KRETSLOPPSANPASSNING AV SMÅ AVLOPP PÅ VÅLLÖ Ena Bahtic Civilingenjörsstudent i miljö-och vattenteknik På uppdrag av Mönsterås kommun Detta projekt har medfinansierats genom statsstöd till lokala vattenvårdsprojekt förmedlade av Länsstyrelsen i Kalmar.
Sammanfattning Vållö är en ö belägen nordöst om Mönsterås som har identifierats som ett område där Mönsterås kommun har för avsikt att utöka sitt verksamhetsområde för vatten och avlopp. VA-planeringen i Mönsterås kommun medfinansieras av lokala vattenvårdsprojekt, LOVA. I beslutet ställs bland annat krav på att VA-planen ska fokusera på kretsloppsanpassning av fosfor. I tidigare LOVA/Leaderprojektet Kustnära avlopp ingick Vållö som ett projektområde. Inom projektet diskuterades möjligheterna med kretsloppsanpassade avloppslösningar och lokalt omhändertagande av avloppsslam på ön. Därav tillkommer denna rapport som ska ge en inblick på kretsloppsanpassade avloppslösningar på Vållö. På ön finns 25 hushåll, varav 10 är permanentboende, där alla hushåll har enskilda avloppslösningar. Vållö bör innefattas av hög skyddsnivå då området är ett Natura 2000-område och de flesta fastigheter finns inom 300 m från havet. Majoriteten av avloppslösningar har trekammarbrunn med infiltration och flera av dem uppfyller nog inte kraven av för hög skyddsnivå. Tre olika scenarier valdes att jämföras i VeVa, som är ett verktyg för jämförelse av miljöpåverkan och kostnader av olika avloppslösningar i ett omvandlingsområde. De tre scenarier som har analyserats var: 1. Klosettvattensortering och BDT-vatten i markbädd 2. Markbädd med fosforfällning. 3. Enskilt minireningsverk. Scenarierna jämfördes med avseende på utsläpp till recipient, näringsåterföring samt kostnader. Resultatet visade att vad gäller utsläpp av kväve och fosfor till recipient når scenario 1 bäst resultat. På grund av att en avloppslösning med markbädd och fosforfälla inte alltid anses nå en hög rening av kväve bör en efterföljande våtmark läggas till i scenario 2. Vid implementering av en våtmark hade scenariot fått bättre resultat av kväveutsläpp till recipienten. Scenario 1 bidrar även till mest växttillgängligt kväve till åker men bidrar med lika mycket växttillgängligt fosfor till åker som scenario 2. Årskostnad för scenario 3 är det dyraste scenariot medan scenario 1 har någon lägre årskostnad än scenario 2. En eventuell våtmark hade medfört en ännu större kostnad för scenario 2. Studien visar att det är finns metoder för att skapa ett kretsloppsanpassat avloppssystem på Vållö med lokalt omhändertagande av slam och återföra näringsämnen, men det krävs mer eller mindre någon form av brukarinsats i alla tre scenarier. Lokala avloppslösningar är lämpliga för Vållö med tanke på att det är en ö med långt avstånd till fastlandet. Miljöfördelarna jämfört med konventionella system kan väga upp nackdelarna och lösningarna skulle bidra till att nå Sveriges miljökvalitetsmål. 1
Innehållsförteckning Sammanfattning... 1 Inledning... 3 Syfte... 3 Områdesbeskrivning... 3 Metod... 4 Verktyget VeVa... 4 Kunskapssammanställning... 5 Kretsloppsanpassning... 5 Regerverk kring spridning av avloppsfraktioner... 6 Rekommendationer, normal- och hög skyddsnivå... 6 Etappmål i God bebyggd miljö... 6 Hygienisering och återföring av slam och andra avloppsfraktioner på ön... 7 Klosettvatten från slutna tankar... 7 Slam från minireningsverk... 7 Slam från slamavskiljare... 7 Fosfor från fosforfälla... 8 Beskrivning av VA-scenarier... 8 VA-scenario 1 Klosettvattensortering med rening av BDT i markbädd... 8 VA-scenario 2- Markbädd med fosforfällning... 10 VA-scenario 3- Enskilt minireningsverk... 11 Resultat... 12 Utsläpp till recipient... 12 Återföring näring... 14 Kostnader... 16 Diskussion... 18 Kretsloppsanpassning och lokalt omhändertagande av slam... 18 VeVa... 19 Sammanfattande diskussion... 20 Referenser... 21 2
Inledning Det är viktigt att ett fungerande avloppsystem finns för att både skydda människors hälsa från smittrisker och för att minska risk för övergödning och syrebrist i vattendrag. Mönsterås kommun har under 2016 tagit fram en vatten- och avloppsplan, VA-plan. VA-planen är en långsiktig handlingsplan med syftet att skapa en hållbar hantering av vatten och avlopp i kommunen och säkerställa en god vattenkvalitet i våra vattenförekomster. I VA-planen ingår en utbyggnadsplan som visar områden där kommunen har för avsikt att utöka sitt verksamhetsområde för vatten och avlopp inom planperioden (2016-2028). Områden har identifierats och prioriterats. För några av de identifierade områdena föreslås enskilda/lokala VA-lösningar. Vållö har identifierats som ett sådant område. Vållö är en ö, belägen nordväst om Mönsterås. En del av området är ett natura 2000-område på grund av Vållös unika moränskärgård. Hela natura 2000-området är ett naturreservat. I dagsläget har hushållen enskilda avlopp och de flesta av anläggningarna är en trekammarbrunn med infiltration. I och med strandskyddet och att hög skyddsnivå råder i området upp till 300 m från kusten