Ansökan avseende utlysning av medel för små avlopp dnr 3321-15 Samtliga fält i blanketten ska fyllas i (det räcker inte att hänvisa till bilaga). Anvisningar för blanketten finns i separat dokument. Ansökan skickas både som post och som e-post till Havs- och vattenmyndigheten, se adresser på sista sidan. 1. Kontaktuppgifter Sökande organisation: Institutet för energi och teknik, Sveriges lantbruksuniversitet (SLU) Adress: Lennart Hjelms väg 9 Uppsala Postadress: Bo 7032, Se 75007 Plusgiro-/bankgironummer: BG 5050-7938 Organisationsnummer: 202100-2817 Postnummer: 7032 Telefonnummer: 018671661 Län: Uppsala Kontaktperson: Sahar Dalahmeh Mobiltelefonnummer: 0765683976 Telefonnummer: 018671661 E-postadress: Sahar.Dalahmeh@slu.se 2. Projektbeskrivning 2.1 Projektbenämning: Biokol i små avloppsanläggningar: Långsiktig reningskapacitet och förbättrad avloppsrening av övergödande ämnen 2.2 Projektets syfte och mål: Syftet med detta projekt är att sprida de senaste kunskaperna om biokolets kapacitet för små avloppsreningssystem, som underlag till framtida metoder för en säker och hållbar användning av biokol i avloppsvattenrening som ersättning eller komplettering till sandbäddar. På lång sikt förväntas projektet bidra med kunskap om nya metoder för att förbättra reningskapaciteten av små avloppsreningssystem och därmed leda till en minskning av övergödningen av sjöar och vattendrag. Projektets mål är att skapa ett kompletterande tekniskt underlagsrapport för att: 1) sammanställa nya resultaten om långsiktig avloppsvattenrening med biokol i små avloppssystem, 2) påvisa effekter av belastningsupplägg, bäddkonstruktioner och Sida 1 av 6
kalkimpregnation på fosfor- och kvävereduktion och 3) tolka och publicera resultat av Hydrus- CW3D för avloppvatten rening med biokol. Den tekniska underlagsrapporten kommer att fungera som ett verktyg för entreprenörer och användare vid val av bäddmaterial i småskaliga avloppsvattenanläggningar. 2.3 Bakgrundsbeskrivning: I glesbefolkade område där husen inte är anslutna till kommunala reningsverk är rening i enskilda och småskaliga avloppsreningssystem (upp till 50 personer) undermålig. De flesta reningssystem består i huvudsak av en slamavskiljare och en markbädd, medan ett reningssteg för fosfor saknas i de flesta anläggningarna. Många av systemen fungerar dåligt pga hög ålder och/eller otillräcklig skötsel. Små och enskilda reningsverk bidrar i hög grad till fosfor- och kväveutsläpp till Östersjön (HELCOM, 2005). Utsläppen av fosfor från småskaliga och enskilda reningssystem överstiger fosforutsläppen från alla kommunala reningsverk i Sverige, trots att endast 15 % av den svenska befolkningen har småskaliga/enskilda avloppsanläggningar (Hedström, 2006). Med hjälp av medel från Havs- och vattenmyndigheten (diarienummer: 988-15) genomförde vi på Institutionen för energi och teknik (ET) under 2015 ett projekt om biokolets kapacitet för avloppsvattenrening i små och enskilda anläggningar. I projektet sammanställdes resultaten från vår tidigare forskning vid kretsloppstekniksgruppen/slu, gällande utförande och kapacitet hos biokolfilter för vattenrening av små avlopp. Data som presenteras i rapporten erhölls från se olika forskningsförsök med biokolfiltrering i laboratoriemiljö, en fullskalig anläggning för en familj samt en litteraturstudie. Den fullskaliga anläggningen har varit i drift i mer än 2 år (rening i filtret har pågått sedan februari 2014). I denna studie presenterades biokolets kapacitet att rena avloppsvatten från BOD 5, COD, NH 4 och NO 3, Tot-N, PO 4, Tot-P, E. coli, enterokocker, Salmonella och bakteriofager (MS2 och PhiX) för olika typer av biokol under olika förhållanden, så som hydrauliska belastning och partikelstorlek. Arbetet visade att biokol har hög