Vatten- och avloppslösningar för Ingmarsö

Transkript

1 Vatten- och avloppslösningar för Ingmarsö Jämförelse och uthållighetsbedömning av VA-lösningar Linda Tegelberg Frida Pettersson Erik Kärrman Rapportserienr: 2012:4 Augusti 2012 CIT Urban Water Management AB

2 SAMMANFATTNING På uppdrag av Skärgårdsstiftelsen har Urban Water genomfört en systemanalys med analysverktyget VeVa med syftet att beräkna ekonomiska och miljömässiga konsekvenser vid introduktion av avloppslösningar på Ingmarsö. Fyra scenarier har analyserats: 1. Vakuumtoalett med klosettvatten till sluten tank, BDT till enskilda markbäddar a. Lokal omhändertagning av klosettvatten i en ureahygieniseringsanläggning b. Central omhändertagning av klosettvatten i Margretelunds avloppsreningsverk 2. Urinsortering med urin till urintank och torr fekaliehantering, BDT till markbädd 3. Allt hushållssavlopp till markbädd. Från studien kunde följande slutsatser dras: Vad gäller utsläpp av kväve till recipient klarar samtliga system hög skyddsnivå för fosfor, systemen i scenario 1a, 1b och 2 med god marginal, medan scenario 3, där allt avlopp går till markbädd, får ett beräknat kväveutsläpp som är högre än dagens utsläpp. För fosfor klarar scenario 1a, 2 och 3 hög skyddsnivå och scenario 1b med klosettvattenhantering i centralt reningsverk endast klarar normal skyddsnivå. Samtliga system klarar skyddsnivån för BOD 7 och utsläppen av kadmium skiljer sig inte nämnvärt mellan systemen. Återföringspotentialen av näring är högst för scenario 1a, 1b och 2. Scenarierna med sorterande system och lokal lagring och hantering (1a och 2) blir dyrare men kräver samtidigt mindre energi. 2

3 FÖRORD På uppdrag av Skärgårdsstiftelsen, i projektet EU-projektet Green Islands, har CIT Urban Water Management AB (Urban Water) genomfört en jämförelse av miljö- och kostnadskonsekvenser för införandet av olika VA-system på Ingmarsö, Österåkers kommun, i Stockholms skärgård. Jämförselen gjordes med en VeVa-analys för att ge underlag till framtida hållbara VA-system för Ingmarsö men även för att resultaten ska kunna vara applicerbara på andra skärgårdsöar. Till projektet var en projektgrupp och en referensgrupp kopplad. Projektgrupp Erik Kärrman Linda Tegelberg Frida Pettersson Urban Water (uppdragsledare) Urban Water, VeVa-modellerare Urban Water, VeVa-modellerare Referensgrupp Cecilia Wibjörn Jonathan Alm Lars Westling Projektledare Green Islands (projektledare) Karläggare, Green Islands, Skärgårdsstiftelsen Tillsynsman och områdeskännare för Ingmarsö 3

4 INNEHÅLL 1 INLEDNING Bakgrund Målformulering, inriktning och avgränsning Ingmarsö VeVa-verktyget Systemgränser för en likvärdig jämförelse Parametrar som analyseras Referensvärden NV-allmänna råd och återföringsmål MODELLERING AV VA-SCENARIER Befintlig VA-status Beskrivning av scenarier Scenario 1a: Vacuumsystem med lokal klosettvattenhantering Scenario 1b: Vacuumsystem med central klosettvattenhantering Scenario 2: Urinsortering med torr fekaliehantering Scenario 3: Alt avlopp till markbädd med fosforfälla Antaganden för beräkningar RESULTAT OCH DISKUSSION Utsläpp till recipient Fosfor till åkermark Årskostnader SLUTSATSER REFERENSER... Fel! Bokmärket är inte definierat. BILAGA A Antaganden för kostnadsberäkningar... Fel! Bokmärket är inte definierat. 4

