller Komulainen.

– Så bruker vi de fysiske sensorene sammen med virtuelle sensorer til å forutsi hvor mye karbon, fosfat og nitrogen det er i vannet i hvert basseng. Da kan dette brukes til styring av renseprosessen.

Sparer kostnader

– Det hadde blitt veldig dyrt å ha for eksempel tre sensorer per basseng hvis du har ti basseng med avløpsvann, som Hias har, sier hun.

Hun forklarer videre at når de bruker fysiske sensorer i skittent avløpsvann, får de ofte belegg og begynner å fungere dårligere. Og jo flere sensorer du har i avløpsvannet, jo mer vedlikeholdsarbeid blir det. Og jo flere sensorer du må bytte ut, jo dyrere blir det.

– Om du kan erstatte en del av de fysiske sensorene med matematiske modeller, det vil si virtuelle sensorer, har vi spart mye penger, sier Komulainen.

– Og vi ønsker å styre prosessen mer energieffektivt når det ikke kommer inn så mye forurensning i vannet.

Hun forklarer at belastningen av fosfor, nitrogen og karbon ikke er den samme hele døgnet, da de tilkoblede industrielle anleggene, for eksempel slakteri, kun er i drift i arbeidstiden, og avløpsvannmengden fra lokalbefolkningen er redusert om natten.

Viktig å fjerne fosfor og nitrogen

Og det er særlig viktig å fjerne fosfor og nitrogen fra avløpsvannet før det slippes ut.

Økning i nitrogen og fosfor i elver, innsjøer eller fjorder, øker algevekst og reduserer forekomsten og mengden av bunndyr i området. Dette gir veldig dårlige levekår for fisk.

I Oslofjorden er for eksempel vannmiljøet allerede truet ifølge en rapport fra NIVA og Havforskningsinstituttet.

I Hias-prosessen vokser forskjellige bakteriekulturer som biofilm på små plastbrikker i bassengene.

I noen av bassengene røres det rundt i vannet for å fordele dele biofilmbrikkene jevnt, mens i andre basseng tilføres det luft for at prosessen skal fungere ordentlig. Biofilmkubene sirkulerer rundt i bassengene med avløpsvannet.

Skjerpede krav til rensing

Forskrift om begrensning av forurensning skjerper kravene om rensing av avløpsvann i årene framover. Dermed må det bygges mange nye vannrenseanlegg, og flere av de eksisterende må øke kapasiteten.

Hias How2O tilbyr den nye løsningen til andre avløpsselskap. Bidraget fra OsloMet, Digitread Connect og Hias IKS kan medvirke til å utvikle og forbedre løsningen, øke konkurransekraften og skape nye arbeidsplasser.

Prosjektet OsloMet tar del i, er finansiert av Regionalt forskningsfond (RFF) Innlandet i perioden fra 1. oktober 2022 til 30. september 2023.

Referanse:

Utredning av behovet for å redusere tilførslene av nitrogen til Ytre Oslofjord. NIVA-rapport 2022.

Artikkelen er produsert og finansiert av OsloMet – storbyuniversitetet

OsloMet – storbyuniversitetet er én av over 80 eiere av forskning.no. Deres kommunikasjonsansatte leverer innhold til forskning.no. Vi merker dette innholdet for å tydelig skille formidling fra uavhengig redaksjonelt stoff.
Her kan du lese mer om ordningen.

Les også disse sakene fra OsloMet:

• 

  Å jobbe i barnevernet påvirker den psykiske helsen

• 

  Om eiendomsutviklere og kommuner samarbeider på nye måter, kan byutvikling blir mer strategisk

• 

  – Klær som er kjøpt nye, brukes flere ganger enn bruktklær

• 

  Kan gamle skuter gi Kyst-Noreg eit nytt økonomisk oppsving?

• 

  Forskarar har evaluert eldrereformen Leve heile livet

• 

  Slik avslører du om krigsbilder er ekte eller ikke

Les flere saker laget av OsloMet

forskning.no vil gjerne høre fra deg!
Har du en tilbakemelding, spørsmål, ros eller kritikk? TA KONTAKT HER