Katalog over udvalgte spildevandsløsninger med recirkulering af næringsstoffer fra by til land

2 Grundlag og forudsætninger

Dette projekt tager udgangspunkt i projektet "Vurdering af muligheder og begrænsninger for recirkulering af næringsstoffer fra by til land" der blev udarbejdet for Miljøstyrelsen under programmet "Økologisk byfornyelse og spildevandsrensning" og udgivet som publikation nr. 14, 2001 (Wrisberg et al., 2001).

Analysen behandler kun byområder og ikke fritliggende huse eller det åbne land.. Den typiske løsning i dag er en indsamling af køkkenaffald ugentligt sammen med ikke-organisk affald og håndtering af spildevand på centrale renseanlæg.

I Wrisberg et al. (2001) vurderes og beskrives forskellige håndteringssystemer til organisk køkkenaffald, urin, fæces og gråvand fra husholdninger. Analysen resulterer i en anbefaling af fem systemer til eksisterende byggeri og syv systemer til nybyggeri.

Disse tolv håndteringssystemer behandles yderligere i dette projekt for så vidt angår nyeste praktiske erfaringer med etablering og drift af de komponenter, der indgår i systemløsningerne. Der angives enkelte praktiske anvisninger om arealbehov og lignende. Disse supplerende vurderinger er baseret på litteraturstudier, deltagelse i konferencer, gennemgang af udførte anlæg samt inddragelse af anlægs- og driftserfaringer fra anvendelsen af flere af komponenterne i andre sammenhænge, som f.eks. drift af biogasanlæg for råprodukter med en karakter, der ligner de fraktioner der er medtaget i dette projekt.

Oplysninger om affaldsproduktion, priser, energiudnyttelse, gødningsværdier m.v. er hentet direkte fra Wrisberg et al. (2001). Der er kommenteret på disse forhold, hvis nye oplysninger antyder en forskydning i forhold til det, der blev forudsat/antaget ved udarbejdelsen af rapporten.

I Wrisberg et al.(2001) er undersøgelsen afgrænset til at omfatte selve håndteringssystemet, der anvendes til opsamling, transport og behandling af affaldsfraktionerne. I dette projekt er ved vurderingerne af løsningernes realiserbarhed yderligere medtaget den videre bortskaffelse af produkterne (lager, transport, udspredning og den endelige slutdeponering).

Opbygning og indhold af kataloget:

I dette projekt beskrives følgende forhold overordnet i katalogform for hvert af de udvalgte 12 systemer:

- opbygning af systemet,
- anvendelsespotentiale i boligområder,
- erfaringer med foreslået teknik,
- erfaringer med etablering og drift,
- hygiejne og sundhed,
- energi,
- recirkuleringspotentiale,
- økonomi,
- fordele/ulemper generelt,
- arealkrav,
- krav til bruger,
- muligheder/barrierer og
- en samlet vurdering af systemet.

Alle nøgleoplysninger om hver systemløsning findes i skemaform på et dobbelt-opslag og er derfor meget kortfattede og unuancerede. I et følgende afsnit er derfor som supplement angivet et resume af de væsentligste positive og negative erfaringer fra bebyggelser, hvor nogle af de foreslåede løsninger anvendes. Endvidere findes et afsnit med en beskrivelse af nøgleoplysninger om de enkelte komponenter som indgår i de tidligere anbefalede systemløsninger.

Grundlæggende forudsætninger og nyttige nøgletal:

(fra Wrisberg et al.(2001))

Vurderingerne i denne rapport omhandler muligheder for boligers recirkulering af næringsstoffer fra affaldsfraktionerne urin, fæces, gråt spildevand og fast organisk husholdningsaffald, dvs. organisk køkkenaffald. Det grå spildevand består af afløbene fra bad, vask og køkken, og indeholder således den del af køkkenaffaldet, der ikke opsamles i fast form, men skylles ud med spildevandet.

Recirkuleringspotentiale:

Recirkuleringspotentialet behandles for stofferne kvælstof, fosfor og kalium. Størstedelen af næringsstofferne findes i urin, hvorfor denne fraktion er særlig interessant i denne sammenhæng.

Tabel 2.1. Produktion af husholdningsrelaterede affaldsmængder samt mængden af næringsstoffer m.v. fra en voksen person. Kg/person/år og liter/person/år.

Stof Enhed Totalt Fysiologisk Køkken Vask og bad
Fækalier Urin Vand.båren Fast
Volumen af ressource excl. vandforsyningsvand liter/(pår) 793 75 430 150 130 7,5
Vandforbrug liter/(pår) 54.750 7.300 10.950 18.250 0 18.250
Totalt volumen liter/(pår) 55.543 7.375 11.380 18.400 130 18.258
Samlet tørvægt, TS kg/(personår) 86 13 22 15 29 7,3
Samlet vådvægt kg/(personår) 725 75 440 115 87 7,5
COD kg/(personår) 80 22 5,5 16 33 3,7
BOD kg/(personår) 33 7,3 1,8 11 11 1,8
Nitrogen kg/(personår) 6 0,37 4,0 0,37 0,62 0,37
Fosfor kg/(personår) 1 0,18 0,55 0,07 0,11 0,11
Kalium kg/(personår) 2 0,37 0,91 0,15 0,15 0,15

Wrisberg et al.(2001)

Som det ses udskiller et menneske ca. dobbelt så meget tørstof gennem urinen som med fæces, ligesom der udskilles 3-10 gange så meget næringsstof med urinen som med fæces.

Da personer ikke altid befinder sig i boligen, vil noget af affaldsproduktionen blive afleveret andre steder. Det er således antaget at en person afleverer følgende procentdele af de forskellige fraktioner i husstanden:
50 % af urin,
75 % af fæces,
90 % af det faste organiske køkkenaffald og
90 % af det grå spildevand.

