Efter en energikartläggning av Skebäck kommunala reningsverk, beläget i Örebro, identifierades åtgärder för att förbättra energieffektiviteten. Fokus lades på att effektivisera driften vid det biologiska reningssteget, som stod för 40% av den totala elanvändningen. Tecken på överluftning identifierades då syrehalten i bassängerna låg på en ovanligt hög nivå, ungefär 6–8 mg/L under vintertid. En energieffektiv syrehalt ligger vanligtvis mellan 2–3 mg/L, och en högre syrehalt kräver mer luftning samtidigt som ammoniumreduceringen ej ökar markant (Bengtsson et al., 2019). Skebäck reningsverk har fyra parallella linjer för biologisk rening, och en av dem undersöktes genom att simulera driften av det biologiska reningssteget under ett år. 

Blåsmaskinerna för det biologiska reningssteget är dimensionerade efter sommarhalvåret, och det minsta luftflödet som kan uppnås är 3000/h. Resultaten visade att vinterhalvåret endast kräver ett luftflöde på 1200–1500/h för att upprätthålla en syrehalt kring 2–3 mg/L. Vid nuvarande drift är syreöverföringseffektiviteten på 15%, där kommunala reningsverks vanligtvis ligger mellan 20–40% (Granström & Sandberg, 2022). Genom att minska luftflödet till 1500   /h under vinterperioden uppnås en högre syreöverföring på 22%, samtidigt som energibehovet minskas med 80 MWh per linje. Syreupptaget i bassängerna varierar, vilket leder till att luftbehovet varierar. Genom att reglera luftflödet efter syreupptaget kan överluftning minimeras och energibehovet minskas med 98 MWh per linje, samtidigt som syreöverföringseffektiviteten uppnår 25%.

Under arbetets gång blev det uppenbart att kvävereningen är en dimensionerande faktor för blåsmaskinernas drift. EU:s avloppsdirektiv har fastställt det aktuella reningskravet på 15 mg/L totalkväve som årsmedelutsläpp. Samtidigt kommer reningskraven att bli ännu strängare, med nya mål för 2035 som minskar utsläppskravet till 8 mg/L (European Commission, 2022).  För närvarande körs blåsmaskinerna genom start/stopp-drift baserat på ammoniumhalten, men en övergång till kontinuerlig luftning förbättrade reningskapaciteten genom att utnyttja lågbelastningsperioder effektivare. Den aktuella reningen av ammonium klarar inte av de framtida kraven om ett utsläpp på högst 8 mg/L under vintertid, trots överluftning. Nitrathalten ut från det biologiska reningssteget varierar kraftigt och beror på brist av en extra kolkälla. För att nå fullständig kvävereduktion behöver 20–30 kg    tillsättas vid denitrifikationssteget, vilket motsvarar 10–20% av flödet från försedimenteringen. Genom att införa en extra kolkälla kan det totala kväveutsläppet ut från det biologiska reningssteget förbättras med 2 mg/L som årsmedelvärde. Med en större bassängvolym sett som en extra linje, samtidigt som nitrathalten har en tillgänglig kolkälla, kan det framtida målet på 8 mg/L nås. Genom att reglera blåsmaskinens luftflöde efter syreupptaget, samtidigt som blåsmaskinerna körs kontinuerligt och en extra biologisk reningslinje införs, kan reningskapaciteten förbättras från nuvarande 14.2 mg/L totalkväveutsläpp som årsmedel till 9.7 mg/L, samtidigt som elförbrukningen minskas med 98MWh årligen per blåsmaskin till följd av minskad överluftning.