klarar inte alla avloppsanläggningar att rena för hög skyddsnivå. Nya alternativ för avloppsrening bör ses över. VA-planeringen i Mönsterås kommun medfinansieras av lokala vattenvårdsprojekt, LOVA. I beslutet ställs bland annat krav på att VA-planen ska fokusera på kretsloppsanpassning av fosfor. I tidigare LOVA/Leader-projektet Kustnära avlopp ingick Vållö som ett projektområde. Inom projektet diskuterades möjligheterna med kretsloppsanpassadeavloppslösningar och lokalt omhändertagande av avloppsslam på ön. I denna rapport har en sammanställning kring kretsloppsanpassade avloppslösningar gjorts samt en jämförelse mellan tre olika avloppslösningar för Vållö. Klosettvattensortering och BDT-vatten till markbädd, markbädd med fosforfälla och minireningsverk. Alla lösningar är enskilda. Syfte Syftet med det här projektet var att undersöka avloppslösningar med kretsloppsanpassning på ön Vållö och lokalt omhändertagande av slam. Detta för att ge underlag åt Mönsterås kommun i VAplanen. På grund av öns geografiska läge med långt avstånd till kommunens befintliga vatten-och avloppsnät har endast lokala VA-lösningar studerats. De tre avloppslösningar som jämfördes var: Scenario 1: Klosettvattensortering och BDT-vatten till markbädd Scenario 2: Markbädd med fosforfälla Scenario 3: Minireningsverk Områdesbeskrivning Nordöst om Mönsterås ligger ön Vållö med dess skärgård. Ön ligger ungefär 2 km från fastlandet, är stor till ytan, 6.5 km lång och upp till 2 km bred. Området består av 25 hushåll varav 15 är fritidsbostäder där samtliga bor i den västra delen av ön, närmast fastlandet ( figur 1). I dagsläget är de flesta av enskilda avloppslösningar äldre och ger inte tillräckligt rening. Trekammarbrunn med infiltration är den vanligaste avloppslösningen för de befintliga hushållen. Dricksvatten till samtliga hushåll distribueras från Södra Cell Mönsterås och kommunen är huvudman för distributionen. 3
Figur 1. Karta över Vållö med utritade fastigheter. Vallö har en platt topografi med tallhed och öppna åkrar (figur 1) och jordbruksmarken används idag som betesmark och för vall. Fiske är av ett högt intresse och prioriteras i området. Berggrunden består av sandsten och jordarten är sandig-moig morän vilken är en bra infiltrationsjord som gynnar grundvattenbildningen delar av området är dock starkt påverkat av svallning och tidvis är marklagren hårda och täta. Skärgården består av morän vilket är sällsynt i Sverige och denna skärgård är den största och framkommande av den typen. Därav är området ett Natura 2000-område med bevarandesyftet Att bevara och utveckla en unik moränskärgård med de naturvärden som finns knutna till det hävdade landskapet, olikåldriga och fuktiga skogsmiljöer, stränder, öar och mellanliggande vattenmiljöer med viktiga bottenstrukturer. Hela natura 2000-området är naturreservat. Hög skyddsnivå råder på ön upp till 300 meter från kusten. Metod Vid sammanställning av rapporten användes två metoder; kunskapssammanställning och VeVa. Verktyget VeVa För att jämföra de olika behandlingsmetoderna användes VeVa, ett verktyg i Excel. Verktyget är 4
utvecklat av företagen CIT Urban Water Management AB och Ecolopp AB för att göra jämförelse av miljöpåverkan och kostnader för olika VA-lösningar i ett geografiskt område. Parametrarna som kan analyseras med VeVa är utsläpp till recipient, återföring av näring, dricksvattenanvändning, energianvändning, kapital- och driftskostnad, årskostnad, kostnad för den boende och miljökostnadsnyckeltal. Beräkningarna i VeVa grundade sig på ett antagande om 3 boende/hushåll med en hemmafrånvaro på 10 timmar/dag för de permanent boende. Friidsboende anats vara hemma hela dagen och spendera 3 månader i fritidshuset. De tre olika scenarier, klosettvattensortering med BDT-vatten till markbädd, markbädd med fosforfälla och enskilt minireningsverk, jämfördes med avseende på utsläpp till recipient, näringsåterföring och kostnader. Indata till VeVa innefattar områdesuppgifter samt litteraturvärden. Där indata har varit svår att hitta har värden från tidigare omvandlingsområden använts. Kunskapssammanställning Kretsloppsanpassning Ett kretsloppsanpassat avloppsystem är ett avloppsystem som går ut på att återanvända så mycket som möjligt av den näring i avloppsfraktioner som passerar systemet. Det innebär att sjöar och vattendrag skyddas från utsläpp av näringsämnen, eftersom näringen inte släpps ut lokalt utan samlas upp för spridning på produktiv mark. Ur ett återföringsperspektiv är fosfor, kväve och kalium mest intressant då det är dessa näringsämnen som behövs mest i jordbruket. Fosfatmineralen som används vid produktion av konstgödsel med fosfor minskar med tiden och därmed kommer konstgödselmedlet bli dyrare. Framställning av konstgödselkväve är energikrävande och att återföra näring från avlopp är ett steg mot ett långsiktigt hållbart samhälle. Källsorterade avloppsfraktioner från enskilda hushåll, som t.ex. avloppsvatten från slutna tankar, har en bättre sammansättning av olika näringsämnen än