← Avlopp
Avlopp

Kolet finns redan i verket: slamfermentering som intern kolkälla

Många reningsverk köper in metanol för att få kvävereningen att gå ihop, samtidigt som de dagligen pumpar förbi ett kolrikt slam. Genom att fermentera slammet till flyktiga fettsyror kan verket tillverka sin egen kolkälla — och med redoxstyrd dosering ge den till bakterierna i rätt processfas.

kolkällaslamfermenteringkvävereningbiologisk fosforreningprocessoptimering
Flygbild över en avloppsreningsanläggning med bassänger
Pexels / Tom Fisk

Ett reningsverk som ska klara hårda kvävekrav behöver lättillgängligt organiskt kol till denitrifikationen. Räcker inte det inkommande vattnets eget kol köper verket in en extern kolkälla, oftast metanol eller etanol. Samtidigt passerar dagligen ett kolrikt överskottsslam genom samma anläggning. Slamfermentering vänder på problemet: i stället för att köpa kol tillverkar verket sitt eget, genom att låta slammet jäsa till flyktiga fettsyror (VFA).

Vad VFA är och varför bakterierna vill ha dem

Flyktiga fettsyror är korta organiska syror — ättiksyra, propionsyra, smörsyra — som bildas när mikroorganismer bryter ned organiskt material anaerobt, alltså utan syre. De är den mest lättillgängliga formen av kol ett aktivt slam kan få. Två grupper av bakterier i verket är särskilt intresserade:

Denitrifierarna använder kol som elektrondonator när de andas nitrat i stället för syre och omvandlar det till kvävgas. Utan tillräckligt kol stannar processen och nitrat följer med ut i recipienten.

De fosforackumulerande organismerna (PAO) — de bakterier som gör biologisk fosforrening möjlig — tar upp VFA i det anaeroba steget och lagrar dem internt som energireserv. Först därefter, i det aeroba steget, tar de upp fosfor i överskott. Ingen VFA i det anaeroba steget, ingen biologisk fosforrening att tala om.

Poängen med fermentering är att omvandla slammets svårtillgängliga organiska material till exakt den form dessa två grupper kan använda direkt.

Rätt kol vid rätt tidpunkt

Att producera VFA är bara halva saken. Den andra halvan är att ge dem till rätt bakterier i rätt fas. Doseras kolet när syre finns tillgängligt förbrukas det av vanliga heterotrofa bakterier som helt enkelt andas det med syre — kolet är borta och varken kväve eller fosfor har vunnit något på det.

Det är därför redoxstyrd dosering är intressant. Redoxpotentialen är ett mått som speglar om miljön i bassängen är aerob, anoxisk eller anaerob, och den svarar snabbt på förändringar i processen. Med redox som styrsignal kan doseringen läggas där kolet gör mest nytta: i den anaeroba fasen om målet är fosforupptag hos PAO, i den anoxiska om målet är denitrifikation.

Det arbete som ligger till grund för den här artikeln beskriver just den kombinationen — en kontinuerlig biofilmprocess med växlande flödesriktning och aktiv kolstyrning, där VFA från fermentering doseras mot rätt biologisk fas i stället för att spridas jämnt över processen.

Vad det betyder i Sverige

Svenska reningsverk lever med en kombination som gör den här frågan skarp. Utsläppen går i stor utsträckning till Östersjön, ett av världens mest övergödningsdrabbade hav, och kraven på kväve- och fosforrening är därefter. Samtidigt är svenskt avloppsvatten ofta relativt utspätt — inläckage av dag- och dränvatten i äldre ledningsnät sänker halten organiskt material i förhållande till kvävet. Låg kvot mellan kol och kväve är precis den situation där extern kolkälla blir nödvändig.

Extern kolkälla är dessutom tre saker på en gång: en driftkostnad, en inköpsberoende och en klimatpost. Metanol tillverkas industriellt, transporteras till verket och bokförs i verkets klimatredovisning. Ett kol som redan finns i anläggningen har ingen av de nackdelarna.

Det omarbetade avloppsvattendirektivet (EU) 2024/3019 skärper riktningen ytterligare. Direktivet ställer krav på både bättre näringsrening och på att större reningsverk ska nå energineutralitet till 2045. Att ersätta inköpt kol med kol ur den egna slamlinjen drar åt båda hållen samtidigt — men, som nästa avsnitt visar, inte utan avvägningar.

Ärliga förbehåll

  • Kolet är inte gratis, det är omfördelat. Organiskt material som fermenteras till VFA är material som inte längre går till rötkammaren och blir biogas. Verket flyttar kol från energiproduktion till processnytta, och vilket som är mest värt beror på anläggningens elpris, biogasavsättning och hur hårt kvävekravet är.
  • Fermentering ger mer än VFA. Processen frigör också ammonium och fosfat till vattenfasen. De returströmmarna går tillbaka in i huvudprocessen och belastar den kväverening man försökte hjälpa. Nettoeffekten måste räknas på hela anläggningen, inte på fermentorn.
  • Redoxstyrning är känsligare än den låter. Redoxpotentialen är en indirekt och driftberoende signal, påverkad av elektrodens skick, temperatur och vattensammansättning. Den kräver underhåll och kalibrering för att duga som styrparameter.
  • Ett resultat i en process är inte en generell sanning. Studien bakom artikeln beskriver en specifik biofilmprocess med växlande flödesriktning. Hur väl samma kolstyrning fungerar i ett konventionellt aktivslamverk med andra bassängvolymer är en öppen fråga.
  • Fermentering kräver plats och drift. Det behövs en fermentor, slamhantering runt den och personal som förstår processen. Det är en anläggningsdel till, inte bara en inställning i styrsystemet.

Det viktigaste att ta med sig

  1. Flyktiga fettsyror (VFA) är den kolform som denitrifierare och fosforackumulerande bakterier kan använda direkt — och de kan tillverkas ur verkets eget slam genom fermentering.
  2. Syftet är att ersätta inköpt extern kolkälla som metanol, med besparingar i kostnad, inköpsberoende och klimatavtryck.
  3. Doseringstidpunkten avgör nyttan. Kol som doseras i närvaro av syre förbrukas utan att bidra till vare sig kväve- eller fosforrening; redoxstyrning riktar det mot rätt fas.
  4. Svenska verk har ofta låg kvot mellan kol och kväve, delvis på grund av inläckage i ledningsnätet, vilket gör extern kolkälla vanlig och alternativet värdefullt.
  5. Den stora avvägningen är kol till process kontra kol till biogas — fermenterat material blir inte metan i rötkammaren.
  6. Returströmmarna måste räknas med. Fermentering frigör också ammonium och fosfat som går tillbaka till huvudprocessen.

Källor och vidare läsning

Uppgifterna kontrollerade 3 september 2026. Resultaten från den refererade studien avser den specifika process som undersöktes och är inte generella dimensioneringsvärden.