5 1 INLEDNING 1.1 Bakgrund och uppdragsbeskrivning Skärgårdsstiftelsen medverkar i projektet Green Islands som syftar till att ta fram principer och goda exempel på ekologiskt hållbart boende på öar i Östersjön. I projektet medverkar sex öar i Stockholms skärgård. Parallellt med aktiviteter ingår projektdelar även i Finland och Estland. I detta uppdrag genomfördes en studie av olika lösningar för avloppshanteringen på Ingmarsö (även Brottö inkluderat) i Österåkers kommun, som är en av de svenska öarna i Green Islands-projektetet. Fastigheterna i området har i många fall en otillräcklig vattenförsörjning och undermålig avloppshantering och området ligger idag utanför kommunalt verksamhetsområde för vatten och avlopp. På grund av öns avstånd till befintligt vatten- och avloppsnät har endast lokala VA-lösningar på Ingmarsö studeras, ej alternativ med överföringsledningar. Denna rapport redovisar miljöpåverkan, kostnader och energiåtgång från olika VA-alternativ för Ingmarsö. Studien genomfördes med ett verktyg för uthållighetsbedömning av VA i omvandlingsområden (VeVa). Veva har utvecklats av företagen CIT Urban Water Management AB (nedan benämnt Urban Water) och Ecoloop AB. VeVa används för att göra jämförelser för miljöpåverkan och kostnader för olika VA-lösningar för ett geografiskt område. 1.2 Målformulering, inriktning och avgränsning Syftet med detta uppdrag var att genomföra en VeVa-analys för Ingmarsö för att jämföra olika VAlösningar med avseende på miljöpåverkan och kostnader. Resultaten från VeVa-studien skall i en fortsättning (ej detta uppdrag) kunna användas för att ta fram allmänna indikatorer för uthållighetsbedömning av VA-hantering på svenska öar i projektet Green Islands. Studien avgränsades till att analysera miljöaspekterna; utsläpp av kväve, fosfor, BOD 7 och kadmium till recipient, potentiell återföring av kväve och fosfor till åkermark samt energianvändning. Kostnader analyseras som årskostnad inklusive investering/kapitalkostnad samt drift och underhållskostnad för VA-systemen. 1.3 Ingmarsö Ingmarsö tillhör Österåkers kommun och ligger i Stockholms skärgård, och är belägen ca 25 km rakt österut från Åkersberga. Ön har omkring 150 bofasta men under högsäsong kan där bo över 2000 personer. Ingmarsö är ca 1 mil lång och 1 km bred och Brottö, som ingår i benämningen Ingmarsö i denna studie, är omkring en femtedel så stor (Figur 1.1) (ingmarsö.se, 2012). 5

6 Figur 1.1. Karta över Ingmarsö (källa: ingmarso.se). Ett litet bostadsrättsområde får dricksvatten från ytvattentäkten Storträsk, men resterande hushåll har enskilda brunnar. Även avsaltningsanläggningar för dricksvatten förekommer. Majoriteten av hushållen har torra toalettlösningar med infiltration av BDT-vatten (bad- dusch- och tvättvatten) och ca 20 % av hushållen har WC. På ön i nära anslutning till byhuset Lurkan finns en före detta anläggning för avfallssortering. Platsen är tänkbar för eventuell gemensamhetsanläggning. Platsen har tidigare använts till avvattning av latrin från tunnor, kompostering av torr fraktion och infiltration. Intilliggande våtmark finns också tillgänglig för eventuell efterpolering. Ett dike leder vidare till en gammal sandgrop i vilken det dumpats diverse skrot men som kan saneras för eventuell användning. Man måste då leda om vatten under vägen som nu infiltrerar till sandgropsträsket. 1.4 VeVa-verktyget Verktyg VeVa har utvecklats i syfte av att ge underlag för beslut till berörda tjänstemän inför val av VA-teknik i ett område eller del av kommun. Resultatet från VeVa-verktyget ger en jämförelse mellan VA-systemen i dagens situation och framtida scenarier för VA-försörjning i studerat område. Jämförelsen avser miljöpåverkan och kostnader för olika VA-system. Under åren har verktyget utvecklats och tillämpats bland annat i kommunerna Värmdö, Norrtälje, Haninge, Södertälje, Uppsala, Örebro, Falkenberg, Tanum och Vaxholm. 6

