mot · GC02Jo789 · 1989-01-24 00:00:00 — av m.fl. (vpk) Reduktion av kväveutsläppen i avloppsreningsverk 1988/89 Enligt regeringens planer skall kvävereduktionen vid flera kustförlagda avloppsreningsverk uppgå till 1995. Det är en angelägen uppgift att snabbt minska kvävebelastningen på våra sjöar, vattendrag och kusthav. Merparten av kvävebelastningen kommer från vägtrafiken och jordbruket. Av speciellt intresse är att notera, att kvävebelastningen är särskilt besvärande . Kemiska och biologiska processer ökar i hastighet vid högre temperaturer, biologiska processer åtminstone upptill en optimal tempertur. All praktisk erfarenhet visar, attén temperaturhöjning ger gynnsamma effekter på kvävereduktionen, speciellt . En temperaturhöjning av avloppsvattnet i bassängerna kan - förutom att skapa betingelser för en god kvävereduktion också förväntas ge positiva effekter på nedbrytning av organiskt material. Genom en uppvärmning av avloppsvattnet med hjälp av det värme som vattnet innehåller, skapas goda förutsättningar för att kraftigt förbättra läget. Såväl värmepumpsteknik som direkt värmeväxling kan utnyttjas, men stora energimängder behöver tas i anspråk. Om man utnyttjar diesel- eller andra bränslen för drift av värmepumparna, kommer dessa i sin tur att skapa kväveoxider. Med hjälp av modern teknik och miljömässigt acceptabla bränslen, kan dessa konsekvenser elimineras. Kostnaderna för att utveckla en förbättrad kvävereduktion är omfattande. Förutsättningarna skulle förbättras avsevärt, om staten genom en särskild avgift på kväveanvändning deltar i finansieringen av kvävereduktion i regi. Med utgångspunkt från ovanstående redovisas i det följande förutsättningarna för att förbättra kvävereduktionen med i som exempel. Resonemangen är dock allmängiltiga. Vid finns ingen teknik för kvävereduktion. Den kvävereduktion som sker är en del i ett rent fysikaliskt förlopp, där kväve avskiljs med slam från försedimenteringen. Avskiljningen uppgår till , jämnt fördelat över . Kvävebelastningen på verket utgör ca , varav ca avskiljs i försedimenteringen. Kvävebelastningen på recipienten ökar genom bräddning av obehandlat avloppsvatten i samband med kraftig nederbörd. Värmebehov för uppvärmning av bassängerna Enligt uppgift är årsmedeltemperaturen på avloppsvattnet ca C. En höjning av medelvattentemperaturen till C innebär ett uppvärmningsbehov (alternativ 1). En uppvärmning av vattnet enbart med starkt fluktuerande inloppstemperatur reducerar värmebehovet avsevärt. Detta alternativ ger sämre betingelser för kvävereduktion, men motverkar den kraftiga nedgång i de biologiska processer som inträffar företrädesvis under vårvintern, och som resulterat i en utslagning av processerna i bl.a. (alternativ 2). Beroende på energikostnader, driftserfarenheter etc. finns möjligheten att optimera driften vid andra minimitemperaturer. Som ett tredje alternativ har antagits en lägsta drifttemperatur på C (alternativ 3). Avloppsvattenbassängerna är helt öppna, vilket orsakar värmeförluster i bassängerna som behöver kompenseras. Den uppmätta temperaturdifferensen mellan in- och utgående avloppsvatten uppgår till knappt C . i har en värmepumpsanläggning med fyra maskiner, lokaliserade bara något från bassängerna. Värmepumparna utnyttjar värmen i det utgående avloppsvattnet, och levererar detta till fjärrvärmesystemet i . levererades ca 640 GWh. Vid i gör man bedömningen, att en ökad produktion av kraftvärme kommer att leda till ett minskat utnyttjande av värmepumpsanläggningen . Värmeåterföring genom direkt värmeväxling kommer temperaturdifferensen mellan in- och utgående vatten att vara ca C efter uppvärmning. Då finns det förutsättningar för att åstadkomma en direkt värmeöverföring från utgående till inkommande avloppsvatten. Detta sänker kravet på värmepumpskapacitet med , men förutsätter en ombyggnad av in- och utloppen till avloppsreningsverket. Direkt värmeväxling kan utnyttjas genom en motströms arrangerad värmeväxlare. Erfarenheter från fjärrvärmesystem visar, att en måttligt dimensionerad värmeväxlare kan överföra värme ner till en lägsta