|
Næringssaltfjernelse på mindre renseanlæg med urinsortering i oplandet Sammenfatning og konklusionerDenne undersøgelse af betydningen for næringssaltfjernelse på mindre renseanlæg med urinsortering i oplandet er gennemført på Svanholm Gods som et projekt under Aktionsplanen for økologisk byfornyelse og spildevandsrensning under tema 3 Næringsstoffer fra by til Land. Separat indsamling af urin til gødningsformål reducerer indholdet af næringssalte i den resterende spildevandsmængde og undersøgelsen skal kortlægge omfanget af denne reduktion og den betydning det har for driften af renseanlæg med krav til næringssaltfjernelse. Projektet er gennemført på Svanholm Gods. Godsets beboere driver selv eget renseanlæg med næringssaltfjernelse og der har tidligere været gennemført et projekt om udnyttelse af næringssalte i urin på Godset. Godset beboere har derfor haft gode muligheder for at gennemføre den praktiske del af projektet, som ligger i naturlig forlængelse af tidligere aktiviteter. Det samlede spildevandssystemet på Svanholm Gods har indgået i projektet. Der er etableret to forskellige typer urinsorterende toiletter, i forbindelse med Godsets fælles spisesal. De udgør de systemer, der var kommercielt tilgængelige i Danmark ved projektets etablering. Godsets beboere har evalueret systemerne og det vurderes at begge kan anvendes; men der er stadig er behov for forbedringer, hvis de skal fungere optimalt. Kloaknettet er kortlagt i et samarbejde mellem Godsets beboere og Erling Holm aps, således at der foreligger en detaljeret oversigt over ledningsføring og toiletplaceringer i hele renseanlæggets opland. Gennemgangen viste at der er 32 toiletter spredt over 7 bygninger/bygningsgrupper og at 2 toiletter er placeret langt fra de øvrige. I forbindelse med projektet er der etableret kontinuert vandføringsmåling på renseanlægget. Herigennem er vandføringsvariationerne kortlagt og det er eftervist at kloaknettet i det store og hele fungerer separatkloakeret, kun med mindre vandføringsstigninger under og efter regn. En skitsering af et system til fuldstændig urinseparering i kloakoplandet viser at det hensigtsmæssigt kan gøres ved at opdele toiletterne i 4 grupper med hvert sit opsamlingssystem, og ved at etablere separat behandling af det samlede afløb fra de to fjerntliggende toiletter, således at de ikke længere er tilsluttet kloaknettet. Godset renseanlæg er et traditionelt opbygget recirkulationsanlæg til kvælstoffjernelse og simultanfældning af fosfor. Det er bygget af Godsets beboere i 1993. Det betjener udover beboelsen på Godset, en række mindre produktionsvirksomheder og Godsets fælleskøkken. Anlæggets indretning og drift er kortlagt med henblik på edb-simulering af driften under forskellige forudsætninger om graden af næringssaltreduktion ved urinsortering i oplandet. En indledende belastningsundersøgelse af renseanlægget sammenholdt med historiske belastningsmålinger viste at anlægget lejlighedsvis tilførtes spildevand med meget højt indhold af organisk stof. En kortlægning af virksomheder og institutioner i oplandet afdækkede at årsagen formentlig kan henføres til spild til kloaknettet fra malkeområdet på Godset. En mindre omlægning af systemet har sikret at dette ikke længere sker. En efterfølgende belastningsopgørelse viste spildevandskoncentrationer svarende til almindeligt husholdningsspildevand. Med udgangspunkt i belastningen af renseanlægget og med erfaringstal for bidrag fra urin og øvrige spildevandstrømme er der opstillet 3 scenarier for den fremtidige belastning af anlægget ved gennemførelse af urinsortering i oplandet. Udgangsscenariet er dagens situation, hvor der ikke er etableret urinsortering. To scenarier beskriver den mulige fremtid, hvor der etableres urinsortering i hele oplandet. Hvis systemet fungerer 100% effektivt reduceres belastningen af kvælstof med 80% og fosfor med 50%. Ved en mere realistisk vurdering af det mulige potentiale for separat opsamling af urin opnås 2/3 reduktion af kvælstof og 40% reduktion af fosfor. Indholdet af vand og organisk stof i urin er meget lille således at den organiske stofbelastning og den hydrauliske belastning ikke ændres væsentligt ved etablering af urinsortering. Edb-simuleringerne af de 3 scenarier er udført med simuleringsprogrammet EFOR 2001. Efter kalibrering af modellen svarende til den aktuelle belastning og de aktuelle procesforhold er modellen efterfølgende anvendt til at simulere effekten på renseanlægget ved reduktion af belastningen svarende til ovennævnte scenarier. Udover simulering af den umiddelbare effekt ved den reducerede belastning er der foretaget beregninger af de mulige besparelser i el og kemikalier ved optimering af anlæggets drift efter den reducerede belastning. Derudover er der foretaget beregninger, der belyser muligheden for at opnå tilstrækkelig rensning til at opfylde de gældende udlederkrav ved større reduktioner i anlæggets voluminer, idet især den reducerede kvælstofbelastning mindsker behovet for volumen til iltning af kvælstofforbindelserne. Edb-simuleringerne viser at der med et 100% effektivt urinsorteringssystem ikke tilføres tilstrækkeligt kvælstof til at opretholde de biologiske processer i renseanlægget. I praksis