7 1.4.1 Systemgränser för en likvärdig jämförelse För att kunna jämföra de olika VA-systemen mot varandra måste de uppfylla samma villkor, därför används systemgränser (vad som ska ingå och inte ingå i de system som studeras). Tre typer av avgränsningar används, geografisk avgränsning, tidsmässig avgränsning och teknisk avgränsning. Geografisk avgränsning: Ingmarsö och Brottö ingår i utredningen. Tidsmässig avgränsning: Detta har varit en framåtsyftande studie men utgått från dagens situation, dvs systemen som studerats kan teoretiskt genomföras på kort sikt och är funktionella för en lång tid. Studiens tidsperspektiv innefattar anläggning av systemet och att systemet därefter används i minst 30 år framåt. Resultaten, exempelvis miljöpåverkan, energianvändning och kostnader fördelas på system per användare och år (t ex kg N-utsläpp till recipient/person, år). Varje system består av olika delar som i sin tur har olika livslängd. Hur lång tid de olika avloppssystemen och dess komponenter i verkligheten kan komma att användas är svårt att förutsäga, därför antas generellt en 30-årig avskrivning på investeringarna (anläggning och tillverkning av komponenter). Avskrivningen handlar i det här fallet inte om investerade pengar utan om investerad energi för anläggning och tillverkning av komponenter. Energianvändning för tillverkning av komponenter som enligt tillverkare har en längre livslängd än 30 år divideras alltså på 30 år och redovisas i energianvändning per användare och år. Komponenter med kortare livslängd än 30 år delas däremot på den rekommenderade livslängden och redovisas på så sätt också i energi per användare och år. För de specifika livslängderna, se Antaganden för beräkningar (avsnitt 2.3). Teknisk avgränsning: Studerade VA-lösningar på Ingmarsö inkluderar dricksvattenproduktion och distribution till fastigheten, avledning av avloppsvatten och rening av avloppsvattnet samt hantering av avloppsprodukter (Figur 1.2). Produktion dricksvatten Distribution Avledning Rening avloppsvatten Avloppsprodukter Figur 1.2. Schematisk beskrivning av vilka delar av VA-systemet som studeras i VeVa Parametrar som analyseras VeVa gör substansflödesanalys för kväve (N), fosfor (P), biokemiskt syrebehov (BOD 7 ) och kadmium (Cd) samt beräknar energianvändning i ett livscykelperspektiv. Dessutom beräknas kostnader för investering, drift och underhåll omräknat till årskostnad. Miljöaspekter och kostnader som beräknas i VeVa illustreras i Figur

8 MILJÖ KOSTNAD Belastning på recipient Potentiell återföring Dricksvatten användning Energianvändning Kapitalkostnad Drift och underhåll Tillverkning Anläggning Drift och underhåll Figur 1.3. Schematisk bild av de miljö- och kostnadsaspekter som studeras i VeVa-verktyget. Kostnadsberäkningarna ger underlag för dricksvattenproduktion och distribution till hushåll, bortledning av avloppsvatten och avloppsvattenrening samt hygienisering och lagring av avloppsprodukter (Figur 1.3). Kostnader för spridning av avloppsprodukterna på åker ingår dock ej. Kostnadsberäkningarna redovisas som årskostnad för systemen (kr/boende, år). Årskostnaden är summan av kapitalkostnaden (investeringskostnaden beräknas till en kapitalkostnad baserad på produktens/anläggningens livslängd och 4 % kalkylränta) och drift- och underhållskostnaden. De kostnader som redovisas är alltså inte den kostnad som den boende kommer att få betala för ett nytt system, utan hur mycket en specifik typ av VA-system kostar årligen om man utgår från att systemet ska betala av sig under dess livslängd. Mer information om vad som ingår i kapitalkostnad samt drift och underhållskostnad, och vilka livslängder kostnadsberäkningarna baseras på, finns i Bilaga A Referensvärden NV-allmänna råd och återföringsmål Normal och hög skyddsnivå I resultatredovisningen för utsläpp av kväve, fosfor och BOD 7 till recipient (Kapitel 3) används Naturvårdsverkets allmänna råd för normal och hög skyddsnivå som referensvärden. Tabell 1.1. redogör för Naturvårdsverkets uppsatta nivåer, Allmänna råd för små avloppsanordningar (NFS 2006:7). Tabell 1.1. Naturvårdverkets Allmänna råd för små avloppsanordningar Normal skyddsnivå Kväve, N - 50 % Fosfor, P 70 % 90 % BOD 7 90 % 90 % Hög skyddsnivå Miljömål: Återföring av fosfor i avloppsprodukter till åkermark Under miljökvalitetsmålet God bebyggd miljö finns ett antal delmål som berör avfall. Ett av målen berör fosforåterföring från avloppsprodukter. Målet beskriver att senast år 2015 ska minst 60 procent av fosforföreningarna i avlopp återföras till produktiv mark, varav minst hälften bör återföras till åkermark. 8

9 I resultatredovisningen för återföring av avloppsprodukter (Kapitel 3) redovisas återföring av totalfosfor (summan av växttillgängligt och svårtillgängligt fosfor). För resultatredovisningen av totalfosfor används miljömålet för återföring av fosfor som referensvärde. 9