temperaturdifferens över värmeväxlaren på ca C. Genom kraftigare dimensionerade värmeväxlare kan denna temperaturdifferens minskas. uppger ca C som bästa praktiskt möjliga resultat. Det kan finnas praktiska problem som minskar möjligheterna till direkt värmeväxling: påväxt, partikelbemängt vatten etc. Praktiska försök får visa om direkt värmeväxling är tillämplig. Olika åtgärder på avloppsreningsverket som övertäckning av bassängerna för att minska värmestrålning och konvektionsförluster skulle kunna sänka energibehovet ytterligare. Relativt enkla åtgärder kan bringa ned förlusterna till åtminstone , vilket följaktligen sänker energibehoven med ca 100 GWh i alla alternativen. Detta ger följande översiktliga energibalanser: 1988/89 Jo789 Värmeåterföring för uppvärmning Kompensation för förluster Direkt värmeväxling vid ut/inlopp Energibesparande åtgärder 840 GWh 140 GWh 630 GWh 140 GWh - UK) GWh 420 GWh 140 GWh Resulterande värme via värmepump Om de befintliga värmepumparna kan utnyttjas kommer investeringskostnaderna att bli relativt små. Det kommer att krävas en ny värmeväxlare på avloppsreningsverkets inlopp. Rördragning och anslutningar samt förändringar på pumparna i övrigt tillkommer. Sammantaget bör investeringarna i värmepumparna understiga . En direkt värmeväxling mellan ut/inloppsvatten innebär ytterligare investeringskostnader. Det ekonomiska utrymmet för detta bestäms av kostnaden för den minskade värmeleveransen från värmepumparna. Vid ett energipris på KWh blir investeringsutrymmet ca i alternativ 1 och i alternativ 3 i årliga kostnader. Med en avskrivningstid och en räntenivå på , motsvarar detta en möjlig investering på ca i alterntiv 1 och ca i alternativ 3. Energikostnaderna utgör den största posten bland kostnaderna för uppvärmning av avloppsvatten i bassängerna. De framtida energiavgifterna kommer att stiga kraftigt. Med dessa antaganden blir elkostnaden för värmen i de olika alternativen på årsbasis: Driftskostnaderna i detta exempel blir följande: Kapitaltjänst (se nedan) Utrustning för direkt värmeväxling kan levereras från , och kostnaden för utrustningen beror på effekt och verkningsgrad. Uppskattningsvis kostar dessa värmeväxlare . Ombyggnaden av bassängernas in- och utlopp och energibesparande åtgärder kan uppskattas till lika mycket, ca . Den totala investeringsvolymen uppgår då till : 1988/89 Jo789 Utrustning för direkt viirmeviixling JO/89 Den årliga kapitalkostnaden kommer då att bli ca (annuitet). För att genomföra kvävereduktion i kommer ytterligare insatser att behöva göras. Men genom den föreslagna temperaturhöjningen av avloppsvattnet under vistelsen i bassängerna, kommer förutsättningarna för detta att vara utomordentligt goda. Förslaget om temperaturoptimering ger förutsättningar för en kvävereduktion på . är ett av landets större reningsverk, och har kanske bättre förutsättningar än många andra avloppsreningsverk att värma vattnet, med tanke på värmepumpsinstallation. I gengäld är som nämnts flertalet övriga verk mindre, och kräver därför betydligt lägre installerad effekt än . Driftskostnaderna skall relateras till antingen den behandlade avloppsvattenmängden eller mängden avskilt kväve, för att kunna bedömas meningsfullt. Avloppsvattenvolymerna vid i uppgår till 120 milj m3 år, och kostnaden blir således per m3. Kostnaden per kg avskilt kväve blir beroende av vilken nivå på kväveavskiljning som blir aktuell. Uppvärmningen av vattnet gör 90 procents avskiljning helt möjlig. Av tabellen nedan framgår kostnaden per kg avskilt kväve vid några olika nivåer. Avskiljningsgrad Kostnad per kg kväve Alt. I Alt. 2 Alt. 3 Med stöd av ovanstående hemställs 1. att begär hos regeringen att ges i uppdrag att framlägga en plan för reduktion av kväveutsläppen från avloppsreningsverk, vars ambitionsnivå är minst 80 procents reduktion av samtliga utsläpp från landets avloppsreningsverk. 2. att begär hos regeringen att utarbeta förslag till Mot. statsbidragsregler för ett statligt stöd till projekt avsedda att minska Jo789 kväveutsläppen från avloppsreningsverk. (vpk) (vpk) (vpk) (vpk) (vpk)