| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |
Vakuumtoiletter og behandling af det indsamlede materiale i biogasanlæg eller
vådkomposteringsanlæg
Anvendelsesområder for vakuumtoiletsystemer
Vakuumtoiletsystemer kan være yderst relevante at bruge andre steder end i fly, på
skibe eller i tog, hvor deres evne til at løfte og minimere spildevandsmængden kan
udnyttes. De er f.eks. velegnede transportsystemer i områder, hvor terrænet ikke
tillader eller vanskeliggør gravitationssystemer. Det forudsætter dog, at der kan
etableres en acceptabel løsning til det grå spildevand.
Systemerne kan også bruges til særskilt, koncentreret opsamling af spildevand, som
indeholder problematiske stoffer, f.eks. fra særlige afdelinger på sygehuse. I
forbindelse med behandling af patienter med radioaktive isotoper (jod 131, Au – 198,
P – 32 og SR –89) og efterfølgende udskillelse af radioaktivt materiale via
toiletterne muliggør vakuumtoiletter særskilt opsamling af dette materiale i mere
koncentreret form. Det kan så underkastes særskilt behandling, inden det ledes til et
almindeligt renseanlæg (Roediger udateret, Roediger 2002). Det kan også være aktuelt
ved andre medicinske behandlinger.
Hvor der på enkeltejendomme er etableret samletanke i kombination med almindelige
vandskyllende toiletter, vil tømningsmængder og frekvenser blive væsentligt lavere ved
etablering af et vakuumtoilet. Spildevandet transporteres i øjeblikket til behandling på
et kommunalt renseanlæg, hvor det risikerer at blive blandet med spildevand og slam af
dårligere kvalitet. Hermed menes primært et større indhold af miljøfremmede stoffer.
Opsamlet i koncentreret form kan det i stedet medbehandles på et biogasanlæg med henblik
på udnyttelse af energiindholdet og senere tilbageførsel til landbruget som gødning. I
forbindelse med eksisterende samletanke på enkeltejendomme og ved nyetableringer er det
værd at overveje at etablere vakuumtoiletsystemer med midlertidigt vakuum. Det skal være
installationer med kun et enkelt kildesamlende eller kildesorterende vakuumtoilet uden
vakuumventil.
Da vakuumtoiletsystemer er noget dyrere i anskaffelse end almindelige vandskyllende
toiletter, er det en stor fordel, hvis de kan etableres i kombination med en
nedsivningsløsning eller en anden relativt billig lavteknologisk løsning til det
resterende "grå" spildevand. Det "grå" spildevand kan indeholde en
betragtelig mængde miljøfremmede stoffer. En kombination af nedsivning med
vakuumtoiletter forudsætter derfor, at det er i et område uden drikkevandsinteresser.
Ved at tage det "sorte" spildevand fra til en recirkuleringsløsning bliver der
kun udledt 9% af kvælstofindholdet og 17% af fosforindholdet af husstandenes spildevand,
som skal renses. jf tabel 3.2. Det kan betyde, at kommunen kan stille et mindre krav til
rensningen af det "grå" spildevand før det udledes til vandmiljøet, end hvis
den totale spildevandsmængde udledes. Det kan f.eks. være aktuelt, hvis en ejendom
ligger i et såkaldt SOP-område (jf. bekendtgørelse nr. 501 af 20. juni 1999), hvor der
stilles skærpede krav til reduktionen af organisk stof, kvælstof og fosfor.