10 2 MODELLERING AV VA-SCENARIER Verktyget VeVa tillämpades för att utföra arbetet. Uppställda alternativ och kriterier för vatten- och avloppshantering har tagits fram i samverkan med referensgruppen. Vid modelleringen utnyttjades lokala data där det var möjligt, därefter erfarenhetsdata från liknande VeVa utredningar. Fyra scenarier studerades för Ingmarsö och jämfördes med det befintliga systemet: 1. Vakuumtoalett med klosettvatten till sluten tank, BDT till enskilda markbäddar c. Lokal omhändertagning av klosettvatten i en ureahygieniseringsanläggning d. Central omhändertagning av klosettvatten i Margretelunds avloppsreningsverk 2. Urinsortering med urin till urintank och torr fekaliehantering, BDT till markbädd 3. Allt hushållssavlopp till markbädd. Scenarierna beskrivs mer i detalj nedan liksom metoderna för hygienisering av avloppsfraktioner. Studien omfattar Ingmarsö inklusive Brottö. Det centrala reningsverk som användes i studien var Margretelund som är beläget ca 20 km väster om Ingmarsö, och är det verk som idag tar emot slam från Ingmarsö (Figur 2.1). Verket har idag kapacitet för ytterligare pe. Slamsteget är dock det begränsande steget och det är oklart om ökade mängder slam kan komma att tillsättas i slamsteget eller om det kommer att tillsättas i vattenfasen och därmed genomgå hela reningsprocessen i verket. Antagandet görs att slam från slamavskiljare för BDT antas tillsättas i slambehandlingssteget i C-ARV. Fosforrening i detta steg bortses liksom belastning på recipienten. Slam och klosettvatten i scenarierna antas tömmas landvägen med en dumper som tar 7m 3, då detta är den enda möjliga metoden för transport landvägen. Slammet/klosettvattnet körs sedan med båt till Margretelund. Antagandet baseras på hur slamtömningen sker idag enligt Värmdö Skärgårdstransporter. I tre scenarier (scenario 1a, 2 och 3) är det enbart slam från BDT-slamavskiljare som tas till Margretelund. Eftersom detta endast är en lite del av det totala avloppet från ett hushåll, har energianvändning för anläggning av det centrala avloppsreningsverket bortsetts från. För scenario 2 är energin för anläggning av det centrala ARV med eftersom även klosettvattnet förs dit och genomgår hela reningsprocessen. 10

11 Figur 2.1. Margretelunds avloppsreningsverk (röd cirkel) tar idag emot slam från slamavskiljare och slutna tankar på Ingmarsö. Lokala och enskilda reningsanläggningar studeras. I de sorterade systemen renas/hygieniseras de utsorterade fraktionerna med lagring (urin) och ureahygienisering (klosettvatten) för att sedan avsättas på åkermark. Fraktioner från lokala anläggningar transporteras med en dumper (som tar 7 m 3 ) på ön och sedan vidare till fastlandet med båt. Slam från Margretelund antas avsättas på åkermark inom en radie på 10 km. Vägarna på ön uppgår sammanlagt till en sträcka på 15,5 km. Detta används vid beräkningar av transporter. 2.1 Befintlig VA-status Ingmarsö har, som tidigare nämnts, ca 120 fastboende, men antalet invånare kan stiga uppemot 3000 personer under sommarmånaderna. Efter diskussion med beställaren gjordes följande antaganden om boendefrekvens: 22% permanentboende med 2 personer per hushåll 78% fritidsboende med 3 personer per hushåll och bostaden utnyttjas i snitt sex månader om året, varav 2 månader alla dagar och varje helg de resterand 4 månaderna. Vattenförsörjning sker främst via enskilda brunnar och även en del avsaltningsanläggningar. Ett litet bostadsområde med lägenheter får sitt vatten från Storträsk (ytvatten). En enkätundersökning rörande fastighetsägarnas avlopp på ön som genomfördes 2010 visade att majoriteten av fastigheterna på Ingmarsö har slamavskiljare eller liknande hantering av avloppet. Utifrån enkätundersökningen har följande antaganden gjorts för det befintliga systemet: 18% WC+infiltration 1% WC+stenkista 3% WC till avloppsreningsverk 45% torrtoa+infiltration 33% torrtoa+stenkista Slam och klosettvatten från enskilda anläggningar (slamavskiljare och slutna tankar) töms idag av Värmdö Skärgårdstransporter, en underleverantör till Ragnsells, och förs till det närmaste centrala 11

