Källsorterande avloppssystem och miljömålen. Håkan Jönsson Professor Institutionen för energi och teknik SLU

Relevanta dokument
Spola inte kretsloppet

små avlopp i kretslopp

Teknikmarknad Teknikmarknad

System för återföring av fosfor i källsorterade fraktion av urin, fekalier, matavfall och i liknande rötat samhälls- och lantbruksavfall

Källsorterat avlopp för ökad biogasproduktion och ökad näringsåtervinning. Hamse Kjerstadius

Sorterande system för biogas från avlopp och matavfall

Stadsrenovering H+ Källsorterande system vid nybyggnation i Helsingborg. Hamse Kjerstadius

SAMLADE ERFARENHETER AV KÄLLSORTERANDE SYSTEM ERIK KÄRRMAN

Biogödsel Kol / kväve Kväve Ammonium- Fosfor Kalium TS % 2011 kvot total kväve total av TS %

Handläggning av slamärenden. Ewa Björnberg miljöförvaltningen i Lund

Växjö väljer termisk hydrolys varför och hur?

Unikt system i Lund Klosettvatten till energigrödor

RISKER MED SMÅSKALIGT SLAM bakterier, virus och läkemedelsrester. Annika Nordin

Slamfrågan. Möte 7 okt 2009 SpmO. Sunita Hallgren Lantbrukarnas Riksförbund, LRF

Lägesrapport för källsorterande tekniksystem och för enskilda avlopp

Kretslopp för avlopp Södertälje kommun och ansökan om tillstånd för avlopp

Är det längre försvarbart att sprida avloppsslam? Viktiga aspekter på och moderna metoder för slamhantering

Hur arbetar vi med kemikaliefrågorna i REVAQ

Hur kan vi skörda den urbana växtnäringen?

Lantbrukstillsyn december 2018 Stockholm 7

Avloppshantering och miljömålen

Så kan avloppsfraktioner återföras till kretsloppet - redovisning av en pilotstudie för Kungsbacka kommun

Slam som fosforgödselmedel på åkermark

Nr , Utvärdering av filter i dagvattenbrunnar en fältstudie i Nacka kommun

Avloppsrening för att uppnå morgondagens miljömål. Anneli Andersson Chan, Utvecklingschef VA

Varför kretslopp? Övergödning - Rätt sak på fel plats! Kretsloppsanpassade avloppslösningar i skärgården. Vad innehåller avlopp från hushåll?

Från avlopp till resurs. Elisabeth Kvarnström Urban Water Management RISE

Alla produkter klarar Naturvårdsverkets nya krav. Fastighetsägaren Avloppsreningens viktiga funktioner

Disposition. Källsorterande teknik. Mats Johansson Avloppsguiden / VERNA Ekologi AB mats@avloppsguiden.se / mats@verna.se

Kretslopp av avloppsfraktioner vad vet vi om avloppsfraktionerna? Anna Richert Richert Miljökompetens

något för framtidens lantbrukare?

Hållbara kretslopp mellan stad och land. Nära mat, Luleå januari 2016 Janne Linder

Arbetet pågår - klart 30 sep Hushållsnära avloppsfraktioner. Genomförande. Certifiering eller kvalitetssäkring?

Bilaga nr 8. Analys av mätdata i Telge Återvinning AB:s miljörapporter Mätpunkt YV3

Förslag till nya regler om slam. Linda Gårdstam Naturvårdsverket

Behåll näringen på land! Finns det annan värdefull samhällsnytta?

Terminsblocket Uthålliga vatten- och avloppssystem

Ett giftfritt avlopp. Information till företag i Jönköpings kommun

Regeringsuppdrag fosfor Effekterna av Naturvårdsverkets förslag. Lund 20 december 2013 Anders Finnson Svenskt Vatten

UPPDRAG: AVLOPP. Toaletten - slasktratt eller sparbössa

Framtidens VA kretslopp av näring och vatten

Pilotförsök för ökad biogasproduktion. hygienisering av slam vid Sundets reningsverk i Växjö

Innehåll

FOSFORUTVINNING UR AVLOPPSSLAM FINNS TEK- NIKEN IDAG?

