Samrötning av matavfall med klosettvattenchemeng.lth.se Title Microsoft PowerPoint - Hamse...
Transcript of Samrötning av matavfall med klosettvattenchemeng.lth.se Title Microsoft PowerPoint - Hamse...
Lunds universitet / LTH / Kemiteknik / VA-teknik / 2012-11-21
Outline
• Bakgrund LTH’s studie om matavfall och svartvatten
• Substraten matavfall och svartvatten
• Potentialer för metanproduktion & näringsåtervinning
• Vart samrötas matavfall och svartvatten separat i Europa?
Lunds universitet / LTH / Kemiteknik / VA-teknik / 2012-11-21
BAKGRUND
• Resultat baserade på LTH’s delstudie inom EVAA-projektet (H+ området i Helsingborg).
– ”Hållbara system för biogas från avlopp och matavfall”
• Studien utvärderar 5 system för insamling, transport, förbehandling, rötning och näringsåtervinning.
– 4 system behandlar matavfall och svartvatten separat i sorterande system
• Även fallstudier från Europa inkluderades
Lunds universitet / LTH / Kemiteknik / VA-teknik / 2012-11-21
Matavfall och svartvatten - Allmänt
• Matavfall: Hög andel organiskt nedbrytbart material
Hög metanpotential
• Svartvatten: Koncentrat av näringsämnen (P & N)
Lågt metallinnehåll mot näringsinnehåll – rötrest av hög kvalitet
Hög andel av de patogener och läkemedel som lämnar hushåll – separat hantering lämplig
Lunds universitet / LTH / Kemiteknik / VA-teknik / 2012-11-21
Matavfall och svartvatten – Varför separat?
• Stor andel av organiskt material & näringsämnen i hushållsavlopp (matavfall, svartvatten, gråvatten)
COD Fosfor (P) Kväve (N)
Svartvatten+matavfall: 71% 80% 91%*Baserat på Kujawa-Roeleveld et al. 2006
Lunds universitet / LTH / Kemiteknik / VA-teknik / 2012-11-21
Matavfall och svartvatten - problem
• Båda substraten innehåller mycket kväve - låg C/N-ratio
• Inga rapporterade inhiberingar i undersökta fallstudieområden.
*Jarvis & Schnürer (2009)
Nedre gräns för optimal process
Nedre gräns för stabil process
Lunds universitet / LTH / Kemiteknik / VA-teknik / 2012-11-21
Insamling
Transport
Förbehandling
Rötning
Närings-återvinning
Konventionellt system(system 1)
Sorterande system (system 2-5)
Köksavfallskvarn
Separat ledning el.vakuumledning
Separat sedimentering el. direkt till RK
Separat rötkammare (CSTR el. slamseparerande)
Rötrest el. struvit / RO
Lunds universitet / LTH / Kemiteknik / VA-teknik / 2012-11-21
Metanproduktion
• Metanproduktionen ökar med sorterande system, främst beroende på minskade förluster i förbehandling.
+ 100 %
• Konventionell hantering ger förluster: Skruvpress för matavfall (≈ 37% VS), Aktivslamhantering för svartvatten (≈50% VS)
Antas 10 000 pe → 1,2 GWh/år (energiinnehåll biogas)
( 0,6 GWh / år med konventionellt system )
Lunds universitet / LTH / Kemiteknik / VA-teknik / 2012-11-21
Metanproduktion
+ 70 %
• Skillnaden kan minskas något genom modifikationer på nuvarande system
Lunds universitet / LTH / Kemiteknik / VA-teknik / 2012-11-21
Näringsåtervinning
• Fosfor: kan endast ökas marginellt (+0 till 15 %) med sorterande system
• Kväve: kan ökas drastiskt med hjälp av vakuumsystem, energikrävande membranbioreaktor (MBR) och omvänd osmos (RO).
Lunds universitet / LTH / Kemiteknik / VA-teknik / 2012-11-21
Pb Cd Cu Cr Hg Ni Zn Cd/P
SPCR 120 100 1 600 100 1 50 800 -
Certifierad rötrest matavfall 2 0,4 50 15 0,03 12 263 23
REVAQ certifierat rötslam 19 0,8 565 37 0,6 22 607 26
Rötrest sorterande
system9 0,3 36 5 0,2 3 204 8
Metallinnehåll i rötrest
• Sorterande system har lågt metallinnehåll (mg / kg TS)
Lunds universitet / LTH / Kemiteknik / VA-teknik / 2012-11-21
2 Fallstudieområden(Nederländerna & Tyskland)
Vart samrötas matavfall och svartvatten separat i Europa?
Lunds universitet / LTH / Kemiteknik / VA-teknik / 2012-11-21
Sneek – Lemmerweg- 32 hushåll - I drift sedan 2006- Vakuumsystem
Sneek – Noorderhoek- 250 lägenheter - Färdigt 2013/2014 men redan i drift- Vakuumsystem
Fallstudieområde – Nederländerna
Lunds universitet / LTH / Kemiteknik / VA-teknik / 2012-11-21
Fallstudieområde - Nederländerna
• Komplett lokalt avloppsreningsverk- Innovativ teknik (UASB-ST reaktor, anammox-process)
• Samarbete mellan kommun, företag & universitet
• Boende nöjda med systemen- buller inte ett problem (ny design)- okunskap kring vak.system (felspolningar
• Kostnad beräknat till lägre än för konv. hantering (främst pga minskad kostnad för avloppskonstruktion)
Lunds universitet / LTH / Kemiteknik / VA-teknik / 2012-11-21
• Uppstart 2004-2010
• 100 villor
• Vakuumsystem
• Samarbete mellan forskningsinstitut, kommun och villaägare
• Kommunen äger vakuumnät medan husägare äger systemen innanför tomtgränsen, variation av lösningar.
Fallstudieområde – DEUS 21 (Stüttgart)
Lunds universitet / LTH / Kemiteknik / VA-teknik / 2012-11-21
Fallstudieområde – DEUS 21 (Stuttgart)
• Komplett lokalt avloppsreningsverk- Innovativ teknik (2xMembranreaktor, struvitfällning, kväveåtervinning med zeoliter)
• Utgående vatten har ”EU bathing water quality”
• Driftskostnad beräknat till samma som konv. VA-taxa
• Beräknat 5-10 000 personer krävs för att även täcka konstruktion av lokalt avloppsreningsverk.
Lunds universitet / LTH / Kemiteknik / VA-teknik / 2012-11-21
Slutsatser
• Metanproduktionen kan fördubblas med sorterande system• 10 000 pe → ökning från 0,6 till 1,2 GWh / år (energiinnehåll biogas)
• Rötrest från sorterande system håller hög kvalitet i avseende på metallinnehåll• Återvinningen av P kan ej ökas nämnvärt, N-återvinning kan ökas
Men vad kostar det då?• LTH’s arbete inkluderade ej kostnadsanalys• Tidigare beräkningar visar både att sorterande system sparar kostnader
(rörledning, minskad luftning på ARV)….eller att de ökar (lokalt ARV eller behandlingsanläggning)
Lunds universitet / LTH / Kemiteknik / VA-teknik / 2012-11-21
Tack för er uppmärksamhet
HAMSE KJERSTADIUS
VA-TEKNIK, INSTITUTIONEN FÖR KEMITEKNIK