kapacitet för att avlägsna organiskt nedbrytbart material (BOD 5 ; > 90 %, COD; > 90 %) och fast material (TSS; > 90 %) under olika hydrauliska belastningar och kornstorlekar, under såväl lång som kort tid. Reningsförmågan hos biokol gällande organiskt material skilde sig inte mellan biokolfilter med olika kornstorlekar (0.7 mm, 1.4 mm, 2.8 mm och > 5 mm) och inte heller mellan olika hydrauliska belastningar (32, 40 och >200 L/m 2 dag). Ammoniumadsorptionen i biokol var effektiv (90-100 %) och minskningen av totalkväve varierade mellan 50 % och 90 % beroende på typ av biokol, ytaktivitet samt hydraulisk belastning. Aktiverat biokol visade den högsta kvävereduktionen (>90 %), hög hydraulisk belastning (200 L/m 2.dag) och stora partiklar (> 5 mm) bidrog till hög reduktion av totalkväve (70-80%) i icke-aktiverat biokol. Reduktionen av fosfor varierade mellan olika typer av biokol; aktiverat biokol tog bort 90-100 % av fosforn, icke-aktiverat biokol från sali minskade halten med 88%,medan andra icke-aktiverade biokol medförde minskningar Sida 2 av 6
påupp till 60 %. Minskning av E.coli, Salmonella spp. och Enterokocker faecalis varierade med partikelstorlek. Den största minskning för 5 log 10-reduktion uppmättes vid 0.7-1.4 mm partikelstorlek med en hydraulisk belastning på 32 L/m 2 dag. Parallellt med 2015-projektetet finasierat av Havs- och vattenmyndigheten, har vi sedan oktober 2015 genomfört ett annat forskningsprojekt med medel från SLU, där långsiktig avloppsvattenrening med biokol (upp till 2 år) studerades. Dessutom undersökte vi effekter av modifering av belastningsupplägg i biokolbädder (d.v.s användning av horisontalflödet och tillsättning av anaeroba lager) på kvävereduktion och effekter av kalkimpregnation i biokol på fosforrening. Med hjälp av HYDRUS-mjukvara kopplat med Constructed wetland module 3D (CW3D) simulerade vi biokols- och sandfilter hydrauliska beteende vid avloppsvattenrening samt modellerade transport och förvändling av COD, fosfor och kväve i biokol och sandbädd. Genom modifering av belastningsupplägg förbättrades kvävereduktion, medan fosforreduktionen förbättrades med hjälp av kalkimpregnation i biokol. Kvarvarande kunskaper om biokols kapacitet i små avloppsvattenrening som vi inte hann inkludera i 2015-projekt är kunskapen från våra nyss genomförda försök. I detta projekt som ansökan gäller, vill vi gå vidare och komplettera arbetet i vårt 2015-projekt genom att ta fram och publicera vår senaste kunskap om biokolets reningskapacitet under längre tid (upp till 3 år) och påvisa hur modiferingar i belastningupplägg och bäddkonstruktion kan påverka och behålla hög reduktion av fosfor och kväve under längre period. Den kunskapen som inhämtas och sprids genom projektet kommer att bidra till utvecklingen av biokol som ny reningsmetod som gör det möjligt att minska utsläpp av övergödande ämnen från små avloppsanläggningar. 2.4 Sammanfattande beskrivning av projektet: Biokol pyrolyserat organiskt material kännetecknas av hög porositet och stor specifik yta med många ytaktiva bindningsplatser.biokol har även låg vikt och är lätt att transportera. Med hjälp av medel från Havs- och vattenmyndigheten genomförde vi 2015 ett projekt som syftade på spridning av kunskap om reningskapacitet av biokolbäddar i små avloppvattensystem. Projektet visade reduktion av föroreningar under olika belastning upphållande och kornstorlek jämfört med sandbäddar. I det projekt som ansökan gäller vill vi gå vidare och komplettera arbetet i vårt 2015-projekt genom att utveckla ett kompletterande tekniskt underlagsrapport för att: 1) ta fram och publicera de senaste kunskaper om biokolets långsiktig reningskapacitet från studierupp till 2 och 3 år; 2) påvisa hur förändringar i belastningupplägg, bäddkonstruktion och kalkimpregnation kan upprätthålla och förlänga effektiv rening av kväve och fosfor och 3) publicera våra resultat kring Hydrus- CW3D-modeller gällande rening av COD, fosfor och kväve och dess betydelse för biokols reningskapacitet och dess livstid. Den kunskap som inhämtas och Sida 3 av 6