Utmaningar för ett svenskt hållbart jordbruk

VAD ÄR AVLOPPSVATTEN? VARFÖR BEHÖVS AVLOPPSVATTENRENING? AVLOPPSRENINGSVERKETS DELAR

Spillvatten- bestämmelser för Skövde kommuns allmänna VAanläggning. Beslutad av kommunfullmäktige 15 december 2014, 174. Dnr KS2014.

Produktiviteten, effektiviteten och klimatet

Villkor för framtidens kretslopp om vi nu ska ha något? Örebro 20 januari 2015 Sunita Hallgren, LRF, Anders Finnson Svenskt Vatten

NSVA - Nordvästra Skånes Vatten och Avlopp AB

SÄTTERSVIKENS AVLOPPSRENINGSVERK. Hammarö kommun

Möjligheter och risker vid samrötning

Återföring av näring från små avlopp

H+ Helsingborg. Mer nytta från avlopp och avfall - tre rör ut i H+ Oceanpiren. Uthålliga kommuner i Skåne juni 2017 Länsstyrelsen i Skåne

Södertäljemodellen för avlopp i kretslopp

Små avlopp i kretslopp i Södertälje. Avlopp i kretslopp förankring i Södertälje. Externa medel avgörande för processen!

Erfarenheter från matavfallskvarnar på Fullriggaren, Malmö. Mimmi Bissmont, VA SYD Åsa Davidsson, Lunds universitet

Regeringsuppdrag fosfor repetition + vad händer nu? Lund 12 december 2014 Anders Finnson Svenskt Vatten

Certifiering av avloppsslam

FAKTABLAD. Så här producerar vi mat för att samtidigt hålla jorden, vattnet och luften frisk!

Avlopp i kretslopp i Uddevalla. Anna Thorén

Varför återföring av klosettvatten

Slamhantering ett framtida problem? Hur ska växtnäringen i vår restprodukt utnyttjas i framtiden?

Vatten- och avloppslösningar för Ingmarsö

På väg mot en hållbar återföring av fosfor Catarina Östlund Naturvårdsverket

KILENE AVLOPPSRENINGSVERK. Hammarö kommun

Sammanfattning. Inledning

Hållbar återvinning av näring

Produktkedja Vagga till grav (cradle to grave) Ekologiskt fotavtryck Miljöbelastning Konkreta exempel på hur varje individ kan konsumera smartare

Rapport 2015:20 Avfall Sveriges Utvecklingssatsning ISSN Årsrapport 2014 Certifierad återvinning, SPCR 120

Klimatpåverkan från gårdsbaserade biogasanläggningar

PROJEKTBESKRIVNING PROBLEM / SYFTE. Hållbart kretslopp små avlopp. LRF genom Lantbrukarnas Ekonomi AB


Uppdatering av Aktionsplan för återföring av fosfor ur avlopp Naturvårdsverkets svar på RU. Bakgrund. Hållbart nyttjande av fosfor

Hållbarhetsanalys för VA och organiskt hushållsavfall

Nytt avloppsreningsverk i Lidköping

Klosettvatten i kretslopp

Lyft produktionen med rätt vattenrening

Växtnäringsflödena i många av naturens ekosystem är hållbara kretslopp, även sett över mycket lång tid. Ett exempel på detta är

Miljödepartementet Enheten för kretslopp och kemikalier STOCKHOLM

Vad betyder slam för markens bördighet? Gunnar Börjesson & Thomas Kätterer, SLU

Informationsträff om enskilda avlopp. Varför ska vi rena avlopp? Ebba af Petersens. Ebba af Petersens. WRS Uppsala AB


Biogödsel från rötning av musslor

Teknikmarknad. Bengt Simonsson Torbjörn Andersson. Läkemedelseliminering uppströms urinseparation

Varför prioriterar Sverige. markbaserade anläggningar

Styrmedel för ökad biogasproduktion Kickoff och nätverksträff, Biogas Väst, 18 mars

Slamspridning på åkermark

Klimatpåverkan av rötning av gödsel

VeVa Tynningö Prel. version

Uthålliga vatten- och avloppssystem (eller till någon av delkurserna i blocket!)