er det ikke muligt at sikrer en så vidtgående separation, således at der næppe ville opstå problemer i praksis. Beregningerne viser dog at der ved separation af spildevandet skal sikres en balance mellem kvælstof og organisk stof, hvis der ønskes en vidtgående biologisk omsætning af det organiske stof. Ved en realistisk vurdering af et effektivt urinsorterende system svarende til separation af 80% af urinen vil belastningen på renseanlægget blive væsentligt reduceret og rensningen for både kvælstof og fosfor væsentligt forbedret uden omstilling af anlæggets drift. Urinsortering i oplandet til et renseanlæg, også i mindre omfang, må derfor generelt forventes at føre til bedre rensning. Ved optimering af den kemiske fældning kan der opnås betydelig besparelser i kemikaliemængden. Da en betydelig del af fosfor indbygges i slammet uanset urinsortering vil besparelsen i kemikalier være større end den forholdsmæssige reduktion af fosforbelastningen. Optimering af driften kan opnås på flere måder. Umiddelbart spares el ved den reducerede ammoniumbelastning. Den interne recirkulation, som indgår i denitrifikationen, kan stoppes da nitratmængden, der skal denitrificeres er begrænset. Slamalderen i anlægget kan nedsættes til et niveau, hvor der ikke sker nitrifikation således at elforbruget til iltning af ammonium helt kan undlades. Edb-simuleringerne viser at der kun vil ske en begrænset stigning i udledning af Total-N som nitrat ved stop af den interne recirkulation. Stoppes nitrifikationen øges udledningen af Total-N også kun i begrænset omfang; men nu ved udledning af større mængder ammonium. Ingen af løsningerne vil give problemer med overholdelse af udlederkravet for Total-N for renseanlægget på Svanholm Gods; men et fuldstændigt nitrifikationsstop bringer ammoniumudledningen så tæt på anlæggets udlederkrav, at det er tvivlsomt om det vil kunne overholdes i praksis. Da anlægget overholder de gældende udlederkrav med betydelig margin efter etablering af et dækkende urinsorteringssystem vil kapaciteten af det eksisterende anlæg være væsentligt større end nødvendigt. Der er derfor foretaget edb-simulering af konsekvensen af at reducere anlæggets voluminer. Da behovet for denitrifikation er begrænset vil anlæggets denitrifikationstank og interne recirkulation umiddelbart kunne fjernes. Da behovet for nitrifikation er reduceret kan beluftningstankens volumen evt. reduceres væsentligt. Simuleringerne viser at anlæggets denitrifikationstank og den interne recirkulation kan borttages uden væsentlig øgning af den udledte Total-N således at anlægget uden problemer vil kunne overholde udlederkravene. Reduktion af det beluftede volumen til 1/3 af det nuværende vil reducere slamalderen så meget at nitrifikationen stopper. Effekten svarer stort set til effekten af at reducere slamalderen som beskrevet ovenfor således at det også her vil være tvivlsomt om anlægget kan overholde de gældende krav til ammonium. På baggrund af skitsen for udbygning af urinsortering på Svanholm Gods og af edb-simuleringerne kan omkostninger og besparelsespotentialer opgøres for etablering af systemet. Den samlede pris for udbygning af urinsortering på Svanholm Gods er skønnet til ca. 1.5 mio. kr., hvor halvdelen er udgifter til toiletter, opsamlingstanke og øvrigt udstyr; medens resten er entreprenørudgifter. Især den sidste post er vanskelig at bedømme da nyinstallation i de gamle bygninger kan være meget besværlig og omkostningskrævende. Potentialet for besparelser ved driften af det nuværende anlæg er begrænset. Det er opgjort at der umiddelbart kan forventes en besparelse på kemikalier og el på ca. 5.000 kr. svarende til 20% af de aktuelle driftsudgifter ved etablering af urinsortering. Hvis anlægget drives uden nitrifikation kan der spares lidt mere; men anlæggets overholdelse af udlederkravene bliver mindre sikker. Ved nyanlæg af renseanlæg er det muligt at spare betydelige anlægsvoluminer, hvis der er etableret urinsortering i renseanlæggets opland og det vil formentlig være muligt at sikre en meget lave udledninger af såvel organisk stof som næringssalte med simplere renseteknikker end den der anvendes på Svanholm Gods i dag. Reduktion af afgifter på udledning af organisk stof, kvælstof og fosfor ved etablering af urinsortering på Svanholm Gods vil kun være af begrænset økonomisk omfang og kan næppe realiseres samtidig med optimering af driftsudgifterne. Med det foreslåede system for urinsortering på Svanholm Gods indsamles skønsmæssigt 370 kg kvælstof og 50 kg fosfor pr år. Urinen har en god gødningsmæssig værdi; men den skønnes ikke at kunne bidrage til systemets økonomi, da der vil være omkostninger til transport og udbringning. Prisen for etablering af urinsortering på Svanholm Gods vil imidlertid være høj og vil således ikke kunne modsvares af de opnåede besparelser på driften af det nuværende renseanlæg og på indtægter ved salg af urin som gødning. De økonomiske potentialer vil være væsentligt større ved udbygning af sådanne systemer i nye bebyggelser, hvor omkostningerne til urinsortering vil være mindre og hvor den væsentlige reduktion af spildevandets indhold af kvælstof og fosfor kan udnyttes til at bygge enklere og billigere renseanlæg.
|