sprids genom projektet kommer att bidra till utveckling av nya reningsmetoder som gör det möjligt att minska utsläpp av övergödande ämnen från små avloppsanläggningar. 2.5 Vilket/vilka miljökvalitetsmål bidrar projektet till att uppnå? Kunskap spridas genom detta projekt hjälpar uppnå miljökvalitetsmålet om levande sjöar och vattendrag. Eftersom biokolet har visat sig ha hög förmåga att avlägsna de flesta föroreningar som återfinns i avloppsvattenförorening (BOD, COD, fosfor och kväve) bidrar användning av biokol i små avloppsanläggningar till minskad övergödning i våra vatten. 2.6 Eventuell ny teknik eller nya arbetsmetoder: Projektet bidrar med kunskap om biokol kapacitet för avloppsvattenrening i små och enskilda anläggningar. Biokol är en ny metod för att förbättra reningskapaciteten av små avloppsreningssystem och därmed leda till en minskning av övergödningen av sjöar och vattendrag. 3. Tidplan 3.1 Projektets starttid: April 2016 3.2 Projektets sluttid: December 2016 Projektet påbörjas så snart besked fås om medel från Havs- och vattenmyndigheten och kommer att genomföras enligt tidsplanen nedan. Projektets metod och tidsplan kan revideras i samråd med HaV. 2016 2017 Aktivitet 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 Referensgrupp möte Sammanställning av analyser Utförning av ytterligare Undersökningar och analyser Skrivning av rapportsunderlag Slutbearbete av Rapportsunderlag Leverans till Havs Semester 4. Projektbudget Sida 4 av 6
4.1 Sökt belopp: 550489 4.3 Medfinansiär(er) och summa: 4.2 Projektets totala kostnad: 650489 Et belopp av 100 000 Sek medfinansieras från Olle Engkvist Byggmästare Stiftelsen genom projektet Rening av svårnedbrytbara högfluorerade ämnen (PFAS) i små avlopp 4.4 Kostnadsbudget Kostnadsslag Personal Analys kostnader Resekostnader Indirekta kostnader Övriga kostnader: Kostnadsspecifikation 2016 2017 Totalt (kr) (kr) (kr) Lön kostnader for projekts 227451 75816 303 267 personal inkl. 51.5% LKP. Analys kostnader 78000 0 78000 Rese och konferens 15000 0 15000 Överhead på lön kostnader (55.8%) Arbetstidskostnader referensgrupp 126917 42305 169222 70000 0 70000 Övriga kostnader: Omkostnader för möten 15000 0 15000 Summa 532368 118121 650489 5. Förväntade resultat 5.4 Förväntad samhällsnytta av åtgärden (se lista med eempel): Detta projekt kommer att producera och sprida en underlagrapport som kommer att bidra till att förenkla valet av bäddmaterial för små avloppsanläggningar. Dessa kommer vara till nytta för miljöinspektörer, användare och entreprenörer. ftersom biokolet har visat sig ha hög förmåga att avlägsna de flesta föroreningar som återfinns i avloppsvattenförorening (BOD, COD, fosfor och kväve) bidrar användning av biokol i små avloppsanläggningar till minskad övergödning i våra vatten. Projektet kommer på så vis bidrar till att uppnå miljökvalitetsmålet om levande sjöar och vattendrag 5.5 Spridning och presentation av resultat och slutsatser: Projektets resultat kommer att spridas nationellt via olika kanaler: 1) Lättillgänglig underlagsrapport publiceras på HaVs webbsidor; 2) Inom kursen Små avloppssystem, näringsåterföring och slambehandling i utbildningen av civilingenjörer inom miljö- och vattenteknik som bedrivs i samarbete mellan Uppsala universitet och SLU; (3) Via en tät kommunikation med VA-guiden och presentation vid en av Vatten, avlopps och kretslopps (VAKs) årliga konferenser. Medlemmar i referensgruppen har till uppgift att Sida 5 av 6