12 avloppsreningsverket (ARV) Margretelund. Margretelund har ytterligare kapacitet för pe, men slambehandlingssteget är begränsat, varför tömning av slammet sker både till slambehandlingssteget och till vattenfasen. Text om recipient. 2.2 Beskrivning av scenarier Scenario 1a: Vacuumsystem med lokal klosettvattenhantering Fastigheterna får vatten från enskilda borrade brunnar. För avlopp används separata system för BDToch klosettvatten: vacuumtoalettsystem för klosettvattnet med uppsamling i sluten tank och slamavskiljare med efterföljande behandling i markbädd för BDT-vattnet. Slam från slamavskiljare körs till Margretelunds avloppsreningsverk och tillsätts i slambehandlingen. Klosettvatten behandlas lokalt med ureahygienisering. Slam från ureahygieniseringen antas spridas på åker på ön. Systemet innebär att en lokal ureahygieniseringsanläggning anläggs på ön och att restfraktionen med fördel kan spridas på ön eller på en närliggande ö med någon form av jordbruk. En del lokala transporter krävs då ön anses för bergigt för att det ska vara lämpligt att installera ett lokalt ledningsnät. Figur 2.3. Scenario 1a: Vacuumtoalett med klosettvatten till sluten tank, BDT till enskilda markbäddar, lokal omhändertagning av klosettvatten i ureahygieniseringsanläggning Ureahygienisering Hög temperatur och högt ph är de vanligaste behandlingsmetoderna för hygienisering (avdödning av patogener) av klosettfraktioner. De flesta patogener föredrar ett ph runt 7 och patogenbelastningen minskas med tiden när ph stiger över 9. För snabb inaktivering av patogener är ett ph på önskvärt. För att höja ph-värdet i fekaliebelastade avloppsfraktioner är det nödvändigt att lägga till kemikalier eller material med hög ph och tillsats av urea, ett kvävegödselmedel (N46), har visat sig vara en lämplig kemikalie. Urea både ökar ph och är toxiskt för mikroorganismer. Förutom tillsättning av urea, kräver metoden inga extra tillsatsmaterial eller ytterligare energi för att få processen att fungera. 12

13 2.2.2 Scenario 1b: Vacuumsystem med central klosettvattenhantering Fastigheterna får vatten från enskilda borrade brunnar. För avlopp används separata system för BDToch klosettvatten: vacuumtoalettsystem för klosettvattnet med uppsamling i sluten tank och slamavskiljare med efterföljande rening i markbädd för BDT-vattnet. Slam från slamavskiljare samt klosettvatten körs till Margretelunds avloppsreningsverk och tillsätts i vattenfasen, vilket innebär att den genomgår alla steg i reningsverkets reningsprocess. Systemet innebär en del transporter till fastlandet av slam och klosettvatten, dock sker inga transporter ev BDT-vatten, som är den betydande mängden i avloppssammanhang. Figur 2.4. Scenario 1b: Vacuumtoalett med klosettvatten till sluten tank, BDT till enskilda markbäddar, central omhändertagning av klosettvatten i Margretelund Scenario 2: Urinsortering med torr fekaliehantering Fastigheterna får vatten från enskilda borrade brunnar. För avlopp används separata system för BDT, urin och fekalier. Urin samlas upp i slutna tankar och hygieniseras genom urinlagring i en gemensam urinlagringsanläggning på ön, fekalierna samlas upp och bildar fekaliekompost som kan spridas på den egna tomten och BDT-vattnet renas med slamavskiljare med efterföljande behandling i markbädd. Slam från slamavskiljare körs till Margretelunds avloppsreningsverk och tillsätts i slambehandlingen. Återföring av näringsämnen som resultat från spridning av torr fekaliefraktion på den egna tomten finns inte med i modelleringen. Systemet innebär att en lokal urinlagringsanläggning inrättas. 13

14 Figur 2.5. Scenario 2: Urinsortering med urin till urintank och torr fekaliehantering, BDT till markbädd Urinlagring Även om urin, ur smittskyddssynpunkt, är en ren fraktion finns dock risk att uppsamlad urin har förorenats av fekalier och att eventuella patogener utgör en risk vid hantering och spridning. Lagring anses som en tillräcklig barriär för att åstadkomma hygienisering. Urin innehåller högre koncentrationer av ammonium som omvandlas till ammoniak under lagring. Dessa höga koncentrationer av ammoniak, som leder till ökat ph, inaktiverar mikroorganismer i urinen efter några månader Scenario 3: Allt avlopp till markbädd med fosforfälla Fastigheterna får vatten från enskilda borrade brunnar. Allt avlopp behandlas i markbädd med fosforfälla efter slamavskiljare. Slam från slamavskiljare körs till Margretelunds avloppsreningsverk och tillsätts i slambehandlingen. Av markbäddssand och fosforfälla antas 20% spridas på åkermark och resterande fraktioner antas spridas på den egna tomten. Figur 2.6. Scenario 3: Allt hushållssavlopp till enskild markbädd samt fosforfälla. 2.3 Antaganden för beräkningar Slam från slamavskiljare för BDT antas tillsättas i slambehandlingssteget i C-ARV och rening i detta steg bortses liksom belastning på recipienten. 14