Det fremgår af kapitel 14, at de årlige udgifter til drift af et konventionelt
system, hvor et dobbeltskyllende toilet er koblet til en samletank, er flere tusinde
kroner større, end hvis, der etableres et vakuumtoiletsystem. De højere
etableringsomkostninger for vakuumtoiletsystemet vil derfor blive tjent ind over driften i
løbet af få år (jf. tabellerne 14.1 og 14.2). En anden ting er så, om det er rentabelt
at medbehandle det "sorte" spildevand på et biogasanlæg. Der skal under alle
omstændigheder betales for tømning af samletanken, typisk 500 kr. pr. tømning eller en
m³-pris på ca. 250 kr. inkl. evt. afgift til kommunen for behandling af spildevandet på
det kommunale renseanlæg. Afgiften til biogasanlægget for medbehandling der vil næppe
modsvares af reduktionen i tanktømningsprisen, som formentlig vil svare til den
pågældende kommunes afledningsafgift (m³-prisen for driften af kommunens
spildevandsanlæg). Merudgiften til behandling af det "sorte" spildevand i
biogasanlæg skal holdes op mod en vurdering af nytteværdien. Med nytteværdi tænkes her
både på biogaspotentialet i de humane restprodukter og på den reducerede stofudledning
til vandområderne samt genanvendelsen af restproduktet som gødning. Regnskabet er
kompliceret og afhænger af de konkrete forhold. Behandlingsprisen kunne også tænkes at
blive en anden, hvis der opsamles koncentreret "sort" spildevand fra mange
husstande, og hvis køkkenaffaldet, som har et langt større tørstofindhold,
medbehandles.
Etablering og drift af vakuumtoiletsystemer med mange toiletter og permanent
vakuum
I kapitel 9 er to vakuumtoiletsystemer med mange toilettet og permanent vakuum
beskrevet. På Tegelviken Skola og i en boligblok i Hannover er de etableret med henblik
på opsamling og anvendelse af materialet i vådkomposterings- eller i biogasanlæg. Det
har efterfølgende vist sig, at forventningerne ikke er blevet indfriet. Forud for
etableringen er det vigtigt at gøre sig en række overvejelser om stedets egnethed.
Opereres der med realistiske forventninger til, hvad der kan opsamles, og i hvilke
koncentrationer? Er der taget højde for realistisk brugeradfærd på stedet i forhold til
systemernes robusthed etc.?
På Tegelviken Skola fungerer vakuumtoiletsystemet stort set uden problemer, hvad
teknikken angår. De opsamlede koncentrationer svarer dog slet ikke til det forventede,
bl.a. på grund af, at eleverne og personalet sjældnere end forventet leverer fækalier
til systemet. Men det skyldes også, at man ikke har en egnet pumpe til overførslen af
det koncentrerede spildevand til lagertankene. En del af slammet bliver liggende i
lagertanken. De udtagne prøver er derfor også for "tynde"; men selvom pumpen
udskiftes, vil der stadig være tale om lave koncentrationer.
I det sociale boligbyggeri i Hannover belastes anlægget med materiale, der ikke må
tilføres anlægget. Det fører til for mange driftsstop og behov for rensning af systemet
oftere end forventet.
I Bälinge og i en del anlæg i Storstrøms Amt fungerer anlæggene alt i alt godt. De
er dog væsentligt mere vedligeholdelseskrævende end gravitationssystemer. Ved
forskellige tekniske ændringer af systemerne og gentagen information af brugerne har
kommunerne reduceret driftsproblemerne meget. De kunne reduceres yderligere ved bedre
forebyggende vedligeholdelse af toiletter og ventiler.
Vakuumtoiletsystem med midlertidigt vakuum og et toilet til enkeltejendom
Da systemerne ikke er udbredte, har håndværkere normalt ikke kendskab til systemet og
systemkomponenterne. Det vurderes at være af stor betydning, at der foreligger et godt og
fyldestgørende dokumentations- og montagevejledningsmateriale til såvel elektriker som
VVS- og kloakmester. Vakuumtoiletsystemet var også noget helt nyt for husstandene i
Nysted. Det er samtidig meget vigtigt med en god information til brugerne. Brugernes
adfærd har stor betydning for nogle af de driftsproblemer, der kan opstå, og for, hvilke
mængder og koncentrationer der tilføres samletanken.
Systemkomponenter
Finjustering af potentometerindstilling af især motorgang kræver især ved korte
afstande omhyggelig indkøring for at sikre, at gangtiden giver den ønskede transport.