Med denne antagelse er der således en teoretisk mulighed for, at der ved boliger kan indsamles følgende mængder af husholdningsaffald/ressourcer pr person pr år for en evt. recirkulering af næringsstoffer.

Tabel 2.2. Husholdningsaffald/ressourcer der teoretisk kan indsamles i selve husstanden for evt. recirkulering. Kg/person/år og liter/person/år.

Stof Enhed Totalt Fysiologisk Køkken Vask og bad
Fækalier Urin Vand.båren Fast
Volumen af ressource excl. vandforsyningsvand liter/(pår) 530 56 215 135 117 6,8
Vandforbrug liter/(pår) 44.070 5.475 5.475 16.560 0 16.560
Totalt volumen liter/(pår) 44.600 5.531 5.690 16.695 117 16.567
Samlet tørvægt, TS kg/(personår) 67,0 9,8 11,0 13,5 26,1 6,6
Samlet vådvægt kg/(personår) 465 56 220 104 78 6,8
COD kg/(personår) 67 16,5 2,8 14 30 3,3
BOD kg/(personår) 27,8 5,5 0,9 9,9 9,9 1,6
Nitrogen kg/(personår) 3,5 0,27 2,0 0,33 0,56 0,33
Fosfor kg/(personår) 0,67 0,14 0,27 0,07 0,10 0,10
Kalium kg/(personår) 1,12 0,27 0,46 0,13 0,13 0,13

Data er genereret på baggrund af Wrisberg et al.(2001)

Ovenstående affaldsmængder der bør kunne indsamles fra selve husstanden er anvendt ved beregningen af de i kataloget angivne recirkuleringspotentialer, økonomi og energiregnskab

Antages et almindeligt landbrugsmæssigt gødningsbehov på 150 kg N pr hektar pr år i private haver, vil en fuldstændig recirkulering af kvælstofindholdet i fæces, urin og køkkenaffald, der kan indsamles fra en person, dække gødningsbehovet for 189 m2 plantedækket areal i haven, fordelt med 37,2 m2 fra organisk køkkenaffald, 133,2 m2 fra urin og 18,5 m2 fra fækalier. Ved kompostering og lignende reduceres næringsstofindholdet væsentligt, specielt for kvælstof (43-86 %) (Wrisberg et al., 2001), hvorved gødningsværdien af produktet reduceres. Størst tab af kvælstof fås ved luftede kompostmiler.

Energiregnskab:

Energiregnskabet omfatter alene drift af systemet og medtager energi til drift af opsamlings- og behandlingsanlæg, energi til transport fra husstand til behandlingsanlæg og energigevinsten ved substitution af handelsgødning. Energiforbrug til anlæg af systemet er ikke medtaget. Energiregnskabet kan være positivt eller negativt. Et negativt energiforbrug betyder, at der ved håndteringen produceres mere energi end der bruges, og/eller at der ved substitutionen af handelsgødning spares mere energi end der bruges i den øvrige del af systemet. Ved beregningerne er forudsat følgende energigevinst ved substitution af handelsgødning: 13,9 kWh pr kg kvælstof (N), 4,4 kWh pr kg fosfor (P) og 2,2 kWh pr kg kalium (K).

Økonomi:

Der er i de økonomiske sammenligninger medtaget de direkte udgifter, der er forbundet med etablering og drift af de forskellige løsninger. Der er ikke indregnet eventuelle besparelser i køb af kunstgødning, salg af energi, salg af kompost eller lignende, ligesom de samfundsøkonomiske gevinster af at reducere udledningen af bl.a. kvælstof og fosfor ikke er indregnet. Alle udgifter opgøres i kr./person/år og disse vil naturligvis variere, afhængigt af hvor store samlede systemer der kan etableres. Der er ved omregning af anlægsomkostninger til årlig omkostning regnet med en rente på 6 % og en teknisk levetid af alle anlæg på 20 år, bortset fra rør og brønde i traditionelle systemer, hvor den tekniske levetid er sat til 30 år.

Generelt:

De beregnede tal for energi og økonomi er baseret på tre personer pr. husstand i Wrisberg et al (2001). Normalt bør anlæg for enkelthusstande dimensioneres for fem personer pr. husstand, selvom en gennemsnits husstand er mindre. De anførte anlægsomkostninger for anlæg til enkelthusstande er således i underkanten mens de gennemsnitlige driftsomkostninger og recirkuleringspotentialer er rimelige.

Opgaveafgrænsningen i Wrisberg et al. (2001), betyder at der i energiregnskabet og økonomien ikke er medtaget energi eller omkostninger til anlæg og drift af installationer i huse. Endvidere er ikke medtaget energi eller omkostninger til transport, udbringning og slutdeponering af slutprodukterne fra behandlingsdelen eller fra et centralt langtidslager. Regnskaberne omfatter således kun det "offentlige" indsamlings- og behandlingssystem mellem affaldsproducenten og den endelige aftager af det behandlede produkt.

I enkelte løsninger, der involverer nedsivning/rensning af gråt spildevand, ledes vandet gennem en bundfældningstank, som må tømmes en gang i mellem. I dette projekt er det antaget at slammet fra bundfældningstanken kan behandles på et beplantet slambed, i lighed med et slammineraliseringsanlæg, inden slutdeponering på landbrugsjord. Udgifterne til etablering og drift af disse anlæg er ikke medtaget i de økonomiske overslag.

Det er generelt antaget, at alle typer af slam har en kvalitet, der gør det muligt at anvende det til jordbrugsformål jævnfør slambekendtgørelsen.

 



Version 1.0 Februar 2004, © Miljøstyrelsen.