Økologisk byfornyelse og spildevandsrensning, 49 – Katalog over udvalgte spildevandsløsninger med recirkulering af næringsstoffer fra by til land

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

Sammenfatning og konklusioner

Økologisk spildevandshåndtering er teknisk mulig men krævende for brugerne.

Næringsstoffer i spildevand og affald kan nyttiggøres ved en særlig indsats.

Der har i nogen tid været fokus på mulighederne for at nyttiggøre næringsstoffer fra spildevand og affald fra husholdninger som gødning i jordbrug. Under "Aktionsplan for økologisk byfornyelse og spildevandsrensning" er derfor gennemført en række forsknings-, udviklings- og undersøgelsesprojekter om konsekvenserne af at håndtere husspildevand og organisk affald ud fra en mere økologisk tankegang, herunder at nyttiggøre næringsstofferne.

Denne undersøgelse resumerer de seneste aktuelle erfaringer med brug af en række metoder til øget genanvendelse. Der analysers 12 konkrete systemer, som blev anbefalet i en tidligere mere teoretisk undersøgelse. Ingen af de undersøgte systemer er umiddelbart klar til anvendelse i stor skala. Flere af systemerne vil dog forholdsvist enkelt kunne udvikles til et godt alternativ til traditionelle systemer. Systemerne vil normalt kræve mere af brugerne end traditionelle systemer, og det skal sikres, at der er aftagere til de indsamlede og bearbejdede produkter.

Baggrund og formål: Fra teoretisk potentiale til vurdering af realiserbarhed

I et tidligere projekt under "Aktionsplan for økologisk byfornyelse og spildevandsrensning" er der gennemført en teoretisk analyse af potentialet for recirkulering af næringsstoffer fra køkkenaffald og spildevand fra boligområder. Rapporten anbefaler 12 samlede systemløsninger som de mest egnede til at øge recirkuleringen af næringsstoffer.

Siden er der gennemført uddybende undersøgelser af nogle af de delkomponenter, der indgår i de anbefalede løsninger, og der er enkelte steder opført bebyggelser, hvor dele af disse løsninger anvendes i praksis. Der foreligger således ny viden om den tekniske funktion af nogle delkomponenter, bl.a. urinseparerende toiletter og biogasanlæg, samt driftserfaringer fra anlæg, der har kørt i flere år og i stor skala. Der er endvidere lavet mange målinger og vurderinger af de hygiejniske og sundhedsmæssige aspekter i forbindelse med recirkulering af næringsstoffer via fæces og urin.

Generelt har området været præget af en pioneragtig decentral og individuel udvikling i privat regi, hvorfra der ikke er dokumenteret eller publiceret meget materiale om de projekter og forsøg der er gennemført. Det begrænsede publicerede materiale om brugernes egne erfaringer viser ofte et mere positivt billede end de "officielle" undersøgelser.

Formålet med dette projekt er på basis af de seneste års driftserfaringer og den tidligere undersøgelse at sammenfatte de praktiske oplysninger og give et overblik over de væsentligste fordele og ulemper ved de enkelte løsninger Dette er ment som en hjælp til kommuner, byplanlæggere, boligselskaber eller interessegrupper, der overvejer at etablere en eller anden form for alternativ håndtering af organisk køkkenaffald og spildevand med henblik på genanvendelse af næringsstofferne.

Undersøgelsen: Sammenfatning af erfaringer med udvalgte systemer til recirkulering af næringsstoffer

I dette projekt er de 12 tidligere anbefalede løsninger revurderet med fokus på den praktiske realiserbarhed ud fra de seneste tekniske erfaringer fra bl.a. de få steder, hvor der nu haves indledende erfaringer med drift af visse af de enkeltkomponenter, der indgår i de anbefalede delløsninger.

Projektet giver i katalogform en kortfattet beskrivelse og vurdering af de foreslåede systemer og supplerer med en overordnet beskrivelse af de enkelte delkomponenter der indgår i løsningerne. Kataloget er ikke udtømmende, men er alene en praktisk guide for dem, der overvejer at anvende en af de beskrevne løsninger. Endvidere er givet en oversigt over steder i Nordeuropa, hvor der er udført større systemer til økologisk affaldshåndtering.

