HÅVA. Hållbarhetsanalys av värmeåtervinning ur avloppsvatten Magnus Arnell November Hållbart samhälle Urban Water Management

Transkript

1 HÅVA Hållbarhetsanalys av värmeåtervinning ur avloppsvatten Magnus Arnell November 2018 RISE Research Institutes of Sweden Hållbart samhälle Urban Water Management

2 UTMANINGEN 2

3 Potentialen med värmeåtervinning 7,5 TWh/år 3

4 Bakgrund 4

5 Möjligheter för värmeåtervinning

6 Risk med värmeåtervinning 6

7 Påverkan på reningsverket Biologisk kväveavskiljningsprocess (nitrifikation) mycket temperaturkänslig Lägre temperatur => längre slamålder krävs => större volym => högre kostnad Problem i befintliga ARV om temperaturen blir för låg 7

8 PROJEKTET 8

9 Syfte med projektet Öka kunskapen om värmeåtervinning ur avloppsvatten Utreda hållbarhet på systemnivå Miljönytta Påverkan på ARV Nytta för fastighetsägare Socio-ekonomisk påverkan 9

10 Mål med projektet Kunskapssammanställning om värmeåtervinning Utveckla nödvändiga modellverktyg för systemanalys Fallstudier för att utreda samhällelig hållbarhet med värmeåtervinning Olika positioner för återvinning (1 till 4) Varierande implementationsgrad Kopplingar till energisystem Kostnadskalkyler Samverkan med andra förändringar, t.ex. källsorterande avlopp

11 Fallstudie 1 Linköping Fokus på utveckling av ledningsnätsmodell Temperaturmätningar i spillvattenledningar Specifik reningsverksmodell Modellering av interaction med energisystem 11 David Thornell wallstars.se

12 Fallstudie 2 Malmö Fokus på variationer i spillvatten Källsorterande avloppssystem Ex-jobb på ledningsnätsmodell Generisk reningsverksmodell 12 David Thornell wallstars.se

13 Fallstudie 3 Lidingö Fokus på tunnlar och sjölednignar Specifik reningsverksmodell 13 David Thornell wallstars.se

14 14 Konsortium Lunds universitet (IEA) projektägare RISE Tre VA-org. ex. Tekniska Verken i Linköping Fastighetsbolag ex. AB Stångåstaden Hotell Nordic Choice Branschorganisationer ex. Svenskt Vatten Teknikleverantörer ex. Huber

15 RESULTAT SO FAR 15

16 Litteraturstudie färdigställd Rapport publicerad 2017, finns att ladda ned: IEA-7267.pdf 16

17 Genomförande modellutveckling 17

18 Modell hushållsspillvatten Temperatur, flöde, förorening och användningstid i hushåll antas normalfördelat Användning (frekvens) per person Grundas på data från svenska studier Temperature Flow Duration µ Q (l/min) σ Q (l/min) Table from: Sitzenfrei R., Hillebrand S. & Rauch W., Investigating the interactions of decentralized and centralized wastewater heat recovery systems. Water Science & Technology 75 (5), pp

19 Modell hushållsspillvatten Tidsserie med flöde, temperatur och belastning Exempel med 1000 personer Arbete återstår Inkludera ytterligare 8 hushåll kalibrera/validera modellen mot mätdata Jämförelse med mätning av vattenbehov till olika områden under 90-talet 1 1 Nikell, L., Vattenförbrukningens dygnsvariation. VAV VA-FORSK Rapport nr

20 Modell hushållsspillvatten Exempel på tidsserie (100 PE, 10 dygn) OBS! Endast preliminära resultat (inkluderar för tillfället endast data från två hushåll) 20

21 Modell ledningsnät Energibalans i ledningsnätet Förluster till mark och luft Påverkan av infiltration och dagvatten Biologiska reaktioner Detaljerad modell för flöde och temperatur Systemförståelse Kalibrering och validering Förenklad modell för hel stad i framtiden 21

22 Modell ledningsnät Modell inputs Spillvatten flöde och temperatur Dagvatten flöde och temperatur Infiltration flöde och temperatur Marktemperatur Lufttemperatur i ledning Ledningsdata (längd, diameter, lutning, etc.) 22

23 Modell ledningsnät Exempel: Effekt av ledningslängd Påverkan av ovidkommande vatten Q in = 2000 m 3 /d T in = 20 ºC T air = 11.5 ºC T soil = 10 ºC T inf = 10 ºC L = 10 km 23

24 Pågående temp-mätningar Ådalagatan Linköping Servisledning utanför byggnad Samlingsledning Lufttemperatur i ledning 24

25 Avloppsvattentemperatur Augusti, November,

26 Temperaturvariation reningsverk 26

27 Läs mer Projektet pågår (vår) Litteraturstudien Googla: HÅVA avlopp Alt: ava-hallbarhetsanalys-for-varmeatervinningur-avloppsvatten/ 27

28 KONTAKTUPPGIFTER Magnus Arnell RISE Research Institutes of Sweden Hållbart samhälle Urban Water Management