Bilag 2F Bioforgasning , Miljøstyrelsen

Vurdering af muligheder og begrænsninger for
recirkulering af næringsstoffer fra by til land

Bilag 2F Bioforgasning

Procesdiagram

Fig. 1
Opsamling, transport, bioforgasning og spredning af urin fækalier og køkkenaffald

Formål og anvendelse
Formålet med biogasanlæg er at omdanne organisk affald til et homogent hygiejnisk gødningsprodukt og at anvende den derved dannede metan til energiproduktion.
De biogasanlæg der findes i Danmark i dag er enten: gårdbiogasanlæg på landbrugsejendomme, hvor gas produktionen er baseret på husdyrgødning; biogas anlæg på rense anlæg hvor gas produktionen sker på basis af slam eller biogasfællesanlæg hvor gas produktionen er baseret på husdyrgødning, kildesorteret husholdningsaffald og organisk industriaffald. Af gårdbiogasanlæg findes der i dag 19, på renseanlæggene er der hele 65 biogasanlæg, og biogasfællesanlæggene er oppe på 20 stykker. Formålet med gårdbiogasanlæggene og biogasfællesanlæggene er primært energiproduktion gennem gas fremstilling, derudover foregår der i biogasfællesanlæggene en stabilisering og hygiejnisering af det kildesorterede affald og industriaffaldet, der derefter distribueres sammen med den afgassede gylle. På renseanlæggene er biogasanlæggenes primære funktion at reducere slammængden, energiproduktionen er her stadig af sekundær betydning (Taftdrup, 1999).
De følgende beregninger er baseret udelukkende på bioforgasning af humant affald.

Relation til andre systemkomponenter

Kloaksystem Þ Renseanlæg Þ biogas
Ifølge Taftdrup 1999 ,ville det miljømæssigt og økonomisk være mere optimalt at tilføre slammet fra renseanlæg til biogasfællesanlæg fremfor at bioforgasse det på renseanlæg da man på fællesanlægget kan omsætte, hygiejnisere, gødningsdeklarere, lagre og distribuerer slammet sammen med gyllen på en mere konkurrencedygtig måde.
En anden mulighed er at anvende en kombination af køkkenkværne og vandbesparende installationer der vil kunne opkoncentrere spildevandet så det er muligt at bioforgasse selve spildevandet (Henze, 1997).

Tør indsamling af kildesorteret køkken affald Þ lastbil Þ biogas
I dag indsamles der flere steder i landet kildesorteret husholdningsaffald fra køkkenerne som derefter bioforgasses. Affaldet sorteres i køkkenet hvor det kommes i papir- eller plastik poser, og lægges i en udendørs beholder der tømmes 26 – 52 gange pr. år. Affaldet transporteres til forbehandlingsanlæg hvor uorganiske dele frasorteres. Mængden af det indsamlede materiale der kan bioforgasses er højst hvor der indsamles i papirsposer da frasorteringen af plastposer i de øvrige anlæg ikke er optimal. I 1998 blev der behandlet 2-3000 tons husholdningsaffald i biogasfællesanlæggene (Møller, 1999). Regeringens affaldsplan 21 har som målsætning at der i år 2004 skal kunne behandles i størrelsesordnen 100.000 tons organisk husholdningsaffald i biogasfællesanlæg (Miljø- og energi ministeriet, 1999).

Samletanke Þ tankbil Þ biogas
Samletanke kan anvendes til indsamling af både urin, fækalier og køkkenaffald. Ved opsamling af køkkenaffald i en nedgravet tank bliver affaldet flydende og kan tømmes med en slamsluger en gang om året . Ved tømning af tanken kan der udføres kontrol med affaldets kvalitet og det kan vurderes om det er anvendeligt til bioforgasning og jordbrugsformål (Skjelhaugen, 1999b). Samme procedure kan udføres med samletanke for urin og fækalier.

Vakumtoiletter Þ vakuumtransport Þ biogas
I Lübeck i Tyskland er et pilotprojekt for 300 husstande under opførsel, hvor urin og fækalier transporteres til et biogasanlæg. Urinen og fækalierne opsamles med vakuum toiletter og transporteres med undertryk til biogasanlægget. Hvor indsamlet køkkenaffald iblandes inden bioforgasningen (Otterpohl, et al. 1997).