avloppsslam. Detta beror på att lösta ämnen såsom kalium samt mikronäringsämnen, samlas upp i den slutna tanken och kan omhändertas och återföras till åkermark. I ett reningsverk fastnar dessa ämnen inte i slammet utan leds ut med vattenfasen. Vid användning av slam från konventionella system varierar den potentiella återföringen av näringsämnena avsevärt. Fosfor kan återföras upp till 95 % och kväve till 18 %. I urinsorterade system och klosettvattensystem är andelen potentiell återföring betydligt högre. För klosettvattensystem kan fosfor återföras upp till 75 % och kväve upp till 91 %. Vid urinsortering kan upp till 40 % fosfor återföras och 63 % kväve. Förutom att en större andel av näringsämnena kan återföras vid sorterade system, förekommer kväve och fosfor i former som är mer växttillgängliga än vid konventionella system. Spridningsförlust av kväve är även mindre vid urinsorterade och klosettvattensystem. 5
Källsorterade avloppsfraktioner har också en större acceptans hos lantbruket. Lantbrukarnas Riksförbund, LRF, har på nationell nivå tagit ett principbeslut om att det i första hand är avloppsfraktioner av toalettvattenkvalitet man vill ta emot. Det är därför en god idé att återföra avloppsvatten från slutna tankar till åkermark. Regerverk kring spridning av avloppsfraktioner Det är endast avloppsslam bland avloppsfraktioner som regleras av särskild lagstiftning. Regleringen görs i Föreskrift (SNFS 1994:2) om skydd för miljön, särskilt marken, när avloppsslam används i jordbruket. Enligt SNFS 1994:2 gäller att avloppsslam tillåts spridas på spannmål, oljeväxter, sockerbetor och potatis för stärkelseproduktion. Avloppslam får inte användas på: -på betesmark, -på åkermark som skall användas för bete eller om vallfodergrödor skall skördas inom tio månader räknat från slamspridningstillfället, - på mark med odlingar av bär, potatis, rotfrukter, grönsaker eller frukt, dock ej frukt på träd. -på mark avsedd för kommande odling av bär, potatis, rotfrukter eller sådana grönsaker som normalt är i direkt kontakt med jorden och normalt konsumeras råa, under tio månader före skörden. Då ingen specifik reglering finns för avloppsvatten från slutna tankar och andra avloppsfraktiner från enskilda avlopp bör miljöbalkens allmänna hänsynsregler tas till. Naturvårdsverkets allmänna råd om metoder för yrkesmässig lagring, rötning och kompostering av avfall (NFS 2003:15) kan också vara tillämpbara. Spridningstider, gränser för tillåtna tillförda mängder samt regler för nedbrukning av slam och andra organiska gödselmedel anges av Jordbruksverkets Föreskrift (SJVFS 2004:62) om miljöhänsyn i jordbruket. Rekommendationer, normal- och hög skyddsnivå Naturvårdsverkets Allmänna råd för små avloppsanordningar (NFS 2006:7) används som referensvärde för normal och hög skyddsnivå i VeVa. Tabell 1 visar rekommendationen för reduktion av kväve, fosfor och BOD 7, biokemisk syreförbrukning, för de två skyddsnivåerna. Tabell 1. Naturvårdsverkets Allmänna råd för små avloppsanordningar Ämne Normal skyddsnivå Hög skyddsnivå Kväve, N - 50 % Fosfor, P 70 % 90 % BOD 7 90 % 90 % Etappmål i God bebyggd miljö Under riksdagens antagna miljömål om god bebyggd miljö fanns ett etappmål om avfall som preciserade att: senast år 2015 ska minst 60 procent av fosforföreningarna i avlopp återföras till produktiv mark, varav minst hälften bör återföras till åkermark.. I VeVa jämförs resultaten med detta etappmål. Regeringen valde 2010 att strukturera om bland miljömålen och Naturvårdsverket 6
fick i uppdrag att föreslå ett nytt etappmål för återföring av fosfor. Det förslaget innebär att senast 2018 kommer: Minst 40 procent av fosforn i avlopp tas tillvara och återföras som växtnäring till åkermark utan att detta medför en exponering för föroreningar som riskerar att vara skadlig för människor eller miljö. Minst 10 procent av kvävet i avlopp tas tillvara och återföras som växtnäring till åkermark utan att detta medför en exponering för föroreningar som riskerar att vara skadlig för människor eller miljö. Hygienisering och återföring av slam och andra avloppsfraktioner på ön Patogener finns framförallt i fekalier. Det som påverkar patogenernas överlevnad är främst temperatur, ph, ammoniakkoncentration, UV-strålning samt konkurrens med andra mikroorganismer. Dessa faktorer kan därmed användas för sig eller i en kombination för att hygienisera avloppsfraktioner. Klosettvatten från slutna tankar Latrin innehåller smittämnen och kan därför inte hanteras och spridas hur som helst tillskillnad från urin som innehåller få smittämnen. Innan man sprider latrinavfallet måste det hygieniseras. De två vanligaste tillvägagångsätten är kompost och lagring. Varmkompostlagring innebär att latrinet komposteras i en behållare under en vecka för att nå minst 50 C. Under komposteringen ska materialet röras om minst tre gånger så att allt material blir varmt. Långtidslagring innebär lagring under minst två år innan materialet används i trädgårdsodlingarna. Även om fekalierna ser ut och luktar