Användning av intern kolkälla för klimatneutral VA

För att tillräcklig biologisk kväve- och fosforavskiljning på kommunala avloppsreningsverk ska ske krävs ofta ett tillskott av en lättnedbrytbar kolkälla. För detta ändamål köps ofta kemikalier in, men det är även möjligt att tillverka kolkälla av reningsverkets eget slam. Detta projekt studerar hur framställningen av en intern kolkälla påverkar produktionen av biogas på verket samt reningsprocessernas direkta lustgasemissioner. Syftet är att ge underlag för framtida processval för resurseffektiva och klimatneutrala VA-verk.

Flera LCA-studier har visat att externa kolkällor står för en stor del av svenska reningsverks kolfotavtryck. I stället för att använda externt köpta kemikalier är ett lovande alternativ att producera en intern kolkälla från det egna avloppsslammet – och eventuellt andra organiska restprodukter såsom matavfall. Fällningskemikalier är inte klimatpåverkande i hög grad, men kostnader och ett ökat fokus på beredskap, gör tillgången till processkemikalier mer osäker. Detta har ökat intresset för att i högre grad introducera biologisk fosforrening (Bio-P). Även Bio-P gynnas av lättillgänglig kolkälla.

Intern kolkälla kan produceras med hjälp av anaerob fermentering och genom att anpassa anläggningen för biologisk kväve- och fosforavskiljning kan man ersätta behovet av externa kemikalier. Produktion av intern kolkälla kan ske som ett försteg till anaerob rötning för vidare nedbrytning av det organiska materialet för produktion av biogas. På detta sätt kan en ökad självförsörjningsgrad nås avseende såväl energi som kemikalier för svenska avloppsreningsverk (ARV).

Detta projekt använder sig av data och prover som genereras från ett pågående projekt med en pilotanläggning vid Fillans ARV i Sundsvall (se Kall-PN Öppnas i nytt fönster.). För att undersöka påverkan på biogasproduktionen görs satsvisa metanpotential försök (BMP-försök) på labb med respektive utan föregående extraktion av internt producerad kolkälla. För att undersöka hur samproduktion av intern kolkälla och biogas påverkar ett avloppsreningsverks möjlighet att uppnå energineutralitet, driftekonomi och klimatavtryck tar projektet fram några olika exempelberäkningar baserat på underlag från Fillans ARV, pilotanläggningen på Fillan samt eventuellt några fler av deltagande ARV i projektet.

Experimentella resultat av lustgasproduktion/reduktion vid användning av internt producerad kolkälla respektive extern kolkälla från det pågående FORMAS-projektet Kall-PN används som indata för att komplettera befintliga modeller för ARV. I projektet utvecklas en generell modell för denitrifikation som kalibreras för de specifika kolkällorna vilket möjliggör en modellbaserad kvantifiering av vilken klimatpåverkande effekt respektive kolkälla har.

Projektet avser att uppnå följande:
• Ökad kunskap om hur samproduktion av intern kolkälla och biogas påverkar ett avloppsreningsverks totala klimatavtryck och möjlighet att uppnå energineutralitet jämfört med om endast extern kolkälla skulle nyttjas. Detta inkluderar produktion av biogas, utsläpp av lustgas från reningsverksprocesser samt driftekonomi.

• Förbättrade verktyg för att minska lustgasutsläppen från reningsverksprocesser genom att utveckla befintliga reningsverksmodeller kopplat till olika kolkällors påverkan på lustgasutsläpp.