Funktion og opbygning

Funktion

Temperatur
De fleste erfaringer med bioforgasning i Danmark er gjort i temperatur området 20-52° C kaldet mesofil udrådning men de seneste år er termofil udrådning ved 52-60° C blevet mere udbredt. Sammenlignet med den mesofile udrådning er der en række fordele ved den termofile udrådning:

Reduktion af opholdstiden i anlægget

Effektiv destruktion af patogene organismer

Bedre nedbrydning af langkædede syre

Højere gasudbytte p.g.a. højere omsætningsgrad

Den væsentligste ulempe ved termofilbehandling er ;

Det kræver større procesenergi

(Schmidt et al., 1998a)

Opbygning
Udover opdelingen i mesofile og termofileanlæg kan biogasanlæg opdeles i anlæg der behandler pumpbart affald, TS< 10%, og anlæg der behandler fast affald TS> 10%. I Danmark er der flest erfaringer med anlæg der behandler pumpbart affald, det eneste anlæg der udelukkende har behandlet fast affald var biogas anlægget i Helsingør der blev lukket på grund af lugtproblemer. Generelt er anlæggene til fast affald teknisk meget komplicerede og der sker ofte tekniske uheld. (Schmidt et al., 1998b).

Samudrådning
Et forholdsvis nyt koncept der er blevet anvendt med stor succes i flere biogasfællesanlæg er at blande kildesorteret affald med gylle eller spildevandsslam. Herved undgår man de problemer der opstår ved behandling af fast affald alene. Dertil kommer at metan udbyttet forøges væsentligt ved at tilsætte fast affald til gyllen, da det typiske metanudbytte fra gylle er 20³m/ton mens det er 30 – 50m³/ton fastaffald. (Schmidt et al., 1998b). Der er i dag fem anlæg der samudrådner kildesorteret husholdningsaffald, det er Studsgård og Sinding ved Herning, Varst-Fjellerad ved Aalborg, renseanlægget i Grindsted og Biogasanlægget i Århus (Møller, 1999).

Begrænsninger for anvendelse:
Det kan være problematisk at forgasse materialer med et højt ammonium indhold da ammonium kan inhibere processen. Ved termofil bioforgasning må ammonium / ammoniak indholdet ikke være over 4g./l mens ved mesofil bioforgasning må indholdet ikke overstige 6 g. /l Teknologier til behandling af affaldsprodukter fra mindre end 10.000 personer er der endnu ikke mange erfaringer med.

Fordele:
Biogasanlæg har den store fordel i forhold til andre behandlingsformer at der produceres energi samtidig med at affaldet bliver stabiliseret og hygiejniseret. Derudover er det en fordel at landmændene kan være tilknyttet til anlæggene ved at de leverer gylle og de derfor ikke betragter det endelige produktet som affald. Den generende lugt der normalt er en følge af gylle udbringning kan stort set fjernes ved afgasningen i anlægget. (Taftdrup, Hjort-Gregersen, 1999)

Ulemper:
Omkostningerne til anlæggelse af et biogas anlæg er høje i forhold til andre behandlingsteknologier. Driften af anlægget kræver at der er en stabil leverance af organisk materiale af den rette beska ffenhed, samt at der er stabil afsætning af det afgassede materiale. Der har været problemer med lugt fra enkelte anlæg. Bioforgasning af husholdningsaffald har et dårligt renommé på grund af ét større fejlslagent projekt.

Ammoniak inhibering
Kvælstoffet i urinen er ved udsondring fra kroppen primært på urea form, men omdannes af urease enzymet til ammonium/ammoniak i løbet af få døgn. I køkkenaffald og fækalier findes kvælstof primært som proteiner der omsættes ved bakteriel aerob eller anerob nedbrydning.

En høj ammonium/ammoniak koncentration hæmmer biogasprocessen da ammoniak går ind og hæmmer de metanogene bakterier ( Schmidt, 1998a). Andelen af ammonium der går på ammoniak form forøges ved stigende temperatur og pH, termofile anlæg er på grund af den høje temperatur derfor mere følsomme overfor for et højt ammonium indhold end mesofile anlæg.

I et termofilt anlæg ligger pH typisk på 8 i et sådan anlæg kan bioforgasningen forløbe med op til 4 g. ammonium/ ammoniak pr. liter. Hvis man vil være på den sikre side kører man med 3,5g. ammonium/ammoniak pr. liter. I et mesofilt anlæg kan bioforgasningen forløbe med op til 6g ammonium/ ammoniak. pr. liter (Angelidaki, 2000).

