← Avlopp
Avlopp

Vänd på flödet: biofilm som klarar både kväve och fosfor i samma bassäng

Biofilmprocesser är robusta men har haft svårt med biologisk fosforrening, som kräver att bakterierna växlar mellan syrefritt och syresatt. Genom att i stället växla flödesriktningen genom bäddarna kan samma anläggning ge både kväve- och fosforavskiljning — i studien omkring 84 procent kväve och 68 procent fosfor.

MBBRbiofilmbiologisk fosforreningkvävereningprocessdesign
Industrirör med färgglada ventiler mot en strukturerad vägg
Pexels / Sonny

Biofilmprocesser som MBBR — moving bed biofilm reactor, där bakterierna växer på små plastbärare som rör sig fritt i bassängen — är populära för att de är kompakta och robusta. Bakterierna sitter fast på bäraren i stället för att följa med vattnet ut, vilket gör processen tålig mot belastningsvariationer. Men biologisk fosforrening har varit svår att få till i biofilm, eftersom den kräver att samma bakterier omväxlande får vara utan och med syre. Att växla flödesriktningen är ett sätt att ordna det.

Varför fosforrening är svår i biofilm

Fosforackumulerande organismer, PAO, behöver en cykel. Först en anaerob fas utan både syre och nitrat, där de tar upp lättillgängligt kol och lagrar det internt medan de släpper ifrån sig fosfor. Sedan en aerob fas med syre, där de förbrukar det lagrade kolet och tar upp mer fosfor än de nyss släppte. Nettoresultatet är att fosfor lämnar vattnet och följer med slammet ut.

I ett aktivslamverk är cykeln lätt att ordna: slammet pumpas mellan bassänger med olika förhållanden. I en biofilm sitter bakterierna still. Antingen får man bygga separata reaktorer som vattnet passerar i tur och ordning, eller så får man låta förhållandena i samma bassäng förändras över tid.

Lösningen i den studie artikeln bygger på är att växla flödesriktningen genom en kontinuerlig biofilmprocess och samtidigt styra luftningen, så att varje del av bädden omväxlande upplever anaeroba, aeroba och anoxiska förhållanden. Till det kopplas riktad dosering av flyktiga fettsyror (VFA) till de anaeroba faserna — kolet ges där PAO faktiskt kan lagra det, inte där det förbränns i onödan.

Resultatet och vad det säger

Med den kombinationen rapporterade studien ungefär 84 ± 5 procent kväveavskiljning och 68 ± 18 procent fosforavskiljning.

Kvävesiffran är stabil och ligger i nivå med vad en väl fungerande konventionell process levererar. Fosforsiffran är intressant men ska läsas tillsammans med sin osäkerhet: ± 18 procentenheter är en stor spridning, och den säger något viktigt — den biologiska fosforreningen fungerade, men ojämnt. Det är typiskt för Bio-P i ett system under utveckling, och det är precis därför de flesta verk behåller kemisk fällning som säkerhet.

Vad det betyder i Sverige

MBBR och andra biofilmlösningar används på många håll i Sverige, ofta som ett sätt att öka kapaciteten i befintliga bassänger i stället för att bygga nya — samma logik som driver ombyggnaden av Henriksdal till världens största membranbioreaktor. Där tillstånden skärps och det saknas mark att expandera på är kompakta processer ett av få tillgängliga svar.

Om en biofilmprocess dessutom kan leverera biologisk fosforrening blir vinsten dubbel: mindre fällningskemikalier att köpa in och dosera, och mindre kemslam att hantera och avvattna. Med det omarbetade avloppsvattendirektivet (EU) 2024/3019, som både skärper näringskraven och pekar mot energineutralitet för större verk till 2045, är varje processlösning som klarar mer med mindre insats värd att följa.

Kolstyrningen är också bekant från svensk verklighet. Många verk har låg kvot mellan organiskt kol och kväve och köper in extern kolkälla. Att kunna använda fermenterade VFA ur den egna slamlinjen, doserade till rätt fas, minskar det beroendet.

Ärliga förbehåll

  • Fosforsiffran är ojämn. 68 ± 18 procent innebär att processen ibland presterade betydligt sämre. Som ensam fosforbarriär räcker det inte mot svenska utsläppskrav.
  • Resultaten kommer från en försöksuppställning, inte från ett fullskaligt svenskt verk över ett driftår med vinterkyla och belastningstoppar.
  • Växlande flödesriktning innebär mer utrustning. Ventiler, pumpar och styrning som ska fungera i åratal i en aggressiv miljö är en underhållspost, inte bara en processidé.
  • VFA måste komma någonstans ifrån. Fermentering av eget slam kostar biogas och ger returströmmar av ammonium och fosfat tillbaka till processen.
  • Biofilm och Bio-P åldras olika. Hur PAO-populationen i en biofilm håller sig över år, och hur den återhämtar sig efter en störning, är inte belyst av ett kortare försök.

Det viktigaste att ta med sig

  1. Biofilmprocesser är kompakta och robusta men har svårt med biologisk fosforrening, som kräver växling mellan syrefritt och syresatt.
  2. Genom att växla flödesriktningen och styra luftningen kan samma bädd omväxlande ge anaeroba, aeroba och anoxiska förhållanden.
  3. Riktad VFA-dosering till de anaeroba faserna ger kolet där de fosforackumulerande bakterierna kan lagra det.
  4. Studien rapporterade omkring 84 ± 5 procent kväveavskiljning och 68 ± 18 procent fosforavskiljning — fosforreningen fungerade, men ojämnt.
  5. För svenska verk är drivkraften kapacitet i befintliga bassänger plus mindre fällningskemikalier.
  6. Som ensam fosforbarriär räcker resultatet inte; kemisk fällning behövs sannolikt kvar som säkerhet.

Källor och vidare läsning

Uppgifterna kontrollerade 3 september 2026. Siffrorna avser den refererade studiens försöksuppställning.