Avloppets växtnäring till jordbruket i ett livscykelperspektiv

Söderåsens Bioenergi AB

Miljöpåverkan från avloppsrening

Teknik för precisionsspridning av flytgödsel och rötrester - onlinemätning av växtnäringsinnehåll - surgörning för att minimera ammoniakförluster

Vattenreningsteknik 3p (5p)

Miljonprogrammet utveckla eller avveckla?

slammets värde och avsättning

På väg mot en hållbar återföring av fosfor

Slamspridning på åkermark

Transkript:

Källsorterande avloppssystem och miljömålen Håkan Jönsson Professor Institutionen för energi och teknik SLU

Innehåll Näring och metaller i urin & fekalier Urin- och klosettvatten-(kl-)sortering systemstruktur Urin och KL-vatten som gödsel Behandlingsprocesser för urin & KL-vatten Volymer och läkemedel Systemvärderingar -energi, N ut Andra aspekter Slutsatser

Näring i hushållsavlopp, g/pers,år 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 431 55 219 548 128 11680 183 365 61 4015 329 876 256 16936 2701 Kväve Fosfor Kalium Svavel Org material Urin Fekalier BDT-vatten Fosforfria tvätt- & diskmedel. Ref: Jönsson m.fl. 2005

Metaller i hushållsavlopp, mg/per,år 100% 90% 80% 4 0 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 1460 365 73 45 146 69 37 4 4 4 0 0 Cu Cr Ni Pb Cd Hg Urin Fekalier BDT-vatten 73 14 Ref: Jönsson m.fl., 2005. Nybyggt område (gammalt område har 2-5 ggr så mycket i BDT-vattnet) Cd/P-kvot: Urin ca 0,6; Fekalier 30; KL-vatten 11 och BDT-vatten ca 67 mg Cd/kg P 5 3

Foto: Gustavsberg Foto: www.saniphos.nl Foto: Yara.se Foto: Wostman Ecology Foto: H. Jönsson Foto: H. Jönsson Urinsortering - systemstruktur Insamling Behandling/hygienisering Nyttiggörande Stockholm Vattens urinlagring vid Bornsjön. Kapacitet: 450 m 3 /år Spridning av urin vid Bornsjön. WME DS Ecoflush Gustavsberg SaNiPhos process plant, Zutphen, NL. Kapacitet 5000 m 3 /år. Start 2010. Spridning av mineralgödsel

Foto: Gustavsberg Foto: H. Jönsson UASB-septisk tank, Sneek, Nederländerna Foto: E..von Muench Ill: Telge Nät & Makaron Produktion Foto: H. Jönsson KL-sortering - systemstruktur Vattensnål insamling Behandling/hygienisering Nyttiggörande Urea Behandlingsanläggningen för KLvatten i Södertälje. Spridning av urin vid Bornsjön. Urinsorterande

Urin & KL-vatten som gödselmedel 90% effekt jämfört med NH 4 NO 3 när NH3-förlusterna efter spridning tagits hänsyn till. Ungefär samma som NH 4 + -N Ref: Johansson m.fl. 2000 P-effekt som lättlösligt P-gödselmedel Ref: Kirchman & Pettersson, 1995. KL-vatten bör vara snarlikt

Sammansättning som bortförd näring Fig: Jönsson & Vinnerås, 2013

Behandlingsprocesser för KL-vatten Behandlingsprocess N P C H 2 O Energi + notering Ref % % % % Våtkompost - hygienisering 99-100 100 70-90% 100 70-110 MJ/p,år + org. material Skjelhaugen, 1999 Urea 1,0-1,5% 97+U 100 100 100 Nordin, pers.m. Kombi - våtkompost+urea 0,5% 95+U 100? 100? Nordin, pers. m. Rötning UASB KL-vatten 90+10 60+40 22%+? 100 130-150 MJ/p, år de Graaf 2010 Rötning UASB-septiktank KL-vatten + matavfall 100 335 MJ/p, år de Graaf 2010 Om spolvolymen kommer under 5-6 liter per person, 24 timmar bör urinens urea räcka vid temperaturer >22 C. Detta motsvarar 2 m 3 /p, år Efter våtkompost, kombi och rötning bör produkten kunna koncentreras som urin, t.ex. med 50% nitrifiering och RO eller destillation.