15 Ca 20% av det totala kväveinnehållet i hushållsslammet utgörs av BDT-slam och driftsenergin för C- ARV då enbart BDT-slam tas om hand antas vara 20% av driftsenergin för att behandla allt hushållsavlopp. (Scenario 1a och 2). Slamavskiljare för BDT-vatten töms var annat år. Slamavskiljare för BDT och klosettvatten töms en gång per år. Sluten tank för klosettvatten töms en gång per år. Reningsgrad vid infiltration antas vara densamma som för en markbädd. I de befintliga reningsanläggningarna antas reningen vara reducerad och endast 50 % procent av flödet antas renas. Värden för Käppala reningsverk antogs gälla för Margretelund. 100 % av avloppsprodukterna antas spridas på åkermark inom en radie på 10 km från där fraktionen insamlats. Följande antaganden har gjorts vid kostnadsberäkningarna. Kapitalkostnaden ska täcka kostnader för: Tillstånd Geoteknisk undersökning Besiktning Entreprenad (material och utförande) Drift och underhållskostnaden täcker kostnader för: Service och underhåll (material och utförande) inklusive byte av filtermaterial/kemikalier/pumpar Tillsyn Följande livslängder används för avskrivning av kostnader: Dricksvattenbrunnar 50 år Gemensamhetsverk och små avloppssystem år Pumpar 15 år Markbädd, sluten tank, minireningsverk 20 år 15

16 3 RESULTAT OCH DISKUSSION Resultat för utsläpp till recipient (kväve, fosfor, BOD 7 och kadmium) från befintliga avlopp på Ingmarsö har jämförts med de fyra ovan beskrivna scenarierna. Vidare har systemen jämförts med avseende på potentiell återföring av näringsämnen till åkermark, energiåtgång samt årskostnad. I figurerna som beskriver resultaten av miljö- och kostnadsanalysen har förkortningar används enligt: C-ARV (Centralt avloppsreningsverk: Margretelund), KV. (klosettvatten), ureahyg. (ureahygieniseringsanläggning), urinsort. (urinsortering), torr fek. (torr fekaliehantering) och MB (markbädd). 3.1 Utsläpp till recipient Beräknade utsläpp av kväve (N), fosfor (P), BOD 7 och kadmium (Cd) visas i Figur där befintliga avlopp (randiga staplar) jämförs med klosettvattensorterande system (ljusgröna), urinsorterande system (mörkgrönt) samt samlat avlopp till enskild lösning (gult). Resultaten är beräknade för 22 % åretruntboende och 78 % fritidsboende i området. Skyddsnivåer för normal- och hög miljöskyddsnivå finns markerade i figurerna för jämförelse. Figur 3.1 visar utsläpp av kväve till recipient i de olika scenarierna. Samtliga system klarar utsläppskraven för hög skyddsnivå. De befintliga avloppen (scenario 0) har en förhållandevis låg andel kväve som når recipient. Detta beror till stor del på att 78 % av de befintliga avloppssystemen klassades till torr toalettlösning och för dessa toalettlösningar antogs det att endast BDT-vattnet belastar recipienten. Toalettfraktionen antogs spridas på den egna tomten. Därmed blir belastningen från de befintliga avloppen låg. Scenario 1a, 1b och 2 klarar gränsen för hög skyddsnivå för kväve med god marginal. Den högre belastningen på recipienten från scenario 1b beror på att klosettvattnet tillsätts i vattenfasen i C- ARV. För de båda andra scenarierna (1a och 2) går enbart slam från BDT-slamavskiljare till C-ARV och antas tillsättas i slambehandlingssteget, där inga utsläpp till recipient sker. Toalettfraktionerna i scenario 2 antas spridas på åker eller i den egna trädgården. Även scenario 3 klarar skyddsnivån, men med sämre markinal än de övriga systemen. Detta beror på att kvävereningen i slamavskiljare och markbädd inte är lika effektiv som anläggningarna i de andra scenarierna, varför utsläppet ligger på gränsen. 16