Hansen et. al. 1998 fandt at i svinegylle ved pH 8 med en ammonium/ammoniak koncentration på op til 6 g pr. liter kunne der stadig finde en nedbrydning sted ved 55° C. men at inhiberingen allerede begyndte ved 1,1 g. ammoniak pr. liter.

Den væsentligste kilde til ammonium i bygødningen er ,som det fremgår af tabel.1, urin hvor der er over 7g. ammonium/ammoniak pr. liter.

Tabel 1
Beregning af ammonium/ammoniak indhold for de enkelte affaldstyper pers. pr. år.

Affaldstype

Årlig produktion

N indhold

% på NH³ NH₃+NH⁴ NH₄⁺ form

Andel på ammonium form

Urin

431 l (1)

4,0 kg (1)

94 % (2)

3,76 kg

Fækalier

75 l (1)

0,37 kg (1)

50 % (3)

0,19 kg

Køkkenaffald

73 l (1)

0,62 kg (1)

50 % (3)

0,31 kg

I alt

602

4,99 kg (1)

4,26 kg

(1) (Eilersen, 1999)
(2) (Målinger i Hyldespjældet, se kapitel 3)
(3) (estimeret)

Tabel 2
Beregning af ammonium indholdet i blandingen af køkkenaffald, urin og fækalier i pers. pr. år med forskellige TS indhold

TS i %

Total vol.pers/år

Kg NH⁴/ tons

g NH⁴/NH³ liter

Ingen skyllevand

10,6

0,602

7(1)

7

Skyllevand

10

0,640

6,6

6,6

Skyllevand

2

3,20

1,3

1,3

Ved 4 g ammonium pr liter(2)

6

1,061

4,0

4,0

(1)

Eksempel på beregning
(1/0,602) x 4,26 = 7 kg pr. m³

(2)

Beregningerne i tabel 2 viser at ved 10 % TS er ammonium/ammoniak indholdet højere end de 4 g/l der er tilrådeligt.
Hvad skal tørstofindholdet være for at nå under 4 g. ammonium/ammoniak pr. liter ?
1- (4 /4,26) =0,061 4,26 :1061 = 4,0 1061l pr.
Tørstofindholdet skal ned på 6% for at processen kan forløbe med urin iblandet.

Biogas-potentiale

Givet:

Den årlige produktion af køkkenaffald 87 kg vådvægt (pers/ år)
Den årlige produktion af fækalier 75 kg vådvægt(pers/år)
Den årlige produktion af urin 431 liter pers/år

Biogaspotentiale i Køkkenaffald

Biogaspotentialet pr, tons køkkenaffald er 150 – 240 Nm³(Angelidaki, 1996)
Biogaspotentilaet af den årlige mængde køkkenaffald fra en person er:
Biogaspotentilaet for 1 kg er 0,150 – 0,240N m³ potentialet fra 87 kg er 13 - 21 m³biogas

Biogaspotentiale i Fækalier

Biogas potentialet for fækalier sættes til det samme som for primærslam der er:
0,33 Nm³ CH₄pr. kg. VS (Koordineringsudvalget for biogasfællesanlæg, 1991). TS for fækalier er 13 kg pr. år (Eilersen, 1998) VS er da 13 x 0,8 = 10,4 VS Biogaspotentilaet for en persons årlige fækalie produktion er da 10,4 kg x 0,33 = 3,4 Nm³

Biogaspotentiale i urin

Biogaspotentilaet for urin sættes ligeledes til det samme som for primærslam der er 0,33 Nm³ pr. kg. VS(Koordineringsudvalget for biogasfællesanlæg, 1991) TS indholdet for urin er 22 kg pr. år. (Eilersen 1998) VS er 22 x 0,8 = 17,6 kg/pers/år. Biogaspotentialet for en persons årlige urin produktion er således 17,6 x 0,33 = 5,8 Nm³

Tabel 3
Biogaspotentiale pr. pers. pr. år

Affaldstype

Biogas potentiale i Nm³

Køkkenaffald

16 – 25

Fækalier

3,4

Urin

5,8

I alt

25,2 - 34,2 gennemsnit 30

Beregning af tørstofindhold.
Ved vådbioforgasning som anvendes på danske biogasanlæg skal tørstofindholdet ligge mellem 2 og 10 %. Ved anvendelse af konventionelle skyllevandsmængder
tørstofindholdet i toiletaffald og køkkenaffald ligge væsentligt under 2% tørstof. I det følgende er beregnet hvor meget skyllevand der kan anvendes hvis tørstof indholdet skal ligge på henholdsvis 2 og 10 %.