Hovedkonklusioner: Systemerne fungerer i lokalsamfund med stor opbakning, men er ikke klar til generel anvendelse i byområder

Erfaringerne har vist, at systemer til spildevands- og affaldshåndtering med recirkulering af næringsstoffer kan fungere i lokalsamfund, hvor der blandt brugerne er stor opbakning og forståelse for systemerne.

De fleste projekter er gennemført med baggrund i en fælles økologisk ide. De fleste systemer drives og vedligeholdes derfor af frivillige personer med en særlig interesse i denne form for affaldshåndtering.

De fleste systemer kan ikke betragtes som færdigudviklede, men bør forbedres med hensyn til drift og vedligeholdelse, energiforbrug, hygiejne og komfort, inden de anvendes i byområder.

De hidtil afprøvede løsninger giver i forhold til traditionel spildevandshåndtering en væsentlig større lokal sundhedsrisiko på grund af den hyppigere og tættere kontakt med menneskelige affaldsprodukter.

Den samlede økonomi (samfunds- og lokaløkonomisk) er ikke tilstrækkeligt belyst for de beskrevne løsninger til at kunne vurdere, om det vil være økonomisk attraktivt at gennemføre en af de beskrevne løsninger frem for traditionelle løsninger.

Det bør altid overvejes, om andre systemer og anvendelser af affaldsprodukterne vil være mere økonomisk og økologisk attraktive.

Af de beskrevne løsninger vurderes to typer af systemer som de mest attraktive og realiserbare:

Indsamling af urin for direkte anvendelse som gødning i jordbruget
Indsamling af alle faste fraktioner til bioforgasning og anvendelse af det forgassede materiale i jordbrug

De beskrevne løsninger er bedst egnet til nybyggeri, hvor såvel boliger som indsamlings-, behandlings- og afsætningssystem kan indrettes hensigtsmæssigt.

Der er indenfor den gældende lovgivning åbnet mulighed for en stor grad af økologisk anvendelse af affaldsprodukterne, hvis det sker på en sundhedsmæssig og miljømæssig forsvarlig måde.

Inden systemerne implementeres i stor skala, bør der foretages en række konkrete tekniske undersøgelser, ligesom der bør foretages en række mere "bløde" undersøgelser om muligheder og barrierer for en mere udbredt brug af recirkulering af næringsstoffer. De bløde undersøgelser omfatter både vurderinger af samfundsøkonomi, sociologiske studier, teoretisk markedspotentiale for produkterne og krav fra slutbrugerne, dvs. landmænd, gartnerier og aftagerne af produkter herfra så som mælkeproducenter, fødevarevirksomheder og den enkelte forbruger.

Projektresultater

Enkelte af de 12 systemer er egnede til videreudvikling, mens andre ikke kan anbefales

12 konkrete systemløsninger er i skemaform beskrevet med hensyn til erfaringer med anlæg og drift, hygiejne og sundhed, energiforbrug recirkuleringspotentiale, økonomi, arealkrav, borgerindsats og muligheder/barrierer. I denne rapport vurderes det:

at løsningen med vådkompostering ikke er attraktiv, idet der findes tilsvarende og simplere løsninger der giver bedre udnyttelse af affaldsprodukterne,
at løsningen med lokal kompostering og anvendelse af fæces ikke bør anvendes i bymæssig bebyggelse på grund af bl.a. sundhedsrisiko og teknologisk stade,
at løsninger med opsamling af urin og traditionel håndtering af øvrigt affald giver stor recirkulering ved et simpelt/velkendt system,
at løsninger med bioforgasning af alt andet end gråvand findes mest egnet for øget recirkulering af næringsstoffer og udnyttelse af affaldsprodukterne som en ressource.