som jord långt tidigare kan man inte vara säker på att det är smittsäkert förrän efter två år. Vid spridning av behandlade latrin i egen trädgård behövs en yta på 40-50 m 2 per person och år. Om latrin används för gödsling av grönsaker som är i kontakt med jorden och konsumeras råa, tex morötter, rekommenderas minst två växtsäsonger mellan spridning och skörd. I övriga fall, tex bärbuskar, majs eller potatis rekommenderas minst en växtsäsong mellan spridning och skörd. För blommor och annat som inte ska ätas kan tiden mellan spridning och skörd vara kortare. Slam från minireningsverk Slam från minireningsverk med slamavvattnare kan användas i trädgården som växtnäring. Vissa minireningsverk har en direkt ansluten slampåse som kan komposteras tillsammans med annat bioavfall. Vid ett eventuellt minireningsverk är det viktigt att välja ett verk som klara av att både vara i kontinuerlig drift och i fritidshus. Slam från slamavskiljare Slam från slamavskiljarna behandlas av de boende genom kompostering. Komposteringen av slammet ska ske i isolerade behållare. Botten och lock ska vara täta för att inte riskera att förorena grundvatten samt att behållarna är säkra från skadedjur. För att nedbrytningen ska fungera och för att minska luktolägenheter krävs en god syretillförsel därför behöver behållarna vara ventilerade. Behållarna kan antingen byggas själv eller köpas färdiga. Behållarna ska även inte placeras närmare än 5 m från fastighetsgränsen. En och samma kompost utan påfyllnad ska helst förvaras i 12 månader innan det sprids. Rekommenderat är att ha två stycken behållaren, en vilande och en aktiv påfyllningsbar kompost. 7
Det är viktigt att inte tillföra för mycket slam i taget, strömedel behövs blandas i. Strömedel är exempelvis flis, torra löv och bas, barkmull, färdig kompostjord och grovt sågspån. Slutprodukten från en väl fungerande kompostering är jordliknande och utan obehaglig lukt. Det färdiga kompostmaterialet bör i första hand användas som gödselmedel för prydnadsväxter och inte användas till grönsaker som äts råa. Mindre mängd slam och näring fås från en slamavskiljare där enbart BDT-vatten har passerat till skillnad från om både klosettvatten och BDT-vatten hamnar i slamavskiljaren. Fosfor från fosforfälla Det fosforbindande materialet består i de flesta fall av ett kalkbaserat material med ett högt phvärde och därav anses inte hygienisering nödvändig. Stor del av fosfor som fångas i fosforfällan är mer växttillgänglig än fosfor som fälls ut med kemikalier. Är materialet i lösvikt sker tömning med slamsugbil och om materialet är i en säck sker tömning med en kranbil. I de flesta fall är hanteringen av filtermaterial i säck enklare än hantering i lösvikt. Spridningen är enkel då en vanlig centrifugalspridare som används för spridning av mineralgödsel är också passande vid spridning av fosformaterialet. Beskrivning av VA-scenarier Större delar av Vållö behöver hög skyddsnivå. I miljönämndens Handlingsplan och riktlinjer för enskilt vatten och avlopp listas exempel på anläggningar som uppfyller kraven för hög skyddsnivå: -Minireningsverk med dokumenterad reningseffekt. -Slamavskiljning med efterföljande fosforavlastande markbädd samt våtmarker. -Toalettavlopp till sluten tank och efterföljande infiltration för BDT-avlopp. Modelleringen av enskilda VA-scenarier har försökt att efterlikna kraven så gott som möjligt och presenteras nedan. VA-scenario 1 Klosettvattensortering med rening av BDT i markbädd Det första scenariot är att klosettvatten sorteras från husets övriga avloppsvatten, BDT-vatten, och samlas upp i en sluten tank som sedan behandlas i en våtkompost för att slutligen kunna användas som gödslingsmedel. BDT-vatten renas lokalt i en markbädd, som kan läsas mer om i nästa scenario. Vid rening av BDT-vatten krävs en något mindre yta för markbädden till skillnad mot om allt avloppsvatten skulle renas i markbädden samt endast en tvåkammarbrunn som slamavskiljare. Nedan visas hela förloppet för scenario 1 i VeVa (figur 3). Fördelen med detta system är att det ger ett bra smittskydd, miljöskydd och goda möjligheter till näringsåterföring. Systemet har även visat sig vara väldigt driftsäkert och flexibelt. Nackdelen är att systemet kräver separata ledningar från toaletten, samt för att hålla klosettvattnet koncentrerat, extremt snålspolande toaletter. 8
