Spola inte kretsloppet

Transkript

1 Spola inte kretsloppet Bättre hantering av resurser i avlopp Annika Nordin, annika.c.nordin@slu.se Cecilia Lalander, cecilia.lalander@slu.se

2 Framtida utmaningar 70% mer mat behöver produceras till 2050 (FAO, 2009) 50% minskning av mineralgödsel (Steffen et al. 2015)

3 Bättre resurshantering - växtnäring Avlopp motsvarar mineralgödsel: 20-25% N 50-55% P 55-59% K Stallgödsel N P Mineral gödsel N P Energi för Avloppsrening Kvävefixering Mineralbrytning Modifierad från: Wivstad et al Ekologisk produktion möjligheter att minska övergödning, Centrum för uthålligt lantbruk, SLU, Uppsala.

4 Växtnäring från hushåll (g per person och dag) ,55 kg vete! Kväve Fosfor Urin Fekalier BDT-vatten Matavfall hh

5 Organisk material från hushåll (g per person och dag) Jordförbättring Biogas Protein 50 0 Organiskt material Urin Fekalier BDT-vatten Matavfall hh

6 Vatten som transportmedel (per person och dag) 50% ytvatten, 25% konstgjort infiltration 25% grundvatten Blandat avloppsvatten 162 L Bad-, disk- & tvättvatten 130 L KLvatten 32 L urin 1,5 L spolvatten 30 L fekalier 160 g matavfall 222 g

7 Klosettvatten- & urinsortering vs konventionell rening Ökad återföring N, P, K, S etc. & mullämnen Sparad primärenergi (-26%, -41%) Minskade växthusgaser (-38%, -25%) Minskad övergödning (-29%, -26%)

8 Hur ska detta göras? Två olika tillvägagångssätt 1. Behandla på plats 2. Centraliserad behandling Source: Modern eco house technology

9 Återvinning inget nytt! Pudrett kalkbehandlad latrin Lantbrukare betalade för gödslen Vid införande av WC Krav på behandling Krav på att ej använda ledningsvatten

10 Vilka källsorterande system används idag? Urinsortering + Stor andel av näringen + Minskad vattenförbrukning + Enkel teknik + Hygieniserat? Acceptans för toaletten Klosettvattensortering + Stor andel av näringen - Utspätt om inte.? vakuumtoalett - Vidare hygienisering (urea, våtkompost, rötning)

11 Uddevalla modellen gårdsbaserad hygienisering Minskade transporter sparar 55 kr/m 3 Ersättning till lantbrukare 60 kr/m 3 (ARV avgift 128 kr/m 3 ) Urea 40 kr/m 3 Privat Uddevalla Energi Lantbrukare (avtal för drift och ersättning (kr/m 3 )) Foto: A. Roos (Picture: Jan Wijkmark)

12 Visioner för framtiden Minimera förorening (process och produkt) Energieffektiva system Värdefulla slutprodukter koncentrerade rena användbara Hög servicenivå oavsett system

13 Urintorkning Enzym Urease CO 2 NH 3 Färsk urin Urea Hydroliserad urin Färsk urin Urea Enzym Urease Torkad urin Vatten

14 Alkalisk stabilisering av urinen Urine I N Torr varmluft Fuktig luft Torkbädd Torkningshastighet l dag -1 m -2

15

16 Urin 25 kg 0.6% N Torkad urin 1 kg >15% N 95% VOLYMREDUKTION 25 X KONCENTRERING AV KVÄVE

17 Bättre resurs- och riskhantering Industri & verksamhet BDT-vatten Klosettvatten Cr

18 Risker i perspektiv Patogener Även i djurgödsel ARV liten reduktion Läkemedelsrester Liten nedbrytning och störst påverkan i akvatisk miljö Hormoner Vatten vårt viktigaste livsmedel! Klosettvatten 40 ton/ha (132 kg N/ha)* Furosemide 2,5 g/ha: år för terapeutisk dygnsdos från morötter Amlodipine 1,1 g/ha Andra läkemedel 1 g Bekämpningsmedel konventionell odling potatis 3870 g /ha Medelvärde grödor 1580 g/ha *Leven et al Läkemedel i klosettvatten och latrin. JTI-rapport 54)

19 Ref: Jönsson et al., 2005; NV 4974; Uppsala 2008 Föroreningar i avfall - tungmetaller (mg/kg P) Kadmium - Cd Urin KL-vatten Matavfall Cd U-sala slam Nötflyt Konv Koppar - Cu Urin KL-vatten Matavfall 1 U-sala slam Nötflyt Konv Bly - Pb Urin KL-vatten Matavfall PbU-sala slam Nötflyt Konv Nickel - Ni Urin KL-vatten Matavfall 1 U-sala slam Nötflyt Konv

20 Mask-, och fluglarvskompostering Biologisk behandling av den fasta fraktionen Sönderdelning av materielt syresätter den mikrobiella nedbrytningsprocessen Eisenia feotida Hermetia illucens Photo: Rob Hille Photo: Sam Blyth

21 Maskkompostering Bryter ned materialet % Sker vid ytan (översta 10 cm) Omvandling material till maskbiomassa 10% Känslig process Höga halter ammoniak Plötsliga förändringar i ph Höga temperaturer Hela livscykeln i materialet Dubblerar sitt antal på 3 mån Photo: Björn Vinnerås

22 Fluglarvskompostering Bryter ned materialet % Omvandling material till larvbiomassa >20 % Materialhöjden begränsade då larverna måste kunna andas Satssystem som byggs på höjden Foto: Anna Simonsson

23 Produkter Protein Kompost Foto: Björn Vinnerås Foto: Björn Vinnerås Foto: Sam Blyth Foto: Bram Dortmans

24 Val av system Enkel uppstart Foto: Björn Vinnerås Komplex uppstart Foto: Sam Blyth Hela livscykeln i materialet Låg arbetsintensitet Lägre avkastning Lokal behandling Flugodling separerat från behandling Arbetsintensivare Högre avkastning Centraliserad behandling

25 Lokal behandling Urinsorterande maskkomposteringstoalett Ecodomeo urine diversion vermicomposting toilets Source: SuSanA Secretariat

26 Centraliserat system Pilotsystem i Eskilstuna

27 Produktvärde på nyttigheter som kan utvinnas Vid behandling av 1000 kg matavfall (MA) och fekalier (F) MA Produktvärde ( ) MA F MA F F 50 MA F 0 Termofil kompostering Fluglarvskompostering (FLC) Rötning (AD) FLC + AD Organiskt gödsel Djurfoder Fordonsgas

28 Urine Faeces User interface UD Dry Toilet Ventilation Containment Collection & Transfer Conversion Plant End use

29 Frågor? Annika Nordin & Cecilia Lalander Kretsloppsteknik, Institutionen för energi och teknik Besök våran blogg: eknik/