Sammenfattende vurdering af aktuelt teknologisk stade

Alle de beskrevne systemer indeholder teknikker og komponenter, som ikke kan betragtes som færdigudviklede eller tilstrækkelig undersøgte. Disse teknikker og komponenter bør gøres mere robuste, driftssikre og vedligeholdelsesvenlige.
De beskrevne systemer med lokal håndtering af affaldsprodukterne er meget følsomme over for udisciplinerede brugere, hvilket kan give lokale hygiejniske problemer og vanskeliggøre den videre bearbejdning og deponering af restprodukterne.
Der haves kun få erfaringer med dele af de beskrevne systemer i almindelige boligområder, men der haves mange erfaringer med anvendelsen af forskellige komponenter fra øko-bebyggelser og bofællesskaber etableret af personer med en økologisk grundholdning.
Urinopsamling giver stor recirkulering af næringsstoffer, og håndteringen er teknologisk ukompliceret. Største problem er tilstopning og renholdelse af ventiler og små slanger/rør i de urinseparerende toiletter samt i rørsystemerne for urin. Problemet kan begrænses ved regelmæssig skylning med kaustisk soda, men må kunne løses på anden måde, så systemet giver et komfortniveau svarende til traditionelle toiletter.
Komposttoiletter for fæces evt. med tilsætning af organisk køkkenaffald er de fleste steder opgivet i bymæssige bebyggelser på grund af store vanskeligheder med at få materialet til at kompostere fuldstændigt, vanskeligheder ved at opnå en håndterbar konsistens af slutproduktet, højt energiforbrug samt diverse gener med lugt og fluer.
Bedst udnyttelse af affaldsprodukterne synes umiddelbart at være bioforgasning af køkkenaffald, fæces og urin sammen med andre egnede materialer. Her udnyttes det fulde recirkuleringspotentiale for næringsstoffer samtidig med, at der udvindes energi af det organiske materiale. Der er dog ofte problemer med dårligt sorteret køkkenaffald og driftsøkonomien. Anvendes store mængder urin kan processen hæmmes af det store indhold af ammonium i urin.
De fleste systemer indebærer hyppigere og tættere kontakt med urin og fæces end traditionelle affaldshåndteringssystemer, hvilket øger den sundhedsmæssige risiko. Automatisering af systemerne til opsamling, indsamling, transport, behandling og udbringning kan begrænse risikoen, i forhold til den manuelle håndtering, der foregår i de hidtil afprøvede systemer.
De beskrevne systemer kræver nogen tilvænning og vil i en overgangsperiode udgøre en øget sundhedsmæssig risiko. Efter overgangsperioden vurderes der fortsat at være en øget, men begrænset, sundhedsmæssig risiko ved ændret håndtering, selvom der følges en række forholdsregler.

Eksempel på system der vurderes at kunne etableres i større udstrækning efter videreudvikling.

Et af de tidligere anbefalede systemer er vist i figur 1. Systemet bygger på indsamling og forgasning af organisk køkkenaffald, urin og fæces, mens det grå vand bortskaffes ved nedsivning eller lignende.

Fordelen ved dette system er en meget høj recirkulering af næringsstoffer samtidig med en stor udnyttelse af energien i materialet, uden tab af næringsstoffer. Set i forhold til traditionelle systemer fås et stort energioverskud, dels på grund af sparet kunstgødning og dels fra den direkte energiproduktion. Der ud over giver den foreslåede opsamlingsmetode en væsentlig vandbesparelse.

Erfaringer med dele af den foreslåede løsning peger på, at følgende forhold bør forbedres: Fælles opsamling af urin, fæces og køkkenaffald kan gøres mere sikker og robust ved at indsamle køkkenaffaldet separat og anvende vacuum-toiletter eller vandfrie toiletter til opsamling af urin og fæces i en separat tank. Det teknologiske stade for vakuum toilettypen er rimeligt, men toilettet kan forbedres noget. Der skal sikres en korrekt sortering af køkkenaffaldet for at undgå problemer med den videre behandling og afsætning af materialet.

Bioforgasning er en velafprøvet teknologi, som fungerer fint, specielt hvis hovedproduktet er gylle. Laboratorieforsøg har vist, at processen også kan forløbe fint på restprodukter fra husstande. Det vil dog være hensigtsmæssigt at finde en optimal blanding og driftsform i de enkelte lokalområder. Biogasanlæg skal placeres i passende afstand fra beboelse.

Slutproduktet vil være hygiejniseret, hvis processen køres med tilstrækkelig høj temperatur. Det skal yderligere sikres, at slutproduktet opfylder slambekendtgørelsens regler for anvendelse til jordbrugsformål, ligesom det bør sikres, at der er aftagere til produktet.

Figur 1. Eksempel på system der gennemgås med henblik på at kunne etableres i nye boligområder i byer. (N6)

Figur 1. Eksempel på system der gennemgås med henblik på at kunne etableres i nye boligområder i byer. (N6)