Tabel 4
TS indhold i de enkelte affaldsfraktioner pers/år

TS/ år/ pers. i kg.

Volumen i liter

TS/vol i %

Køkkenaffald

29

73

40

Fækalier

13

75

17

Urin

22

431

5

I alt

64

579

11

Tabel 5
Beregning af hvor meget skyllevand der kan anvendes til toilet skyl ved forskellige tørstofmængder angivet i pers./år - når køkkenaffald, fækalier og urin tilføres biogasanlægget:

TS i %

Andel skyllevand i liter

Uden skyllevand

11

0

Med skyllevand

10

640 – 579 = 61¹

Med skyllevand

2

3200 – 579 = 2621

Tabel 6
Beregning af hvor meget skyllevand der kan anvendes til toilet skyl ved forskellige tørstofmængder angivet i pers./år, når kun køkkenaffald og fækalier tilføres biogasanlægget:

TS i %

Andel skyllevand i liter

Uden skyllevand

23

0

Med skyllevand

10

420 – 148 = 272²

Med skyllevand

2

2100 – 148 =1952

Masseballance

På grund af urins store volumen og høje ammonium indhold kan det være en fordel ikke at tilføre det til biogasreaktoren. Til gengæld kan der være nogle hygiejniske og rationaliseringsmæssige fordele ved at behandle urinen sammen med fækalier og køkkenaffald i reaktoren, derfor er der både lavet mass flow for fækalier og køkkenaffald med og uden urin.

Tabel 7
Rensegrader og massestrømme for køkkenaffald og fækalier

VS

TS

BOD

C

N

P

K

Ind – vandfase

kg/(pers× år)

30,6^1,6

38¹

18,3¹

1,0¹

0,3¹

0,5¹

Ud - med vand

"

6,2 –22²

13 – 29²

-

1,0⁴

0,3⁴

0,5⁴

- med fast stof

"

0

0

-

0

0

0

- med luft

"

9 - 24⁵

9 - 24⁵

-

12⁷

-

-

-

Ophobes i anlæg

"

-

-

-

-

-

-

Omformet

"

-

-

-

-

-

-

Rensegrad

%

-

-

100

100

100

¹ (Eilersen, 1998)

² (Schmidt, et al. 1998), VS reduceres med 30 – 80% under bioforgasning.

³ (Ørstenblad, 1998)

⁴ (Salomonsen, 2000) Der er ingen fraførsel med biogassen og det eneste andet produkt er afgasset masse.

⁵ Egen beregning.

⁶ (Energistyrelsens arbejdsgruppe for gårdbiogasanlæg) VS er sat til 80% af TS

⁷ (kulstofindholdet i en Nm³ biogas er 500 gram )(Salomonsen, 2000)

Tabel 8
Rensegrader og massestrømme for urin, fækalier og køkkenaffald

VS

TS

BOD

C

N

P

K

Ind – vandfase

kg/(pers× år)

51

64¹

20,1¹

5¹

0,8¹

1,4¹

Ud – med afgasset biomasse

"

10 – 36

5

0,8

1,4

- med fast stof

"

-

-

-

- med luft

"

15 –41

15⁷

-

-

-

Ophobes i anlæg

"

-

-

-

Omformet

"

-

-

-

Rensegrad

%

100

100

100

^{1 (Eilersen, 1998)
Vurdering af kriterier:
Ressourceforbrug og miljøbelastning
Energiforbrug:
Tabel 9

Energiforbrug ved drift af biogas anlæg med køkkenaffald urin og fækalier}

Toilettype

Vakuumtoilet med urinseparation

Urinsorterende Vippetoilet

Ekstra lavtskyllende WC

Mængde spildevand pr. pers. pr. År

1,9 m³.

2,0 m³.

3,3 m³.

Mængde biogas produceret pr. m³spildevand.

16 m³

15 m³

9 m³

El forbrug i KWh/m³ biogas

0,14 x 1,9 = 0,266

0,14 x 2,0 = 0,28

0,14 x 3.4 = 0,476

Varme MJ/ m³biogas

2,8 x 1,9 = 5,32

2,8 x 2,0 = 5,6

2,8 x 3,4 = 9,52

El forbrug pers pr. år

30 x 0,266 = 7,98 kWh.

30 x 0,28 = 8,4 kWh.