Figur 2 Scenario 1, klosettvattensortering och BDT-vatten till markbädd. Illustrationen visar hanteringskedjan i VeVa. Klosettvatten källsorteras och samlas upp i en sluten tank. För att tanken inte ska behöva tömmas för ofta krävs att klosettvattnet är så koncentrerat som möjligt. Detta gör att i huset kräver systemet en extremt snålspolande toalett, helst rekommenderas vakuumtoaletter och dubbla ledningssystem för klosettvatten och BDT-vatten. Med vakuumtoaletter kan spolvolymen hållas låg då toaletten spolas genom att vakuum aktiveras några sekunder just under spolningen och tömmer luktlåset. Vatten används endast till att skölja toalettskålen och säkerställa funktionen hos luktlåset. Dock kan användarvänligheten sjunka då vakuumtoaletter låter mer än vanliga toaletter. Vakuumenheten placeras vid huset eller direkt vid uppsamlingstanken. Den separata hanteringen av klosettvattnet gör att nästan alla närsalter, smittämnen och det organiska materialet i avloppsvattnet inte behöver behandlas lokalt utan transporteras bort. Det är särskilt bra för områden där lämplig recipient saknas eller där risk för förorening av grundvattnet finns. Samtidigt skapar detta bra förutsättningar för återföring av närsalter till odlad mark. Scenariot förutsätter dock att klosettvattnet hygieniseras först. Våtkompostering är en biologisk behandlingsmetod som hygienisera bland annat klosettvatten så det kan användas som gödselmedel. Det är en aerob nedbrytningsprocess för flytande organiskt avfall där en aktiv syretillförsel är nödvändig. När avfall behandlas genom våtkompostering stabiliseras och hygieniseras materialet genom att bakterier bryter ner det organiska materialet som samtidigt avger värme. Våtkompostering sker vanligen i en sluten reaktor där för- och efterlagren normalt är täckta. Detta minimerar kväveförlusterna så att den komposterade restprodukten innehåller merparten av växtnäringen från den ingående materialblandningen. En stor del av kväveinnehållet övergår vid komposteringen från organiskt bundet kväve till mer växttillgängligt ammoniumkväve. Detta skapar goda möjligheter för att sluta kretsloppet för näringsämnen då avfallet kan återföras till jordbruket. Årskostnaden för ett klosettsorterande system med sluten tank är framförallt driftskostnader för tömning och tillsyn av tanken. Då systemet kräver snålspolande toaletter och dubbel leddragning, innebär det också en ökad investeringskostnad. Avståndet mellan toalett och tank bör inte vara för långt och lutningen på ledningen ska följa tillverkarens rekommendationer. En sluten tank bör inte vara mindre än 6 m 3 för ett permanenthus och vara försedd med ett nivålarm. Tanken ska vara placerad så att den är lättåtkomlig för tömning och ska tömmas minst en gång per år. Kostnader för markbädden tillkommer även, se alternativ scenario 2. 9
VA-scenario 2- Markbädd med fosforfällning Det andra alternativet för att lösa hanteringen av avloppsvatten på Vållö var markbäddar med fosforfälla och slamavskiljare. I anslutning till markbäddarna bör en efterföljande våtmark anläggas, men ett sådant alternativt finns inte i VeVa. Figur 3. Scenario 2,markbädd med fosforfälla. Illustrationen visar hanteringskedjan i VeVa När markbädd med fosforfälla används som avloppsvattenrening går avloppsvattnet först till en slamavskiljare, en trekammarbrunn. Slammet från slamskiljaren körs sedan till ett kommunalt reningsverk (figur 3). Avloppsvattnet pumpas sedan till en markbädd och sist till en fosforfälla. Fosforreningen sker i ett filter med fosforbindande material. Markbäddar bedöms klara av att rena avloppsvattnet från fosfor i hög skyddsnivå. Markbädden med fosforfällan släpper ut ytterst lite fosfor och kadmium till vatten men släpper ut en större del kväve. Dock minskar effektiviteten av fosforreningen med tiden och materialet i fosforfällan måste bytas ut. Rening av avloppsvatten i en markbädd består av en kombination av kemiska, biologiska och fysikaliska processer i markmaterialet, som vanligen består av sand. Den biologiska reningen i en markbädd sker i en biofilm som växer på bäddmaterialet, där sker den större delen av BOD 7 - reduktion. Om en markbädd kombineras med urin- eller klosettvattensortering blir belastningen av fosfor och kväve på markbädden mycket låg. Återföring av kväve från markbäddar till produktiv mark är svårt eftersom att kvävet inte samlas in. Från fosforfällan skulle fosfor kunna samlas in och återföras som gödsel. Ett problem med fosforfilter är att dessa filter även kan binda stora mängder kadmium vilket är positivt då kadmiumet inte sprids till recipienten men negativt ur återföringssynpunkt. Hur stor mängd kadmium som binds in beror bland annat på vilken typ av material som används i fosforfällan. I framtiden kan det bli möjligt att kadmium binds på ett ställe i fosforfiltret medan fosfor binds skilt från kadmiumet. Det skulle medföra att växtnäringen kan tillföras åkern utan att kadmium riskerar att spridas. Markbädden dimensioneras efter hur många hushåll som ska använda avloppsanläggningen. Ungefär 20-50 m 2 markyta per hushåll är en lämplig storlek på markbädden, ytan varierar beroende på markförhållanden och hur stora försiktighetsmått som skall tas för förändringar i volym avloppsvatten. Tekniken är väl beprövad och anses vara säker utifrån brukarens perspektiv. 10