17 Kväve till recipient [kg/boende,år] 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Hög skyddsnivå: 50% Figur 3.1. Utsläpp av kväve till recipient för befintliga avlopp och de studerade scenarierna.) Befintliga avlopp (randiga staplar) jämförs med klosettvattensorterande system (ljusgröna), urinsorterande system (mörkgrönt), samt samlat avlopp till enskild lösning (gult) visas i figuren. I Figur 3.2 visas utsläpp av fosfor till recipienten i de olika scenarierna. De befintliga avloppen klarade normal, men inte hög, skyddsnivå. Dock klarade alla framtida scenarier kravet på normal skyddsnivå för utsläpp av fosfor till recipient. Av framtidsscenarierna var det endast scenario 1b som inte klarade kravet för hög skyddsnivå. Av samma anledning som för kvävet blev utsläppen av fosfor något högre eftersom det scenariot innebär ett utsläpp till recipienten från toalettfraktioner. Bäst reduktion erhölls med scenario 3 där extra rening med P-fälla i de enskilda systemen effektivt bidrar till minskade fosforutsläpp. 17

18 Fosfor till recipient [kg/boende,år] 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00 Normal skyddsnivå: 70% Hög skyddsnivå: 90% Figur 3.2. Utsläpp av fosfor till recipient för befintliga avlopp och de studerade scenarierna. Befintliga avlopp (randiga staplar) jämförs med klosettvattensorterande system (ljusgröna), urinsorterande system (mörkgrönt), samt samlat avlopp till enskild lösning (gult) visas i figuren. Bortsett från de befintliga avloppen är det bara scenario 3 som, på marginalen, inte klarar reduktionskravet för BOD 7 (Figur 3.3). BOD7 till recipient [kg/boende,år] 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 Skyddsnivå: 90% Figur 3.3. Utsläpp av BOD 7 till recipient för befintliga avlopp och de studerade scenarierna. Befintliga avlopp (randiga staplar) jämförs med klosettvattensorterande system (ljusgröna), urinsorterande system (mörkgrönt), samt samlat avlopp till enskild lösning (gult) visas i figuren. 18

19 De befintliga avloppen har relativt höga utsläpp av kadmium till recipienten. Utsläppen av kadmium med utgående vatten från anläggningarna i de studerade scenarierna visade sig högst från scenario 3 med markbädd även för klosettvatten (Figur 3.4). Skillnaden mellan scenarierna med urinsortering respektive klosettsortering var liten vilket beror på att största andelen kadmium finns i BDT-vattnet och dessa scenarier hade alla samma BDT-rening. Detta är också anledningen till att de befintliga avloppen hamnar på ett större utsläpp, då status för de befintliga reningsanläggningarna för BDT inte är känd, har reningen i dessa antagits vara lägre än för godkända system ( worst case scenario ). Kadmium till recipient [mg/boende,år] Figur 3.4. Utsläpp av kadmium till recipient för befintliga avlopp och de studerade scenarierna. Befintliga avlopp (randiga staplar) jämförs med klosettvattensorterande system (ljusgröna), urinsorterande system (mörkgrönt), samt samlat avlopp till enskild lösning (gult) visas i figuren. 3.2 Fosfor till åkermark Alla sorterande scenarier uppfyllde målet om återföringen av 60 % fosfor till produktiv mark och samtliga scenarier klarar målet på 30 % till åkermark (Figur 3.5). Kvaliteten av den återförda avloppsprodukten är dock högre för de sorterande systemen då målet nås med växttillgänglig fosfor, utan att behöva räkna med den svårtillgängliga fosforn. Som angivits tidigare, görs antagandet i beräkningarna att 100 % av avloppsprodukterna sprids på åkermark. Anledningen till att scenario 3 har en förhållandevis låg återföring jämfört med de andra beror på att återföringen genom användning på den egna tomten (80%) inte visas i figuren. 19

20 0,3 kg/boende,år 0,2 0,1 0,0 Svårtillgängligt P Växttillgängligt P 60% P till produktiv mark 30% P till åkermark Figur 3.5. Fördelningen mellan växt- och svårtillgänglig fosfor till åkermark från de olika scenarierna. Miljömålen för återföring av fosfor till 60 % respektive 30 % finns markerade som streckade linjer i figuren. 3.3 Årskostnader Årskostnaden beräknad för de framtida scenarierna består av systemets kapitalkostnad samt driftoch underhållskostnad (Figur 3.6). Totala kostnaderna ligger på mellan kr per boende och år. Sortering medför dock en kostnadsökning om ca kr per person och år vid jämförelse med de konventionella systemen kr/boende,år K: Vattenproduktion K: Avloppsrening K: Ledning inom tomt DoU: Vattenproduktion DoU: Avloppsrening DoU: Ledning inom tomt Figur 3.6. Årskostnad för studerade scenarier fördelat på utgiftspost samt om det är en drift- och underhållskostnad (randiga) eller kapitalkostnad (helfärgad). Eftersom samma vattenkälla (enskild brunn) används i samtliga scenarier, är kapital- och drift- och underhållskostnaderna för dessa samma. 20