Behandlingsprocesser för urin Behandlingsprocess & syfte N % P % C % H 2 O % Energi + notering Ref Lagring - hygienisering 99 100 99? 100 0 MJ/m 3 (exk. Tank) Jönsson m.fl. 2000 Maurer m.fl. 2006 Destillation volymreduktion 95 100 99 5 180-400 MJ/m 3 Maurer m.fl. 2006 Frysning/tining volymreduktion 80 80? 25 1100 MJ/m 3 Maurer m.fl. 2006 RO, reverse osmosis Hellström& volymreduktion Försurning konservering 100 100 100 100?, +60 mol H + /m 3 Maurer m.fl. 2006 Alkalisk konservering & torkning 80 100 100 10??, + 6-15% aska Vinnerås, pers. m. Partiell nitrifiering konservering 100 100 18 100 Maurer m.fl. 2006 Struvitfällning fosfor åter 3 98 0 2 50 MJ/m 3, +Mg 2+ Maurer m.fl. 2006 Jonbyte kväve åter (Zeolit) 64-80 0 0??, + 15 kg Zeolit/m 3 Maurer m.fl. 2006 Ammoniakstrippning kväve åter 95 0 0 5-10 25 MJ/m 3 Maurer m.fl. 2006 Anammox kvävereduktion 20 100 100 100? Maurer m.fl. 2006 Elektrodialys läkemedelsrening 90 90 90 35 100 MJ/m 3, -90% Maurer m.fl. 2006 läkemedel Nanofiltrering läkemedelsrening 85 2 60? 22 MJ/m 3, -92% Maurer m.fl. 2006 läkemedel Ozon + avancerad oxidation läkemedelsrening 100 100 0 100?, -100% läkemedel Maurer m.fl. 2006 Maurer m. fl. (2006) har antagit 9 kg N/m3 urin.

Behandlingsprocesser för urin Behandlingsprocess & syfte N % P % C % H 2 O % Energi + notering Ref Lagring - hygienisering 99 100 99? 100 0 MJ/m 3 (exk. Tank) Jönsson m.fl. 2000 Maurer m.fl. 2006 Destillation volymreduktion 95 100 99 5 180-400 MJ/m 3 Maurer m.fl. 2006 Alkalisk torkning volymred. 80 100 100 10??, + 6-15% aska Vinnerås, pers. m. Frysning/tining volymreduktion 80 80? 25 1100 MJ/m 3 Maurer m.fl. 2006 RO, reverse osmosis volymreduktion 70 73? 20?, Dalhammar enl. Maurer m.fl. 2006 Försurning konservering 100 100 100 100?, +60 mol H + /m 3 Maurer m.fl. 2006 Partiell nitrifiering konservering 100 100 18 100 Maurer m.fl. 2006 Struvitfällning fosfor åter 3 98 0 2 50 MJ/m 3, +Mg 2+ Maurer m.fl. 2006 Jonbyte kväve åter (Zeolit) 64-80 0 0??, + 15 kg Zeolit/m 3 Maurer m.fl. 2006 Ammoniakstrippning kväve åter 95 0 0 5-10 25 MJ/m 3 Maurer m.fl. 2006 Anammox kvävereduktion 20 100 100 100? Maurer m.fl. 2006 Elektrodialys läkemedelsrening 90 90 90 35 100 MJ/m 3, -90% Maurer m.fl. 2006 läkemedel Nanofiltrering läkemedelsrening 85 2 60? 22 MJ/m 3, -92% Maurer m.fl. 2006 läkemedel Ozon + avancerad oxidation läkemedelsrening 100 100 0 100?, -100% läkemedel Maurer m.fl. 2006 Maurer m. fl. (2006) har antagit 9 kg N/m3 urin.

Volymreduktion alkalisk torkning och produktion av ammoniumtritrat Foto: S. Dutta Foto: SuSanA Ohydrolyserad urin blandas med 5-15% aska Lufttorkning - rumsventilation Högt ph gör att urean inte hydrolyserar Kvar: N 70-90%; PKS etc. 100% Konc. upp till 20% N Urea ammonium Nitrifiera 50% Ammoniumnitratlösning koncentreras lufttorkning, destillation eller RO

Behövs volym- och läkemedelsreduktion? Volym 1250 kor + 1250 kvigor producerar ca 35 000 m 3 /år KL-system hemma 25 000 personer (1,3 m 3 /p,år) Urinsortering hemma 65 000 personer (0,55 m 3 /p,år) Läkemedel Gödsling med urin till höstvete enligt N-behov Maxdos läkemedel Oxytetracycline 0,1 g/ha (Winker m.fl., 2009) Potatis i Skåne fick 2009/10 1340 g/ha ogräsmedel och 2530 g/ha svampmedel, tillsammans 3870 g bioaktiva ämnen. Tungmetaller Urin 0,6 mg Cd/kg P och KL-vatten ca 11-13 mg Cd/ha Läkemedlen kan tas bort, om vi vill.