Fördelar med en markbädd med fosforfälla är att det är ett driftsäkert och flexibelt system, har en bra fosforrening och smittskydd samt att det kräver relativt lite underhåll. Ytterligare en fördel med markbäddar är att de inte luktar. En nackdel är att vissa kommuner inte kan ta emot filtermaterial men även att markbädd tillsammans med fosforfälla inte alltid ses som tillräckligt hög rening av kväve. I avloppsanläggningen kan en efterföljande våtmark ingå för att komplettera reningen. Våtmarker används inom avloppsvattenrening för att reducera mängden fosfor men framförallt kväve. Våtmarken kan minska vattnets innehåll av näringsämnen på flera olika sätt, vanligen genom växtupptag, sedimentation av partiklar samt bakteriella processer. Slamtömning av slamavskiljaren sker normalt en gång per år. Tillsyn av slamavskiljaren och markbädden sker en till två gånger per år. Markbädden är användarvänlig för brukaren då den ej kräver mycket underhåll. I slamavskiljaren kontrolleras att det inte står slam i sista kammaren och att alla rör är hela. När markbädden kontrolleras ska det inte växa buskar över markbädden, det ska inte stå vatten i luftningsrören samt att det inte ska stå något slam i fördelningsbrunnen. Bytet av det fosforbindande materialet sker med ett till tre års mellanrum. Om en fastighet vill investera i en markbädd med fosforfälla som avloppsanläggning beror investeringskostnaden på förhållandena där markbädden byggs. De största driftskostnaderna för den här typen av avloppsanläggning är slamtömning, tillsyn av markbädden samt byte av det fosforbindande materialet som vanligen är kalkbaserat. VA-scenario 3- Enskilt minireningsverk Det tredje alternativet är att varje hushåll har ett minireningsverk där blandat avlopp behandlas (figur 4). Slammet från minireningsverket behandlas i ett centralt reningsverk där restprodukten kan användas till biogas eller återföras till åkermark. Tekniken som används för rening i minireningsverk är i princip densamma som i större kommunala reningsverk, det vill säga sedimentering, biologisk rening och kemisk fällning. Den biologiska behandlingen sker med aktiva mikroorganismer, främst bakterier, som förekommer som ett aktivt slam eller som biofilm på ett bärarmaterial. Anläggningarna varierar dock mycket i storlek, kostnad, utseende och även i kapacitet. Gemensamt är att de i hög grad är automatiserade vad gäller kemisk fällning, pumpning och luftning av den biologiska reningen. De levereras i ett skick som innebär att de kan installeras direkt och användas. 11
Figur 4. Scenario 3, enskilt minireningsverk. Illustrationen visar hanteringskedjan i VeVa. De flesta minireningsverk placeras under mark, ytbehov ca 3-10 m 2. Vissa modeller kan placeras ovan mark, i isolerat utrymme så som källare eller garage. Provtagningsmöjlighet ska finnas på utgående vatten. Slamtömning sker 1-2 gånger per år och utförs av kommunens slamentreprenör. Vissa minireningsverk har slamavvattnare, vilket innebär att man själv tar hand om sitt slam. Detta görs lämpligen i en latrinkompost, och innebär en viss brukarinsats några gånger per år. Detta kan vara lämpligt för platser där slamtömningen är svår eller dyr. Brukarens ansvar består i att fylla på kemikalier vid behov samt att titta till verket då och då. Anläggningen bör förses med larmfunktion som indikerar driftsstopp eller om påfyllning av kemikalier behövs. Vid stabil drift utan störningar uppnås mycket god reduktion av fosfor och BOD i ett minireningsverk, medan reduktionen av smittämnen är mer osäker. I de flesta minireningsverk är reduktionen av kväve relativt låg. Resultat Resultatet i studien bygger på analys i VeVa. Från VeVa visas utsläpp av kväve och fosfor till recipienten, återföring av näring samt kostnader för de tre olika alternativen. Scenario 1, klosettvattensortering med BDT-vatten till markbädd, är förkortat i figurerna till : Enskilt ST, BDT- >MB Enskilt. Scenario 2, enskild markbädd med fosforfälla är förkortat till MB+P-fälla. Scenario 3, enskilt minireningsverk är förkortat till: Enskilt, Mini-ARV. Utsläpp till recipient Vid hög skyddsnivå ska 50 % av kvävet renas. Endast scenario 1 klarar av att minska utsläppet av kväve till recipienten. Varken scenario 2 och 3 klarar i modellen den höga skyddsnivån (figur 5). Det bör emellertid finnas minireningsverk på marknaden som kan klara hög skyddsnivå avseende kväverening. 12
Figur 5. Kväve till recipienten för de tre scenarier samt det befintliga avloppet. Den streckade linjen anger den rekommenderade kravnivån i området med högt miljöskydd enligt Naturvårdsverket. Samtliga scenarier klarar av gränsen för hög skyddsnivå för rening av fosfor, det vill säga ett krav på rening av fosfor upp till 90 %. Scenario 2 har en större marginal till skyddsnivån än de två andra scenarierna. Dagens befintliga avlopp på Vållö beräknas ha höga utsläpp av fosfor till recipienten (figur 6). Fosfor till recipient Normal skyddsnivå: 70% Hög skyddsnivå: 90% kg/boende,år 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00 Figur 6. Fosfor till recipienten från de tre scenarier samt det befintliga avloppet. De streckade linjerna anger rekommenderade kravnivåer enligt NV. 13