21 Kapitalkostnaden består i huvudsak av avloppsreningen. Kapitalkostnaden för scenario 1a och 2 är något högre och beror på att dessa innefattar anläggande av gemensamhetsanläggning i form av ureahygieniserings- eller uringlagringsanläggning. Småskalig rening innebär att färre personer bär kostanden för systemet, vilket visar sig här. Scenario 2 har fyra fraktioner som ska hanteras, varför detta alternativ blir något dyrare. Skillnaden i årskostnaden på under 1000 kr per person och år kan antas ligga inom felmarginalen. 3.4 Energiåtgång Energiåtgången för systemen visas i ett antal figurer (figur ) samt sammanslaget i figur Energiåtgången för olika materialframställning och anläggning visas i figur 3.7. Systemen är likvärdiga men scenario 3 har en något lägre energiåtgång. Det är också det system som kräver minst komponenter. Tittar man däremot på driftskostnaderna i figur 3.8. faller scenario 3 ut som det dyraste systemet i energiförbrukning, vilket beror på att fosforfällan är energikrävande i framställning. Vidare kräver de lokala, sorterande systemen (1a och 2) mindre transporter och blir därmed betydligt energisnålare i drift och underhåll. Elförbrukningen är högre då många fraktioner renas i C-ARV som för scenario 1b men även ureahygieniseringen kräver en del energi i form av el MJ/boende, år El Fossil Figur 3.7. Energianvändning vid materialframställning och användning. 21

22 MJ/boende, år Fossil (transporter) Fossil El Figur 3.8. Energianvändning för drift och underhåll. Fossil energiåtgång i form av transporter visas separat med randiga fält då transporter är en viktig del i energisammanhang. De olika systemen innebär även energibesparingar i form av ersatt handelsgödsel och potentiell biogas. Dessa redovisas i figur 3.9. De sorterande systemen med lokal hantering och rening har hög återföringspotential och det visar sig också i energibesparingarna. Kväve är energikrävande att framställa som gödsel och för scenario 1a och 2 får man en bra återföring av dessa och därmed erhålles en hög energibesparing MJ/boende, år Fossil El Figur 3.9. Energibesparing för ersatt handelsgödsel och potentiell biogasproduktion. 22

23 Den summerade energianvändningen visas i figur Där har även potentiell energibesparing räknats med. Urinsortering (scenario 2) faller ut bäst och även Scenario 1a med ureahygieniseringsanläggning står sig bra ur en sammanlag energisynpunkt. Transport till fastland är en energislukare och ju fler fraktioner som fraktas, desto högre blir givetvis energiåtgången. Scenario 3 har den högsta energianvändningen, vilket främst beror på den energikrävande processen att framställa fosforfällan MJ/boende, år Fossil El Figur Summerad energianvändning, materialframställning, anläggning och drift (inkl ersättning handelsgödsel och potentiell biogasproduktion). 23

24 4 SLUTSATSER Utifrån ekonomisammanställningen (årskostnad) och den summerade energianvändningen kan slutsatsen dras att scenarierna med sorterande system och lokal lagring och hantering (1a och 2) blir dyrare men kräver samtidigt mindre energi. Vad gäller utsläpp av kväve till recipient klarar samtliga system hög skyddsnivå (50%). Systemen i scenario 1a, 1b och 2 med god marginal, medan scenario 3, där allt avlopp går till markbädd, får ett beräknat kväveutsläpp som är högre än dagens utsläpp. För fosfor klarar scenario 1a, 2 och 3 hög skyddsnivå (90%) och scenario 1b med klosettvattenhantering i centralt reningsverk endast klarar normal skyddsnivå (70%). Samtliga system klarar skyddsnivån för BOD 7 (90%), dock på marginalen för scenario 3, och utsläppen av kadmium skiljer sig inte nämnvärt mellan systemen. Återföringspotentialen av näring är högst för scenario 1a, 1b och 2, dock något missvisande då återföring av markbäddsmaterial och fosforfälla inte är inkluderat. Störst andel växttillgänglig näring erhåller med scenario 1a och ureahygienisering. 24