Producenten har udviklet en ny sluseventil, der monteres i tankhalsen. Den er sammenbygget
med vakuumpumpen med en ny og mindre følsom motor. Dette system skulle være mindre
følsomt over for "for lange" gangtider. Klapanordningen på sluseventilen er
samtidig ændret. Komponenterne i styringsenheden burde dog også udskiftes med kraftigere
komponenter. Potentiometrene er skrøbelige at stille på. Det vides ikke, om problemerne
med korrekt motorarbejstid for transport af materialet til tanken i Bregninge, skyldtes
for kort afstand (ca. 3 m) eller manglende omhyggelighed med indstilling af arbejdstiden.
Det vides heller ikke, om tidsindstillingen kunne have været ændret. Minimumsafstanden
ved etablering af systemer er dog efterfølgende sat til 5 m.
Strømforbrug
Strømforbruget er meget lavt, da motoren kun arbejder i få sekunder pr. skyl. I det
kildesorterende vakuumtoiletsystem bliver forbruget endnu lavere, da urin skylles i et
gravitationssystem. Da der kun er tale om meget korte arbejdstider, er effekten i denne
tid ikke sat til 1.400 W, men til 2.000 W. Strømforbruget er ubetydeligt og væsentligt
lavere pr. person og pr. m³ end ved permanentvakuum.
Vandforbrug/koncentration af indholdsstoffer
Vandforbruget kan blive lavere og koncentrationen af indholdsstoffer højere ved
anvendelse af et kildesorterende vakuumtoilet frem for et kildesamlende vakuumtoilet.
Spildevandet fra et kildesamlende toilet med midlertidigt vakuum kan endog blive mere
koncentreret end fra de traditionelle vakuumtoiletter med permanent vakuum. Det afhænger
dog af, hvordan man sætter skyllemængden pr. skyl og af skyllefrekvensen. Sætter man
f.eks. skyllemængden til 0,6 l/skyl og skyller dobbelt så mange gange som ved 1,2
l/skyl, er der selvfølgelig ingen besparelse eller højere koncentration.
Det kildesorterende vakuumtoilet kan give store vandbesparelser og højere
koncentrationer, da urin skylles ud med kun 0,1–0,2 l vand. Der er desuden
fleksibilitet med hensyn til, om urin samt skyllevand skal opsamles i en særskilt tank
eller føres sammen med fækalier, papir og skyllevand.
Støj
Støjniveauet i et hus med vakuumskyl er noget højere end ved skyl fra et almindeligt
toilet med udløb til et gravitationssystem. Ved brug af et kildesorterende vakuumtoilet
er der dog normalt meget få vakuumskyl i en husstand, da de fleste skyl vil være små
urinskyl på kun 0,1–0,2 l, som udledes ved gravitation (uden vakuum). Disse skyl
giver meget mindre støj end almindelige skyl. Det kan især have stor betydning ved
natlige urinskyl, hvor det kildesorterende vakuumtoilets skyl knap vil kunne registreres.
Placering af vakuumpumpe med motor på en væg ved installation på en enkeltejendom som i
Bregninge og i Strandby giver kraftig og generende støj ved brug.
Det er i senere installationer undgået, fordi der nu bruges et nyt vakuumpumpe- og
slusesystem, som placeres i tankhalsen.
Rengøring
De relativt små skyllemængder, som bruges i vakuumtoiletterne betyder, at
toiletskålen ikke skylles så ren som i et konventionelt toilet. Toiletterne er mere
rengøringskrævende. Beboerne i de to ejendomme i projektet synes ikke, det er et problem
i dagligdagen, bl.a fordi de holder merarbejdet op mod vandbesparelsen. Men disse beboere
har også valgt systemet. Det kan være sværere at acceptere, hvis man ikke selv har
valgt, som f.eks. beboerne i det sociale boligbyggeri i Hannover.