Återföring näring Scenario 1, klosettvattensortering med BDT-vatten till markbädd, medför största återföringen av växttillgängligt kväve till produktiv åkermark (figur 7). Observera att ingen värden visas i vertikalt led, men ett förhållande mellan alternativen kan ses. Växttillgänglig N till åker N i slam N i filtermat N i fek vatten Figur 7. Förhållandet mellan växttillgängligt kväve till åkermark från de tre scenarier. Scenario 1 och scenario 3 medför lika stor återföring av fosfor till åkermark och alternativ 2 medför en mindre mängd (figur 8). 0,25 Växttillgänglig P till åker 0,20 kg/boende,år 0,15 0,10 0,05 0,00 P i slam P i filtermat P i fek vatten P i matavfall Figur 8. Växttillgängligt fosfor till åkermark från de tre scenarier 14
Fosfor kan återföras på flera olika sätt. I kommande figur inkluderar såväl lätt- som svårtillgänglig fosfor till åkermark samt till jordtillverkning eller deponi (figur 9). De streckade linjerna visar riksdagens miljökvalitetsmål om procentandel fosfor som senast år 2015 ska ha återförts till produktiv mark och åkermark. I denna studie kan detta mål ses som en riktning inför framtidens etappmål för 2018, minst 40 procent av fosforn i avlopp tas tillvara och återföras som växtnäring till åkermark. Ingen av scenarierna når miljökvalitetsmålet för återföring av kväve till produktiv mark. Fördelning av P-total från avloppsprodukter kg/boende,år 0,2 0,1 0,0 Till åker växttillg-p Till åker svårtillg-p Till jordtillverkning eller deponi Mål för återföring till produktiv mark: 60% Mål för återföring till åkermark:30% Figur 9. Fördelning av P-total från avloppsprodukter i de tre scenarier Scenario 3 ger upphov till en betydligt större andel kadmium som hamnar i åkermark till skillnad från scenario 1 och 2 (figur 10). 15
mg/boende,år 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Cd till åker Cd i slam Cd i filtermat Cd i fek vatten Figur 10. Kadmium till åkermark från de tre scenarierna Kostnader Resultat från VeVa visar kapital-, drift och underhåll- och årskostnader. Kapitalkostnaden för samtliga scenarier varierar inte avsevärt. Scenario 3, minireningsverket, har högst kapitalkostnad med cirka 3 200 kr/boende och år (figur 11). Kapitalkostnad kr/boende,år 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 Ledningar på tomt Avloppsrening Figur 11. Kapitalkostnader för de tre scenarier 16
Kostnaden för drift och underhåll varierar mer än för kapitalkostnaden bland scenarierna. Trots det har minireningsverket högst kostnad för drift och underhåll och scenario 1, klosettvattensortering, minst (figur 12). Drift o underhåll kr/boende, år 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 Ledningar utom tomt Ledningar inom tomt Avloppsrening Figur 12. Kostnader för drift och underhåll för de tre scenarier Årskostnaden för scenario 3 är högst och lägst för scenario 1 (figur 13). 17
Årskostnad kr/boende,år 8000 6000 4000 2000 0 Drift och underhåll Kapitalkostnad Figur 13. Årskostnad för de tre scenarier Diskussion Kretsloppsanpassning och lokalt omhändertagande av slam För att behandla avloppsvatten på Vållö samt att omhänderta slam och andra avloppsfraktioner lokalt finns alternativ men vissa av dem kräver mer intresse och tid från brukarna än andra. Ur brukarnas perspektiv hade sannolikt en installation av ett lokalt konventionellt reningsverk varit det lättaste alternativet. På grund av den stora variationen av antal boende sommartid och resten av året skapar det en svårighet i att hålla driften igång korrekt på ett reningsverk. Ett reningsverk fungerar bäst vid en kontinuerlig belastning och att ha en anställd på Mönsterås kommun som ansvarar för ett sådant reningsverk är inte ekonomiskt. Att brukarna själva tar hand om avloppsfraktionerna innebär en minskad kostnad för slamtömning men det innebär också lite insats och engagemang från brukarens sida. På grund av öns geografiska läge så minskar lokal behandling och omhändertagande av slam transporter in till fastlandet. Transporten av slam och andra restprodukter kan fungera väl sommartid men vid sämre väderförhållande kan det orsaka svårigheter. Att förse boende med kunskap kring näringsåterföring och fördelarna för miljön kan det förhoppningsvis väga upp nackdelarna kring den extra brukarinsatsen. Förutom insats av brukarna för näringsåterföring behövs även markyta på ön för att kunna sprida avloppsfraktionerna. En närmare studier på hur stora mängder gödselmedel som skapas av avloppsfraktioner och slam samt beräkning av spridningsarean har inte gjorts på grund tidsramen på projektet. Med tanken på antalet permanent boende och endast en ökning av boende under sommaren bör det finnas tillräckligt med markyta för slammängderna, men en närmare studie är att rekommendera. 18
