Hur påverkar mängden tillskottsvatten kostnader och miljöpåverkan från reningsverken? Catharina Grundestam

Transkript

1 Hur påverkar mängden tillskottsvatten kostnader och miljöpåverkan från reningsverken? Catharina Grundestam

2

3 VA-kluster Mälardalen Ett forsknings- och utbildningskluster inom vatten och avloppsområdet. Samarbete mellan forskare och VA-organisationer. Medlemmar är universitet och högskolor, VA-organisationer och forskningsinstitut. Mälardalsklustret arbetar med stöd från Svenskt Vatten Utveckling. Klustret har också finansiellt stöd från ett antal VA-organisationer i Mälardalsregionen. Klustret bildades 2010.

4 18 medlemsorganisationer 5 akademiska institutioner Kungliga Tekniska Högskolan (KTH) Lunds universitet (LU) Mälardalens högskola (MDH) Sveriges Lantbruksuniversitet (SLU) Uppsala universitet (UU) 2 Forskningsinstitut Svenska Miljöinstitutet () RISE Research Institutes of Sweden (RISE) 11 VA-organisationer Enköpings kommun (EK) Eskilstuna Miljö och Energi (ESEM) Käppalaförbundet (KF) Mälarenergi NODRA Stockholm Vatten och Avfall SYVAB (SYV) Tekniska Verken i Linköping (TV) Uppsala Vatten (UV) Växjö kommun (VK) Örebro kommun (ÖK)

5 Forskningsområden System och reningstekniker med närings- och resursåterföring. Metodik, teknik och kunskap för uppströmsarbete och hållbara kretslopp. Digitala tekniker för resurseffektiva avloppssystem.

6 Hur påverkar mängden tillskottsvatten kostnader och miljöpåverkan från reningsverken?

7 Hur påverkar mängden tillskottsvatten kostnader och miljöpåverkan från reningsverken? SIMFRAM 1: Vilka effekter får skärpta reningskrav på miljön? SIMFRAM 2.0 Vilka effekter får skärpta reningskrav på miljön när man även tar med ökad mängd tillskottsvatten?

8 3 Fallstudier 3 reningsverk Kungsängsverket, Västerås anslutna m 3 /d (2012) Käppala, Lidingö anslutna m 3 /d (2012) Henriksdal, Stockholm anslutna m 3 /d (2012)

9 Förutsättningar SIMFRAM1 Genom modellering undersöka miljöeffekterna då reningsverk får hårdare krav på utsläppshalter. Antagande om framtida belastning. Framtida processkonfiguration modellerades. Antagande om framtida utsläppskrav.

10 Scenarier SIMFRAM 1 Referens: Nuvarande krav Nuvarande process Nuvarande belastning Jämför effekt av nya utsläppsvillkor Scenario krav: Framtida krav Framtida process Nuvarande belastning Jämför effekt av ytterligare belastning Scenario belastning: Framtida krav Framtida process Framtida belastning

11 Metodik Scenarier simuleras i dynamiska processmodeller Data från processmodellerna används för att göra en LCA Ett mått på hur nya utsläppskrav påverkar miljön!

12 Processmodellering Benchmark Simulation Model No. 2 Greenhouse gas (BSM2G) Activated Sludge Model No 1 (ASM1) Modeller över växthusgasutsläpp Anaerobic digestion model No. 1 (ADM1) Nedbrytning av organiskt material, nitrifikation, denitrifikation (inte fosfor) Avgång av lustgas (nitrifierares denitrifikation, denitrifikation), avgång av CO2, indirekta utsläpp Hydrolys, syrabildning, ättiksyrabildning, metanproduktion LCA-modellering

13 Resultat - SIMFRAM 1 Alla tre verken måste tillsätta kolkälla för att klara framtida krav. Aktivslamprocesssen bidrog mest till klimatpåverkan, förbrukning av fossila resurser och materialresurser. Kolkällans ursprung har stor betydelse. Slamlagret bidrog mest till ökad försurning.

14 SIMFRAM 2.0 Ett av de modellerade scenarierna från SIMFRAM 1 valdes till basfall : Framtida processkonfiguration Framtida belastning Framtida förväntade utsläppskrav

15 SIMFRAM Inflödesmodell Högupplöst data! Simulerade inflöden: Basfall 50% mer hårdgjord yta 50% mindre hårdgjord yta 50% mer infiltration 50% mindre infiltration

16 m 3 /d SIMFRAM resultat För alla tre verken hade infiltrationen störst betydelse. Andelen vatten från hårdgjord yta utgör liten del av det totala inflödet och har nästan ingen påverkan. Alla verken klarade utsläppskraven trots det ökade flödet Kungsängen snabb avrinning infiltration industri hushåll

17 m 3 /d m 3 /d SIMFRAM resultat Henriksdal Käppala snabb avrinning infiltration industri hushåll snabb avrinning infiltration industri hushåll

18 SIMFRAM 2.0 resultat miljöpåverkan Viktigaste orsaker till förändringar i miljöpåverkan som resultat av förändrat inflöde till Kungsängsverket. Funktionell enhet 1 kg avskilt kväve. Ökad infiltration Minskad infiltration Ökad snabb avrinning Minskad snabb avrinning Kategori Förändr. Viktigaste orsak Förändr. Viktigaste orsak Förändr. Viktigaste orsak Förändr. Viktigaste orsak Klimat Direkt N 2 O Direkt N2O - - Inl.pumpar El biosteg Inl.pumpar El biosteg Material-resurser Kolkälla Kolkälla - - Polymer mellansed Polymer mellansed Kolkälla Kolkälla Fossila resurser Polymer mellansed Polymer mellansed - - Försurning NH 3 -avgång från slamlager NH 3 -avgång från slamlager ( ) ( ) NH 3 -avgång från slamlager ( ) ( ) NH 3 -avgång från slamlager Över-gödning Utg. N tot Utg. N tot ( ) ( ) Utg. N tot ( ) ( ) Utg. N tot

19 SIMFRAM resultat löpande kostnader Kostnad per m 3 vatten renat. Basfall 50% mer infiltration 50% mindre infiltration 50% mer hårdgjord yta 50% mindre hårdgjord yta

20 SIMFRAM resultat löpande kostnader Kostnad per kg N avskilt. Basfall 50% mer infiltration 50% mindre infiltration 50% mer hårdgjord yta 50% mindre hårdgjord yta

21 SIMFRAM beräkningsverktyg Excelverktyg för att beräkna kostnader för olika val av kemikalier framtaget för de respektive verken.

22 Tack för uppmärksamheten!