Vådkompostering af materiale fra vakuumtoiletsystemer
Der er ikke kendskab til vådkomposteringsanlæg i Danmark. Der kan således kun blive
tale om nyetablering af anlæg til behandling af materiale og ikke om medbehandling i
eksisterende anlæg. De koncentrationer af organisk materiale, der er opmålt i store
systemer med permanent vakuum i Storstrøms Amt samt i Sverige, indikerer, at materialet
fint kan medbehandles i et vådkomposteringsanlæg. Koncentrationerne er imidlertid ikke
høje nok til, at et vådkomposteringsanlæg kan fungere på dette materiale alene. Der er
brug for at tilføre store mængder andet organisk materiale med væsentligt højere
TS/VS. Det kunne være kværnet organisk husholdningsaffald. Der kunne også være tale om
tørt opsamlet fækalt materiale fra toiletsystemer uden vandskyl fra f.eks. sommerhuse i
områder, hvor materialet ikke kan komposteres eller ønskes komposteret i den enkeltes
have. Hvis betingelserne ikke er til stede for en sikker tilførsel af
behandlingskrævende materialer, der kan udløse en betalingsafgift, kan det blive
nødvendigt at supplere med store mængder gylle. Men der er ikke krav om, at gylle skal
behandles. Den økonomiske risiko bliver meget stor og den reelle behandlingspris kan, som
i anlægget på Sörby Gård i Sverige, blive meget høj. På dette grundlag vurderes det,
at det er mere realistisk og rentabelt at medbehandle det "sorte" spildevand på
et eksisterende biogasanlæg.
Det er teoretisk muligt at opnå en koncentration af organisk materiale ved hjælp af
kildesorterende vakuumtoiletter i enkelthusstande, der gør, at materialet kan behandles
helt alene eller med tilsætning af mindre mængder materiale med højt indhold af
organisk materiale i et vådkomposteringsanlæg. Det kan give give en behandlingspris på
ca. 200 kr./m³. Den økonomiske risiko er dog også her betydelig, hvis der ikke er
sikret leverancer af andre materialer med høj TS/VS. Kværnet organisk husholdningsaffald
kan tilføres tankene sammen med materialet fra toiletterne og kan hæve den samlede
TS/VS-procent. Materiale opsamlet ved hjælp af tørre toiletsystemer eller ved brug af en
"Aquatron" kan også tilføres. Før etablering af et vådkomposteringsanlæg
bør det undersøges, om det er muligt og bedre at transportere materialet til
medbehandling i et eksisterende biogasfællesanlæg.
Medbehandling i biogasfællesanlæg
Det er oplyst af Palle Jensen (biogasfællesanlægget i Kettinge), at
medbehandlingspriserne for organiske affaldsprodukter ligger på 65–180 kr./m³,
bl.a. afhængigt af tørstofindholdet. Biogasanlægget ønsker imidlertid ikke at
medbehandle "sort" spildevand, som sidestilles med spildevandsslam. Hvis et
biogasfællesanlæg vil tage imod "sort" spildevand, kan den årligt producerede
mængde fra en husstand (2,5 personer) med kildesorterende vakuumtoilet behandles for
maks. 122–334 kr. (fækalt materiale) eller 319–622 kr. (samlet materiale)
baseret på en behandlingspris på 180 kr./m³ og de teoretiske volumener i kapitel 12 .
Behandling af materialet fra kildesamlende vakuumtoiletter vil koste 531–1.532 kr.
Det er imidlertid usikkert, om biogasanlægget vil acceptere de laveste koncentrationer.
Det vil være interessant at undersøge, hvad medbehandlingsprisen vil blive, hvis der
var mulighed for at medbehandle opsamlet materiale fra vakuumtoiletsysterne i Hummingen og
Kramnitzem i biogasfællesanlægget i Kettinge.
Proceshæmning i biogasanlæg ved tilførsel af NH4-N
Niveauet af NH4-N i materiale fra Bälinge i Sverige ligger på 0,079% af den
behandlede masse. Det er ikke så højt et niveau, at det som helhed kan forstyrre især
termofile processer i et biogasanlæg (se kapitel 11.2). Det forventes heller ikke at
være tilfældet med materialet fra Hummingen og Kramnitze. De teoretisk udregnede
koncentrationer fra vakuumtoiletter i kapitel 12 viser dog, at koncentrationerne meget vel
kan nå et sådant niveau. Anvendelse af kildesorterende vakuumtoiletter giver stor
fleksibilitet. Det kan vælges, om urinen skal medbehandles på et biogasanlæg eller
opsamles og anvendes særskilt. Urinblandingen indeholder langt størstedelen af NH4-N.