Alla modellerade behandlingsmetoder för slam och klosettvatten stämmer inte överens med det verkliga möjliga scenariot på ön, just på grund av önskemål om lokalt omhändertagande av avloppet. Istället för en våtkompostanläggning är långtidslagring en lämplig metod för hygienisering av klosettvattnet på Vållö. Det komposterbara materialet kan boendena själva sprida i sina rabatter eller trädgårdsodlingar enligt skrivna rekommendationer om tid mellan spridning och skörd. Slam från slamavskiljare från ett eventuellt framtida scenario av 1 eller 2 behandlas inte i ett centralt reningsverk utan i en kompostering. Slutprodukten kan då användas av de boende i trädgården enligt tidigare skrivna rekommendationer. Enskild behållare per hushåll är lämpligt men även en gemensam anläggning där markägare på Vållö kan använda komposten för spridning på deras jordbruksmark för exempelvis spannmål. För spridning av fosformaterial är det lämpligast att en lokal entreprenör som har ett fordon med kranbil sköter hämtningen av materialet tillsammans med spridningen på jordbruksmark. Om installation av minireningsverk med slamavvattnare eller med en direkt slampåse sker är det lätt för brukarna att använda slammet i sin egen kompost alternativt till en lokal entreprenör med jordbruksmark. Det bör dock väljas ett minireningsverk som har förmågan att både vara i kontinuerlig drift som vid ett fritidshus. VeVa Uppskattningen av kapital-, drifts- och underhållskostnader för de olika alternativen gjordes helt och hållet i verktyget VeVa. Fördelen var att många väl motiverade och tidigare testade litteraturvärden kunde användas. Nackdelen var att alternativen som fanns i VeVa inte var exakt lika de alternativen som studerades därav kan de verkliga värdena på kostnaderna variera. Däremot visas ett bra förhållande för kostnaden mellan de olika alternativen. En ytterligare nackdel var att VeVa är ett verktyg som är gjort för att ge en uppskattning av hela VA-lösningar, det vill säga att även dricksvattenproduktion är inräknat i beräkningarna. Då detta projekt ämnade till att endast studera avloppslösningar, sattes alla dricksvattenrelaterade värden i verktyget till noll. Hur detta påverkade beräkningarna i verktyget är svårt att säga, men då inga dricksvattenkostnader kom med i de slutliga resultaten verkar metoden ha fungerat bra. Fosforfällan med markbädd anses inte alltid vara en tillräcklig god reduktion av kväve. En intilliggande våtmark hade varit ett mer optimalt scenario, men tyvärr fanns inte ett sådant alternativ i VeVa. Hade en våtmark inkluderats i beräkningarna hade utsläppen från alternativ 2 minskat, eftersom en våtmark effektivt renar kväve. Samtidigt skulle en våtmark medföra större kostnader, detta i form av bland annat konstruktion, ledningsdragning och underhåll. Resultaten från VeVa visar alltså, i förhållande till om en våtmark hade inkluderats, ett för högt utsläpp av näringsämnen samt en för låg kostnad för alternativ 2. Vid inrättande av eventuellt scenario 2, markbädd med fosforfälla, bör kommunen se över möjligheterna och kostnaden för en våtmark. Ekonomi är oftast den avgörande faktorn vid projektering och i den här studien bör ekonomiaspekterna ses som en riktning. Årskostnad för ett minireningsverk på varje tomt, scenario 3, är det dyraste scenariot medan scenario 1 har något lägre årskostnad än scenario 2 markbädd med fosforfälla. En intilliggande våtmark i scenario 2 hade medfört en större kostnad. 19
Sammanfattande diskussion Scenario 1, klosettvattensortering med BDT-rening i markbädd, når sammanlagt bäst resultat för utsläpp av kväve och fosfor till recipienten. Den når den höga skyddsnivå både för rening av fosfor och kväve. Vid en implementering av våtmark i scenario 2 med fosforfälla och markbädd hade bättre resultat nåtts gällande utsläpp av kväve. Scenario 1 bidrar även till mest växttillgängligt kväve till åker men bidrar med lika mycket växttillgängligt fosfor till åker som scenario 2, minireningsverk. Årskostnad för ett minireningsverk på varje tomt, scenario 3, är det dyraste scenariot medan scenario 1 har något lägre årskostnad än scenario 2 markbädd med fosforfälla. Implementeringen av en eventuell våtmark hade medfört en större kostnad. Resultaten i VeVa hade en del felkällor och därför kan riktigheten i de exakta siffrorna som erhölls diskuteras. Framförallt fanns stora osäkerheter i de ekonomiska beräkningarna eftersom dessa baserades på parametrar som uppskattades i projektet. Dock ansågs resultatet vara tillförlitligt i stora drag samt att förhållandet mellan de olika alternativen var korrekt. Metoder för ett kretsloppsanpassat avloppsystem finns, men det behövs både en liten andel intresse och insats av brukarna på ön för att göra det möjligt. Lokala avloppslösningar, lokalt omhändertagande av slam och lokal återföring av näringsämnena på ön bidrar till att nå riksdagens miljökvalitetsmål men underlättar även annars nödvändiga transporter till fastlandet. Kommunen bör i nästa steg se över intresset för brukarna att själva använda slammet och andra avloppsprodukter alternativt finna en lokal entreprenör för att möjliggöra transport och spridning på ön. 20
Referenser Urban water management, www.urbanwater.se Avloppsguiden, http://husagare.avloppsguiden.se Naturvårdsverket, www.naturvårdsverket.se Lantbrukarnas riksförbund, www.lrf.se VA-plan, Mönsterås kommun Översiktsplan, Mönsterås kommun Handlingsplan för enskilt vatten och avlopp, Mönsterås kommun 21