Urinsortering vs konventionellt system US+åter. Drift. Energi -63 MJ/p, år (varav -31 i reningsverket och -75 mineralgödsel). N ut -45% (Jönsson m.fl. 2000, 2002) US+åter. Investring & drift. Primärenergi -86 MJ/p, år (varav -56 i reningsverket och -87 mineralgödsel). N ut -1160 g/p,år (Tidåker m.fl. 2007) US+åter. Drift. Energi -95 MJ/p, år (22%) (varav -38 i reningsverket och -58 mineralgödsel). N ut -130 g/p,år (Balmer m. fl. 2002) US+konc+åter. Investering & drift. Primärenergi -284 MJ/p, år (58%) N ut +/-0, GHG 48% (Maurer m.fl. 2003) US+struvit+anammox. Drift. Energi reningsverk -235 MJ/p,år (<100%). N ut 85% (från 7 till 1 mg/l) (Wilsenach & van Loosedrecht, 2003) US+åter. Drift. Energi -122 MJ/p, år (varav -52 i reningsverket och - 102 mineralgödsel). N ut -75%, -375 g/p,år (Wittgren m.fl., 2011) US+åter. Drift. Energi VA-system -180 MJ/p, år och -101 mineralgödsel. N ut +/-0 (Jönsson m.fl. 2012)

KL-sortering vs konventionellt system KL+rötning+åter. Investring & drift. Energi +22 MJ/p, år (+3%). Övergödande ut -66 kg O 2 /p,år (-45%) (Tidåker m.fl. 2006) KL(snål)+rötning+åter. Drift. Energi +620 MJ/p, år (+200%). N ut -1078 g/p,år (Balmer m. fl. 2002) KL(torr)+åter. Drift. Energi -115 MJ/p,år. Övergöd: 77% (Jönsson m.fl. 2005) KL(vakuum)+urea+åter. Drift. Energi -176 MJ/p, år (varav - 139 i reningsverket och -190 mineralgödsel). N ut -85%, -425 g/p,år (Wittgren m.fl., 2011) KL+åter. Drift. Energi VA-system -252 MJ/p, år och -155 mineralgödsel. N ut +/-0 (Jönsson m.fl. 2012)

Andra effekter av källsortering Urin och KL-sortering Återför mycket ren och växttillgänglig växtnäring Minskar utsläppen vid bräddning Underlättar väsentligt avloppsreningen Enbart mekanisk och biologisk rening kan ge 1 mg N/l ut (Wilsenach & von Loosedrecht, 2003) Energibehov för rening kan minska <100% beroende på mindre elbehov och mera biogas (Wilsenach & von Loosedrecht, 2003) Minskar utsläppen av växthusgaser. Minskar kväve till och lustgas från reningsverk och mineralgödsel Ökar utsläppen av ammoniak (eutrofierande och övergödande) KL-sortering Underlättar återvinning av värme i BDT-vattnet - 3200 MJ/p, år Reducerar kraftigt spridningen av resistenta organismer i miljön Reducerar kraftigt risken för smitta i recipienten Reducerar kraftigt spridningen av hormoner och läkemedel till vatten Sambehandling med matavfall underlättas!

Slutsatser Väl utformade källsorterande system genomgående bättre vad gäller miljö & resurser än konventionellt system Källsorterande system bidrar mot flera miljömål Koncentration/volym på återförd produkt viktig Miljömålet bör styra mot hållbara system och mot hållbar återföring av växtnäring. Kväve viktigt ur energi-, växthusgas-, ekonomi- och skördesynpunkt. Förslag till mål: 15% av mängden N, P, K & S i KL-vatten skall återföras, dock minst 40% av dess P. Skulle ge större måluppfyllnad för källsorterande system än för konventionellt, eftersom även N, K och S värdesätts. Skulle kunna uppfyllas om 44% av slammet och 3% av KL-vattnet återförs, eller 33% av slammet och 6% av KL-vattnet.