Med al sandsynlighed vil det tilførte materiale dog kun udgøre en beskeden del af det
samlede behandlingssvolumen. Spørgsmålet må undersøges nærmere i den aktuelle
situation.
Der mangler desværre viden om de faktiske muligheder for overhovedet at tilføre de
danske biogasfællesanlæg "sort" spildevand opsamlet fra vakuumtoiletter. Det
er vigtigt at få afklaret. Samtidig bør det undersøges, hvilke krav der stilles til
koncentration af organisk materiale og evt. til indholdet af NH4-N. Behandlingspriserne
for de enkelte biogasfællesanlæg samt afhentningspriserne skal kendes for at kunne
kalkulere de totale omkostninger.
Grundlag for de teoretiske udregninger af koncentrationer
Det fremgår af kapitel 3, at der er meget stor forskel på standardværdier for
volumen af og koncentrationer i human urin og humane fækalier. Der er i dette projekt
anlagt forsigtige skøn ved at regne med koncentrationer baseret på 1,5 l udsondret urin
og 0,2 l fækalier. Det har bl.a. stor betydning for TS/VS-koncentrationerne.
Beregningerne er ved opsamling af urin i kildesorterende vakuumtoiletter baseret på,
at toiletpapiret tilføres en sanitetsspand. Hvis dette papir systematisk fejlagtigt
tilføres fækalieafdelingen og skylles ud, bliver volumenerne væsentligt større og
koncentrationerne af tørstof, organisk stof og næringsstoffer væsentligt lavere.
Opsamling/tab af organisk materiale og næringsstoffer
Det er vigtigt som supplement til de teoretiske beregninger at der bliver udført
yderligere målinger af stofkoncentrationerne i det materiale, som er opsamlet i
vakuumsystemer. De teoretiske beregninger af koncentrationer af organisk materiale og
næringsstoffer er desuden eksplicit foretaget uden at kvantificere tab i
opsamlingssystemet. Det er vigtigt med målinger, der kan give mere viden om størrelsen
af disse tab alt efter skyllevandets hårdhed, lagringstid etc. At store mængder fosfor
f.eks. kan tilbageholdes i urinsystemer er allerede kendt, men det vil også være
nødvendigt at vide mere om tab af kvælstof og organisk materiale (Holtze & Backlund
2002, Backlund 2002).
Undersøgelse af brugeradfærd
Der er i dette projekt lavet en række teoretiske beregninger og indsamlet en række
tal om volumener og koncentrationer som udtryk for brugeradfærd. Der er imidlertid brug
for information fra flere brugere, ikke bare om faktisk skylleadfærd men også om
baggrunden for den. Information om betydning af lille skyllemængde og få skyl nytter
f.eks. ikke, hvis der hos brugere er rationelle praktiske forklaringer på større og
hyppigere skyl.
Fremtidsudsigter
Der er etableret ca. 15 vakuumtoiletsystemer med de nyeste ændringer i Sverige og
Finland. Her er det muligt at følge driften og tage prøver. Interessen for disse
vakuumsystemer, som består af et enkelt toilet med midlertidigt vakuum, er stor. Det
skyldes, at såvel anlægsudgifter som driftsudgifter til systemer med permanent vakuum,
er meget større. Der er tale om en enkel teknik uden vakuumventiler og med en enkel
vakuumpumpe. De nyeste ændringer ser ud til at have løst de problemer, der har været i
Bregninge, men det bør undersøges i praksis ved at følge de svenske anlæg.
Det er vigtigt at få afklaret, om der skal stilles særlige krav til processerne
(temperatur og opholdstid) på de biogasanlæg, som medbehandler humane restprodukter,
hvis anlæggets restprodukter skal udspredes på landbrugsjord. En sådan vurdering bør
foretages af de centrale myndigheder.
| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top
|