Mer syre är inte bättre: när luftningen äter upp kolet denitrifikationen behöver
Hög syrehalt ger utmärkt nitrifikation — men förbrukar samtidigt det lagrade organiska kolet i förtid. I studien avskildes omkring 98 procent av ammoniumet medan den totala kväveavskiljningen stannade vid cirka 65 procent, eftersom nitratet ackumulerades när kolet tagit slut.
Syrehalten är den parameter en driftoperatör oftast har fingret på. Går nitrifikationen trögt är det naturligt att höja den — mer syre, snabbare oxidation av ammonium, lägre utgående ammoniumhalt. Men kväverening är två processer, inte en, och den andra behöver motsatsen. Studien bakom den här artikeln visar vad som händer när den första optimeras på den andras bekostnad: nästan allt ammonium försvann, medan bara två tredjedelar av kvävet gjorde det.
De två halvorna av kvävereningen
Nitrifikationen kräver syre. Bakterier oxiderar ammonium via nitrit till nitrat. Ju mer syre, desto snabbare går det.
Denitrifikationen kräver frånvaro av syre, och organiskt kol. Bakterier andas nitrat i stället för syre och omvandlar det till kvävgas som lämnar vattnet. Finns syre tillgängligt väljer bakterierna det i stället — det ger mer energi — och nitratet blir kvar.
Ett verk mäter ofta sin prestanda i utgående ammonium, eftersom det är den parameter som reagerar snabbast och syns tydligast. Men utsläppsvillkoren gäller normalt totalkväve. Nitrat som aldrig blev kvävgas räknas fortfarande.
Vad studien visade
I det undersökta systemet — ett satsvis reglerat flocksystem med acetat som kolkälla och låg kvot mellan kol och kväve — låg syrehalten omkring 5–7 mg O₂/l. Det är högt; konventionell drift ligger ofta kring 1,5–2 mg/l.
Resultatet blev:
| Parameter | Utfall |
|---|---|
| Ammoniumavskiljning | cirka 98 % |
| Total oorganisk kväveavskiljning | cirka 65 % |
| Nitrat | ackumulerades |
Mekanismen som beskrivs är att det höga syreöverskottet fick bakterierna att förbruka sitt lagrade organiska kol i förtid — kolet oxiderades med syre i stället för att sparas till den anoxiska fasen. När denitrifikationen väl skulle ske fanns inget kol kvar att driva den med, och nitratet blev stående.
Ammoniumsiffran ser alltså utmärkt ut och döljer att en tredjedel av kvävet aldrig lämnade vattnet.
Vad det betyder i Sverige
Svenska verk har hårda totalkvävekrav på grund av Östersjöns övergödning, och många har samtidigt låg kvot mellan kol och kväve — bland annat för att inläckande dag- och dränvatten späder ut avloppsvattnet. Det är exakt den kombination där felet blir dyrt: det finns lite kol att hushålla med, och totalkväve är det som mäts mot villkoret.
Luftningen är dessutom den största enskilda elposten i den biologiska reningen. En för hög syrehalt kostar alltså två gånger: el för att blåsa in luft som inte behövs, och sedan inköpt metanol för att ersätta det kol som luften förbrukade. Att sänka börvärdet kan i det läget både spara el och förbättra kvävereningen — en av få åtgärder som drar åt samma håll ekonomiskt och miljömässigt.
Det omarbetade avloppsvattendirektivet (EU) 2024/3019 skärper både näringskraven och energiperspektivet, med energineutralitet för större verk till 2045. Syrestyrning är den mest tillgängliga åtgärden ett befintligt verk har mot båda.
Det finns också en klimatkoppling. Fel syrenivåer — både för höga och för låga — hänger ihop med bildning av lustgas, som behandlas i artikeln om lustgas som dold klimatpost.
Ärliga förbehåll
- Det är ett specifikt försökssystem. Studien använde ett satsvis reglerat flocksystem med acetat som kolkälla, inte ett kontinuerligt kommunalt verk med verkligt avloppsvatten.
- 5–7 mg O₂/l är ovanligt högt. Ett svenskt verk som redan kör kring 1,5–2 mg/l befinner sig inte i det driftläge studien undersökte.
- Sänkt syrehalt har egna risker. För lågt syre ger sämre nitrifikation, risk för trådformiga organismer och sämre sedimentering — och kan öka lustgasbildningen.
- Optimalt börvärde är platsberoende och varierar med temperatur, belastning, bassängutformning och slamålder.
- Studien visar ett samband, inte ett börvärde. Den motiverar att titta på sin egen syrestyrning, inte att kopiera en siffra.
Det viktigaste att ta med sig
- Nitrifikation kräver syre, denitrifikation kräver frånvaro av syre och tillgång till kol — de två halvorna av kvävereningen drar åt olika håll.
- Vid för hög syrehalt förbrukas det lagrade kolet i förtid, så att denitrifikationen står utan drivmedel.
- I studien gav 5–7 mg O₂/l omkring 98 procents ammoniumavskiljning men bara cirka 65 procents total kväveavskiljning, med nitratackumulering.
- Utgående ammonium är en missvisande framgångsparameter när villkoret gäller totalkväve.
- För höga syrehalter kostar både el och inköpt kolkälla — luftningen är den största elposten i biologin.
- Studien motiverar att se över sin egen syrestyrning, inte att kopiera ett börvärde.
Källor och vidare läsning
- Liu m.fl., Mechanism of Simultaneous Nitrification and Denitrification Breakdown in Floccular Sludge AOA-SBR Treating Acetate-Fed Low C/N Wastewater, ACS ES&T Water 6(6) (2026), 3914–3921 — DOI: 10.1021/acsestwater.6c00320
- EUR-Lex: Direktiv (EU) 2024/3019 om rening av avloppsvatten från tätbebyggelse (PDF)
- Europeiska rådet: nya regler för effektivare avloppsrening (november 2024)
- Naturvårdsverket: Genomföra EU:s reviderade avloppsvattendirektiv
- Svenskt Vatten: avlopp och miljö
Uppgifterna kontrollerade 3 september 2026. Siffrorna avser den refererade studiens försökssystem och är inte börvärden för svensk drift.