30 x 0,476 = 14,28 kWh.

Varme forbrug pers. pr. år

30 x 5,32 = 159,6 MJ=44,4 Kwh

30 x 5,6 = 168 MJ = 46,7 kwh

30 x 9,52 = 285,6 MJ=79,4

I alt

52 kwh

55,1 kwh

93,7 kwh

På baggrund energistyrelsen forudsætninger (Energistyrelsen ,1996) og de beregnede biogaspotentialer er følgende forholdstal anvendt i beregningerne i ovenstående skema:
Omregnings faktor for fællesanlæg ved vakuum toilet med urinsortering
30/16 = 1,9
Omregnings faktor for fællesanlæg ved vippetoilet med urinsortering
30/15 = 2,0
Omregnings faktor for fællesanlæg ved WC med ekstra lav skylle funktion
30/9 = 3,4
1kWh = 3,6 MJ

Tabel 10
Energiforbrug ved drift af biogas anlæg med køkkenaffald og fækalier uden urin

Toilettype

Vakuumtoilet med urinseparation

Urinsorterende Vippetoilet

Ekstra lavtskyllende WC

Mængde spildevand pr. pers. pr. År

0,9 m³

1,0 m3.

2,4 m³

Mængde biogas produceret pr. m³spildevand.

27 m³

23 m³

10 m³

El forbrug i KWh/m³ biogas

0,14 x 1,1 = 0,154

0,14 x 1,3 = 0,182

0,14 x 3,0 = 0,42

Varme MJ/ m³biogas

2,8 x 1,1 = 3,08

2,8 x 1,3 = 3,6

2,8 x 3,0 = 8,4

El forbrug pers pr. år

24 x 0,154 = 3,7 kWh.

24 x 0,182 = 4,4 kWh.

24 x 0,42 = 10,08 kWh.

Varme forbrug pers. pr. år

24 x 3,08 = 73,9 MJ= 20,5 Kwh

24 x 3,6 = 86,4 MJ = 24 kwh

24 x 8,4 = 201,6 MJ= 56

I alt

24,2

28,4 kwh

66,1 kwh

På baggrund energistyrelsen forudsætninger (Energistyrelsen ,1996) og de beregnede biogaspotentialer er følgende forholdstal anvendt i beregningerne i ovenstående skema:
Omregnings faktor for fællesanlæg ved vakuum toilet med urinsortering
30/27 = 1,1
Omregnings faktor for fællesanlæg ved vippetoilet med urinsortering
30/23 = 1,3
Omregnings faktor for fællesanlæg ved WC med ekstra lav skylle funktion 30 / 10 = 3,0
1kWh = 3,6 MJ

Tabel 11
Energiregnskab ved bioforgasning af urin, fækalier og køkkenaffald, kWh/(person·år).

Toilettype

Vakuumtoilet med urinseparation

Urinsorterende Vippetoilet

Ekstra lavtskyllende WC

Energigenvinding i form af biogas (1)

194

194 kWh

194 kWh

Energigenvinding ved gødning (2)

76,4 kWh

76,4 kWh

76,4kWh

Energiforbrug til transport (3)

24 kWh

27kWh

44 kWh

Energi forbrug ved bioforgasning (4)

52 kWh

55,1 kWh

93,7 kWh

Energiproduktion

194,4 kWh

188,3 kWh

132,7 kWh

Tabel 12
Energiregnskab ved bioforgasning af fækalier og køkkenaffald pers/år

Toilettype

Vakuumtoilet med urinseparation

Urinsorterende Vippetoilet

Ekstra lavtskyllende WC

Energigenvinding i form af biogas pr. pers/år (1)

155 kWh

155 kWh

155 kWh

Energigenvinding ved gødning pr. pers/år (2)

16,32kWh

16,32kWh

16,32 kWh

Energiforbrug til transport (3)

12 kWh

13 kWh

32 kWh

Energi forbrug ved bioforgasning pers/år (4)

24,2 kWh

28,4 kWh

66,1 kWh

Energiproduktion

135,1kWh

129,9 kWh

73,2 kWh

Recirkuleringspotentiale

Tabel 13,
Recirkuleringspotentiale:
Tabel med angivelse af det samlede recirkuleringspotentiale for enhedprocessen, og den mængde stof der potentiel kan opsamles på væske, faststof og luftfase.

