Samrötning av matavfall med klosettvattenchemeng.lth.se Title Microsoft PowerPoint - Hamse Kjerstadius - JTI 20 nov.pptx Author GustavRo Created Date 11/22/2012 12:09:18 PM

Rubrik

Underrubrik

Samrötning av matavfall med klosettvatten

Hamse Kjerstadius – VA-teknik LTH

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?


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


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


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


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


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


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 )


Metanproduktion

+ 70 %

• Skillnaden kan minskas något genom modifikationer på nuvarande system


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).


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)


2 Fallstudieområden(Nederländerna & Tyskland)

Vart samrötas matavfall och svartvatten separat i Europa?


Sneek – Lemmerweg- 32 hushåll - I drift sedan 2006- Vakuumsystem

Sneek – Noorderhoek- 250 lägenheter - Färdigt 2013/2014 men redan i drift- Vakuumsystem

Fallstudieområde – Nederländerna


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)


• 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)


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.


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)


Tack för er uppmärksamhet

HAMSE KJERSTADIUS

VA-TEKNIK, INSTITUTIONEN FÖR KEMITEKNIK

[email protected]

Documents

Samrötning av matavfall med klosettvattenchemeng.lth.se Title Microsoft PowerPoint - Hamse Kjerstadius - JTI 20 nov.pptx Author GustavRo Created Date 11/22/2012 12:09:18 PM