Miljöpåverkan från avloppsrening

Transkript

1 Miljöpåverkan från avloppsrening Erik Levlin Kgl. Tekniska Högskolan, Inst. Mark och Vattenteknik, Stockholm, Sverige

2 Miljöpåverkan från avloppsrening Övergödning från utsläpp av näringsämnena Kväve och Fosfor Klimatpåverkan från reningsprocessen

3 Klimatpåverkan från reningsprocessen + Reningsverken kan producera biogas som ersätter fossila bränslen Processen kräver energi vars produktion ger utsläpp av växthusgaser

4 Energikonsumtion och produktion vid avloppsrening In Energiproduktion Fällningskemikalier Försedimentering Kemisk fosforrening Eftersedimentering Sandfilter Ut Luftning Energikonsumtion Primärslam Aktivslamprocess Returslam Slam från biosteg Rötning Biogas Rötslam

5 Energikonsumtion och produktion vid avloppsrening In Försedimentering P Energiproduktion Fällningskemikalier Primärslam Kemisk fosforrening Aktivslamprocess Returslam P Slam från biosteg Eftersedimentering Sandfilter Rötning Ut P Biogas Rötslam Luftning Energikonsumtion

6 Energikonsumtion och produktion vid avloppsrening Kemisk fosforrening In Försedimentering N N Primärslam Biologisk kväverening Kvävgas N Aktivslamprocess Returslam Slam från biosteg Eftersedimentering Sandfilter Rötning Ut Biogas Rötslam Luftning Energikonsumtion Energiproduktion

7 Energikonsumtion och produktion vid avloppsrening Kemisk fosforrening Biologisk kväverening In Försedimentering Organiskt material Primärslam Aktivslamprocess Returslam Slam från biosteg Eftersedimentering Sandfilter Rötning Ut Biogas Rötslam Luftning Energikonsumtion Energiproduktion

8 Energikonsumtion och produktion vid avloppsrening Kemisk fosforrening Biologisk kväverening In Försedimentering Organiskt material Primärslam Aktivslamprocess Returslam Slam från biosteg Eftersedimentering Sandfilter Rötning Ut Biogas Rötslam Luftning Energikonsumtion Energiproduktion

9 Baltic Sea Action Plan Sverige åtagandena inom Baltic Sea Action Plan innebär att utsläpp av kväve till Östersjön skall minska med ton/år och fosfor med 270 ton/år. De totala utsläppen måste reduceras där utsläpp från avloppsreningen spelar en viktig roll.

10 Baltic Sea Action Plan Ett förslag är att alla tillståndspliktiga reningsverk når 80 % avskiljning av kväve. Ett annat är tillståndspliktiga reningsverk når ett gränsvärde på 2 mg Kväve/l i utgående vatten. För att uppnå detta beräknas avloppsreningsverkens energiförbrukning att öka med MWh/år och behovet av organiskt material (mindre mängd producerad biogas) med ton BOD/år. Ökad klimatpåverkan!

11 Forskare oeniga om nyttan av kväverening Den internationella forskargrupp som har granskat Östersjöns tillstånd och åtgärder för att minska övergödningen är inte enig om nyttan av kväverening. Ska man i fortsättningen koncentrera sig på fosforrening eller även fortsätta med kvävereduktion? Låga kvävehalter i havet och höga koncentrationer av fosfor sägs ge svår algblomning i Östersjön. Låga kvävehalter och höga fosforkoncentrationer främjar tillväxt av kvävefixerande giftiga alger.

12 Fosfatfrigörning från bottensediment

13 Miljöpåverkan från fosfor och kväverening Ökad Kväverening kan leda till större problem med algblomning och ökad klimatpåverkan från reningsprocessen Ökad fosforrening leder till minskad algblomning utan att ge ökad klimatpåverkan

14 Avfallskvarnar?

15 Avfallskvarnar? Kemisk fosforrening Biologisk kväverening In Försedimentering Organiskt material Primärslam Aktivslamprocess Returslam Slam från biosteg Eftersedimentering Sandfilter Rötning Ut Biogas Rötslam Luftning Energikonsumtion Energiproduktion

16 Avfallskvarnar? Ökar mängden organiskt material vilket ger mer biogas. Kemisk fosforrening Biologisk kväverening In Försedimentering Organiskt material Primärslam Aktivslamprocess Returslam Slam från biosteg Eftersedimentering Sandfilter Rötning Ut Biogas Rötslam Luftning Energikonsumtion Energiproduktion

17 Ångbåt som renar skärgården? Idé om organiskt material för f r fartygsdrift

18 Super Critical Water Oxidation Ånga Energin återvinns som ånga Matarvatten Ångkokare Värmeväxlare Utloppskylare Tryckreducering CO2, O2, N2 Gas/Vätska Separator Rent vatten, Oorganisk rest Avloppsvatten Matarvattenpump Tank Malning 250 Bar Högtryckspump 400 C Reaktor 600 C Värmare Gas Syreförångare Syrepump Allt organiskt material oxideras Syre

19 Fasdiagram för vatten Tryck (bar) 221 Is Vätska Superkritisk fas Gas 374 Temperatur ( C)

20 Ångbåt som renar skärgården? Fartyget tar in vatten som leds till en SCWOreaktor. Organiskt material som alger och olja oxideras och ångan driver fartyget. För att erhålla tillräcklig hög organisk halt (3 %) tillsätts bränsle. Kvävet i algerna avgår som kvävgas Fosforn binds i den oorganiska resten som sparas för fosforåtervinning.

21 Jämförelse av metoder för behandling av organiskt material Metod Anaerob rötning Super Critical Water Oxidation Kompostering Energiutvinning Hälften 2.5 kwh/kg som biogas Nästan allt 5 kwh/kg som ånga Ingen Oxiderat organiskt material Hälften Allt Hälften