SS

BOD

COD

C

N

P

K

Opsamlet i væske

g/(pers× år)

1000

300

555

Opsamlet i fast stof

"

0

0

0

Opsamlet i luft

"

0

0

0

Recirkulerings
potentiale i alt

"

1000

300

555

Økonomi

Økonomi for biogasanlæg til urin, fækalier og køkkenaffald

Tabel 14.
Investerings og drifts omkostninger for hele biogasanlæg til 20.000 personer.

Fællesanlæg

Fællesanlæg

Fællesanlæg

Fællesanlæg

Toilettype

Vakuumtoilet med urinseparation

Vippetoilet med urinseparation

Ekstra lavtskyl WC

Antal personer og ts % (3)

20.000 2 % TS

20.000 pers.

TS større end 2%

20.000 pers.

TS større end 2%

20.000 pers.

TS mindre end 2%

M³ biogas pr. Døgn

1644 m³ biogas

1644 m³ biogas

1644 m³ biogas

1644 m³ biogas

Investering i Kr. pr. m³ biogas/døgn (1)

3400

3400

3400

3400

Investering (2)

17.886.720 kr.

10.620.240 kr.

11.179.200 kr.

19.004.640 kr.

Drift og vedligehold kr. pr. m³biogas (1)(2)

3,2 kr.

1,9 kr.

2,0 kr.

3,4 kr.

Pr. år.

1.920.000 kr.

1.140.000 kr.

1.200.000 kr.

2.040.000 kr.

Anlæggets levetid i år (1)

20

20

20

20

Udgift pr. pers pr. år D&V

96 kr.

57 kr.

60

102 kr.

(1) (Energistyrelsen, 1996)

(2) (Egne beregninger) eksempel(3400 x 1644) =
5.589.600 x 2.0=11.179.200 kr

(3) Som det fremgår af afsnittet "Beregning af TS indholdet" så skal TS indholdet i det materiale der skal vådbioforgasses ligge mellem 2 og 10% tørstof. Som det fremgår af beregningerne er TS indholdet i materialet opsamlet fra det ekstra lavtskyllende WC mindre end 2 % der skal derfor tilsættes andet materiale til spildevand opsamlet fra dette toilet hvis TS skal være over 2 % det kan f.eks. husdyrgødning, industriaffald eller lignende.

(4) Investeringer samt drift og vedlige hold er for komplette anlæg incl. Transportudstyr men excl. Energiomsætningsanlæg og lagertanke hos landmændene.

Beregning af forholdtal:

Som forudsætning for økonomiberegningerne i (Energistyrelsen ,1996) er sat, at der udvindes 30 m³biogas pr. tons affald i fællesanlæggene. Ved bioforgasning af urin fækalier og køkkenaffald udvindes der pr. person årligt 30m³biogas. Den samlede mængde affald der genereres pr. person incl. Skyllevand i de forskellige typer toiletsystemer er herunder beregnet.

Urinsort, vakuumtoilet:
Skyllevand 3,4 x 365 = 1241 l. i alt 1876
Urinsorterende vippetoilet:
Skyllevand3,8 x 365 =1387 l. i alt 2022l
Urinsorterende ekstra lavtskyllende WC:
Vol. 75 + 430+ 130 = 635 skyllevand 7,4 x 365 = 2701 l. i alt 3.336 l.

På baggrund energistyrelsen forudsætninger og de beregnede potentialer er følgende forholdstal anvendt i beregningerne i ovenstående skema :
Omregningsfaktor ved 2% ts 30/9,4 = 3,2
Omregnings faktor for fællesanlæg ved vakuum toilet med urinsortering
30/16 = 1,9
Omregnings faktor for fællesanlæg ved vippetoilet med urinsortering
30/15 = 2,0
Omregnings faktor for fællesanlæg ved WC med ekstra lav skylle funktion
30/9 = 3,4

Tabel 15
Priser i kr./(person× år) og kr./(m^3×år) for et anlæg til bioforgasning af urin, fækalier og køkkenaffald. Biogasanlægget er dimensioneret til 20.000 personer, installationer i boligen (samletank rørsystem etc.) er dimensioneret til en husstand med tre personer. Levetiden for anlægget er sat til 20 år og renten er sat til 6 %. Der er regnet med en transportvej på 25 km.
Priser er angivet i følgende rækkefølge:
Anlæg: (Rør og brønde) + (Samletank ) + (bioforgasningsanlæg).
Drift: (Rør og brønde) + (tømning og transport) + (bioforgasningsanlæg)

Affaldsform

Fækalier urin og køkkenaffald

Fækalier urin og køkkenaffald

Fækalier urin og køkkenaffald

Toilettype

Urinsorterende vakuumtoilet

Urinsorterende vippetoilet

Ekstra lavtskyllende wc urin s.

