CFIC-MEM er et forskningsprosjekt for utvikling og testing av arealgjerrig og energieffektiv biofilm og membranprosess for høygradig rensing av nitrogen og fosfor.
Biowater Technology AS (BWT) har utviklet en ny biofilmprosess CFIC® (Continuous Flow Intermittent Cleaning = Kontinuerlig rensing med periodisk slamfjerning) som er mer kompakt og har betydelig bedre oksygenoverføring (dvs. mindre energiforbruk til lufting) enn MBBR-prosessen. CFIC®-prosessen er nylig tatt i bruk i flere kommersielle fullskala anlegg. Dette prosjektet tar sikt på å videreutvikle CFIC-prosessen for høygradig rensing av nitrogen og fosfor.
Pilotskala-forsøk foregår i Nedre Romerike Avløpsselskap IKS (NRA) sitt renseanlegg. Et stort CFIC-pilotanlegg har blitt bygget hos NRA og testing av nitrifikasjon og denitrifikasjon utføres under forskjellige driftsbetingelser. Fosforfjerning med felling og membranfiltrering etter CFIC-prosessen inngår også som en del av prosjektet.
RFF Hovedstaden har sammen med NRA og BWT finansiert utviklingsprosjektet som løper fra 2015-2017.
Biofilmbærere og membranprosess
Prinsippet for en CFIC®-reaktor (se figur 1) er at den er fylt med så mye biofilmbærere at disse bare i begrenset grad kan bevege seg under normal drift. Man får da lang oppholdstid for luftboblene i aerobe reaktorer, slik at oksygenoverføringen blir veldig god. Samtidig vil biofilmbærerene virke som et filter, som vil holde igjen suspendert stoff og biologisk slam i reaktoren.
Når konsentrasjonen av suspendert stoff i utløpet stiger over en gitt verdi, starter en vaskeprosess ved at vannstanden i reaktoren økes inntil biofilmbærerene kommer i bevegelse. Partikler og slam i reaktoren vil da bli revet løs og fraktet ut av reaktoren med det avløpsvannet som kontinuerlig tilføres reaktoren. Dette «vaskevannet» gjennomgår samme biologiske rensing som ved vanlig drift og har derfor et lavt innhold av løste forbindelser, men et meget høyt innhold av suspendert stoff.
Fordi det normale utløpet fra en CFIC®-prosess har relativt lave konsentrasjoner av både partikler og oppløst organisk stoff er dette vannet velegnet for separasjon med en membranprosess (UF/MF membran). Prinsippet for dette er vist i figur 2. Man kan ha kjemisk felling av fosfor foran membranen, slik at man oppnår både meget høy grad av fosforfjerning og god hygienisk kvalitet. Membranene forventes å få høyere hydraulisk kapasitet enn i nåværende membransystemer.
Den nye CFIC®-prosessen har høyere fyllingsgrad av biofilmbærere enn MBBR-prosessen. Dette gjør at bioreaktoren får mer biofilmareal og økt kapasitet, samtidig som oksygenoverføringen i aerobe reaktorer blir betydelig høyere og biofilmbærerene virker som et filter slik at innholdet av suspendert stoff ut av bioreaktoren blir mye lavere enn i en MBBR-prosess. Dette siste gjør at utløpet fra bioreaktoren kan gå direkte til sandfilter eller membranfiltrering, uten forutgående partikkelseparasjon.
Det forventes høyere fluks (hydraulisk kapasitet) gjennom membranene, samtidig som man kan oppnå over 99 % fjerning av fosfor, 100 % fjerning av suspendert stoff og vil tilfredsstille hygienekravene til badevannskvalitet uten bruk av desinfeksjonskjemikalier eller energikrevende UV-lamper.
Relevante publikasjoner om CFIF-MEM
Rathnaweera, Subhash; Rusten, Bjørn; Korczyk, Karolina and Rismyhr, Eirik, (2017). Novel CFIC Biofilm Reactor for Denitrification of Municipal Wastewater, IWA 2017 conference on sustainable wastewater treatment and reuse, Chongquing, China
Rathnaweera, Subhash; Rusten, Bjørn; Xin, Gang and Rismyhr, Eirik, (2016). Solids separation with an innovative denitrifying biofilm reactor. Proceedings, IWA Specialist Conference, Advances in particle science and separation: Meeting tomorrow’s challenges, Oslo, Norway, June 22-24, 2016, pp. 287-295.
Relevante publikasjoner om tilsvarende tematikk
Rusten B., Stang P., Rogne E., Siljudalen J. G. and Marcolini L. (2011). Development of a Compact, Cost Effective, and Energy Efficient Biofilm Reactor for Wastewater Treatment and Effluent Reuse. In: WEFTEC 2011: Session 71 – 80, pp. 5222-5235.
Siljudalen J. G., Marcolini L., Xin G., Stang P. and Rusten B. (2014). Sustainable wastewater treatment with the innovative CFIC® biofilm reactor process. Paper presented at Singapore International Water Week (SIWW).
Stang P., Siljudalen J. G., Marcolini L. and Rusten B. (2013). Performance of the CFIC® reactor – A novel cost effective and energy efficient biofilm reactor for wastewater treatment. Invited Key Note paper presented at IWA 9th International Conference on Biofilm Reactors, Paris, France, May 28-31.