Vol prod/pers

1,8

2,0

3,3

Tankstørrelse

6

6

6

Kr./person

Kr/m³

Kro/person

Kr/m³

Kr./person

Kr/m³

Anlæg

584 +523 +46

228 +290 +25

584 +523 +49

205 +261 +25

584 +523 +83

124 +158 +25

Drift

100 +394 +57

56 +223 +10

100 +438 +60

50 +223 +30

100 +722 +102

30 +223 +10

I alt

1704

832

1754

794

2114

570

Tabel 16
Nutidsværdien pr. person angivet i kr./(person× år) og kr./(m^3×år) for et anlæg til bioforgasning af urin ,fækalier og køkkenaffald. Biogasanlægget er dimensioneret til 20.000 personer, installationer i boligen (samletank rørsystem etc.) er dimensioneret til en husstand med tre personer. Levetiden er sat til 20 år og renten til 6%.
Priser er angivet i følgende rækkefølge:
Anlæg: (Rør og Brønde) + (Samletank ) + (bioforgasningsanlæg).
Drift: (Rør og brønde) + (tømning og transport) + (bioforgasningsanlæg)

Spildevandstype

Urinsorterende vakuum

Urinsorterende vippetoilet

Ekstra lavt skyllende WC

Vol prod/person

1,8

2,0

3,3

Tankstørrelse

6

6

6

Nutidsværdi af:

Anlæg

6700 + 6000 + 531

6700 + 6000 + 558

6700+ 6000 + 950

Drift

1147 + 4519 + 653

1.147 + 5023 + 688

1147 + 8281 + 1169

I alt

19.550

20.116

24.272

Økonomi for biogasanlæg til fækalier og køkkenaffald

Tabel 17
Økonomi for biogasanlæg til fækalier og køkkenaffald uden urin

Fællesanlæg

Fællesanlæg

Fællesanlæg

Fællesanlæg

Toilettype

Vakuumtoilet med urinseparation

Vippetoilet med urinseparation

Ekstra lavtskyl WC

Antal personer og ts % (3)

20.000 2 % TS

20.000 pers.

TS > 2%

20.000 pers.

TS > 2%

20.000 pers.

TS < 2%

M³ biogas pr. døgn

480.000 :365 = 1315 m³ biogas

480.000 : 365 = 1315 m³ biogas

480.000 : 365 = 1315 m³ biogas

480.000 :365 = 1315 m³ biogas

Investering i Kr. Pr. m³ biogas/døgn (1)

3400

3400

3400

3400

Anlægs Investering (2)

(3400 x 1315) 4.471.000 x 2,7 = 12.071.700 kr.

(3400 x 1315) = 4.471.000 x 1,1 = 4.918.100 kr.

(3400 x 1315) = 4.471.000 x 1.3 = 5.812.300 kr.

(3400 x 1315) = 4.471.000 x 3,0 = 13.413.000 kr.

Investering pr. pers.

1 x 3,2 =3,2 kr.

246 kr.

291 kr.

671 kr.

Drift og vedligehold kr. Pr. m³biogas (1)(2)

1 x 2,7 = 2,7

1 x 1,1 = 1,1

1 x 1,3 = 1,3

1 x 3,0 = 3,0

Pr. År.

1.296.000 kr.

528.000 kr.

624.000 kr.

1.440.000 kr.

Anlæggets levetid i år (1)

20

20

20

20

Udgift pr. pers pr. år D&V 65 kr. 26 kr. 31 72 kr.

Investerings omkostninger

Energistyrelsen

Som forudsætning for økonomiberegningerne i (Energistyrelsen ,1996) er sat at der udvindes 30 m³biogas pr. tons affald i fællesanlæggene. Ved bioforgasning af fækalier og køkkenaffald udvindes der pr. person årligt 24m³biogas. Den samlede mængde affald der genereres pr. person incl. Skyllevand i de forskellige typer toiletsystemer er:

Med 2% ts 2100 l.
For det urinsorterende vakuumtoilet 892 l
Urinsortvippetoilet 1038 l
For de urinsorterende ekstra lavtskyllende WC 2352 l.

24 : 2,100 = 11 m³ biogas pr. m³ materiale
24 : 0,892 = 27 m³ biogas pr. m³ materiale
24 : 1,038 = 23 m³ biogas pr. m³ materiale
24 : 2,352 = 10 m³ biogas pr. m³ materiale

På baggrund energistyrelsen forudsætninger og de beregnede potentialer er følgende forholdstal anvendt i beregningerne i ovenstående skema :
Omregningsfaktor for fællesanlæg med 2% tørstof 30/11 = 2,7
Omregnings faktor for fællesanlæg ved vakuum toilet med urinsortering
30/27 = 1,1
Omregnings faktor for fællesanlæg ved vippetoilet med urinsortering
30/23 = 1,3
Omregnings faktor for fællesanlæg ved WC med ekstra lav skylle funktion
30/10 = 3,0

Tabel 18.
Priser i kr./(person× år) og kr./(m^3×år) for et anlæg til håndtering af fækalier og køkkenaffald til bioforgasning, inklusiv forrentning og afskrivning og drift. Der laves beregning dels for et ekstra lavt skyllende sorterende WC dels for et sorterende vakuum toilet og dels for et urinsorterende vippetoilet. Ved 25 km transport. Priser er angivet i følgende rækkefølge:
Anlæg: (Rør og brønde) + (Samletank ) + (bioforgasningsanlæg).
Drift: (Rør og brønde) + (tømning og transport) + (bioforgasningsanlæg)

Affaldsform

Fækalier og køkkenaffald

Fækalier og køkkenaffald

Fækalier og køkkenaffald

Toilettype

Urinsorterende vakuumtoilet

Urinsorterende vippetoilet

Ekstra lavtskyllende wc urin s.

Vol prod/pers

0,9

1,0

3,0

Tankstørrelse

6

6

6

Kr./person

Kr/m³

Kr./person

Kr/m³

Kr. /person

Kr/m³

Anlæg

584 +523 +21

648 +581 + 23

584 +523 +26

584 +523 +26

584 +523 +59

195 +174 +20

Drift

100 +197 +26

111 +219 +29

100 +219 +31

100 +219 +31

100 +656 +72

33 +219 +24

I alt

1451

1611

1483

1483

1994

665

Tabel 19
Nutidsværdien pr. person af et anlæg med en levetid på 20 år. Priser er angivet i følgende rækkefølge:
Anlæg: (Rør og Brønde) + (Samletank ) + (bioforgasningsanlæg).

Spildevandstype

Fækalier og køkkenaffald

Fækalier og køkkenaffald

Fækalier og køkkenaffald

Urinsorterende vakum

Toilet

Urinsorterende vippetoilet

Ekstra lavt skyllende WC

Vol prod/pers

0,9

1,0

3,0

Tankstørrelse

6

6

6

Nutidsværdi af:

Anlæg

6700+6000+246

6700+6000+291

6700+6000+671

Drift

1147+2260+298

1147+2512+356

1147+7524+ 826

I alt

16.651

17.006

22.868

Drift: (Rør og brønde) + (tømning og transport) + (bioforgasningsanlæg)

Vurdering af kriterier

Kriterium

Vurdering

1=dårligst 10=bedst

Vurdering i ord

Hygiejne lokalt

8

Køkkenaffald, fækalier og urin opsamles lokalt.

Arbejdsmiljø

7

Der kan opstå problemer ved arbejde med samletankene. Der er ingen direkte kontakt med materialet ved bioforgasningen

Driftsikkerhed og vedligeholdelse

6

Driftsikkerheden for biogasanlægget er rimelig stor. Driftsikkerheden for opsamlingssystemet til hhv. urin alene, og fækalier og køkkenaffald sammen er mindre, og kravet til vedligeholdelse større.

Teknologisk stade

5

Teknologien for biogasanlæg er velafprøvet.

Brug og renholdning

5

Biogasanlægget stiller større krav til brug og rengøring. Toilettet skal være urinsorterende og vandbesparende.

Lokal deltagelse

6

Køkkenaffaldet skal sorteres. Urin opsamlingen og bioforgasningen stiller krav til valg og anvendelse af rengøringsmidler.

Robusthed

6

Bioforgasningsdelen afhænger af at brugerne sorterer køkkenaffaldet i de rigtige fraktioner, og af korrekt valg og anvendelse af rengøringsmidler.

Fleksibilitet

7

Relativt fleksibelt overfor ændringer i affaldshåndteringen.

Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |