Hoppa till huvudinnehåll

SVU-rapport 2017-05

Nya egna SVU-rapporter informeras om och är tillgängliga endast för medlemmar under de tre första månaderna genom länk som skickas ut i e-post. Efter tre månader blir rapporterna fritt tillgängliga för alla. Medlemmar, företagsabonnenter och icke-medlemmar som anmält sig till SVUs sändlistor får då rapportinformation och länk genom Newsdesk.

Rapportnr: 2017-05
Tyngd
: 3,7 MB
Publicerad: 20170405
Totalt antal sidor: 66 s.
Område: Avlopp och miljö

Titel: Modellering av avloppsreningsverk för multikriteriebedömning av prestanda och miljöpåverkan
Författare: Magnus Arnell, SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut/Lunds universitet, Ulf Jeppsson, Lunds universitet, Magnus Rahmberg, IVL Svenska Miljöinstitutet, Felipe Oliveira, IVL Svenska Miljöinstitutet, Bengt Carlsson, Uppsala universitet

Sökord: Avloppsvattenrening, benchmarking, BSM, energieffektivitet, fallstudie Käppala, livscykelanalys, LCA, modellering, multikriteriabedömning, total miljöpåverkan, växthusgasutsläpp
Keywords:
Benchmarking, BSM, case study Käppala, energy effi ciency, total environmental impact, greenhouse gas emissions, life-cycle analysis, LCA, multi-criteria evaluation, plant-wide modelling, wastewater treatment

Sammandrag: Genom att använda detaljerade dynamiska modeller och kombinera resultat från årslånga simuleringar av ARV (såväl vatten- som slamlinjer) med livscykelanalys kan olika driftstrategier utvecklas och utvärderas utifrån en bred uppsättning hållbarhetskriterier fö att maximera resursutvinning och energieffektivitet samtidigt som vattenkvalitén bibehålls och driftskostnaderna kontrolleras. Metodiken har tillämpats vid en omfattande fallstudie av Käppalaverket.

Sammanfattning: För att kunna optimera driften av ett avloppsreningsverk och göra en komplett bedömning av hållbarheten måste man utvärdera inte bara vad det kostar att driva verket och hur bra vattenkvaliteten blir, utan samtidigt också undersöka aspekter som energieffektivitet och växthusgasutsläpp. Man gör en multikriterieanalys. För det behövs det matematiska modeller som hanteras i en simuleringsplattform i datormiljö.

Forskningsprojektet har genomförts av forskare vid Lunds universitet, Uppsala universitet, SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut och IVL Svenska Miljöinstitutet. De har utvecklat ett detaljerat modellverktyg som har använts för att utöka funktionaliteten i plattformen BSM2. Processmodellen kopplades till en livscykelanalysmodell för att samtidigt få med även processer utanför avloppsreningsverket som driften ger upphov till, som exempelvis produktion av energi och kemikalier samt miljöpåverkan av utsläpp av renat vatten.

I ett avloppsreningsverk påverkar olika delprocesser varandra; man talar om kopplade dynamiska effekter. Projektet har visat att det är viktigt att räkna både med de kraftiga dynamiska effekterna och med den miljöpåverkan som uppstår från processer utanför reningsverket. Modellverktyget kan synliggöra motsättningar och avvägningar mellan olika kategorier av miljöpåverkan. Simuleringsresultat visar exempelvis att minskad övergödning kan uppnås samtidigt som utsläppen av växthusgaser minskar. Men ökad förbrukning av framför allt kemikalier kan leda till en flerfaldigt ökad förbrukning av naturresurser. Resultaten kan användas som beslutsunderlag för möjliga förändringar av såväl design som driftstrategier för avloppsreningsverket.

Modellplattformen har vidareutvecklats inom fyra områden: växthusgasutsläpp, energi för luftning, sedimentering och samrötning. Modellen har sedan testats i en fallstudie vid Käppalaverket i Lidingö.

Växthusgasutsläpp. Plattformen har uppdaterats med en ny processmodell som inkluderar produktion av den kraftiga växthusgasen lustgas, men även diffusa utsläpp från reningsverket av andra växthusgaser.

Energi för luftning. En detaljerad modell har utvecklats för att utvärdera funktion och energiförbrukning hos det energikrävande luftningssystemet. Luftningsmodellen har testats på svenska reningsverk där den visat sig vara robust och enkel att anpassa till verkliga förhållanden.

Sedimentering. En nyutvecklad modell för sedimenteringsprocessen ger mer realistiska resultat än andra traditionella modeller och har därför använts i projektet.

Samrötning. Många kommunala avloppsreningsverk har överkapacitet i sina rötkammare. Det innebär att externt organiskt material kan pumpas in för att öka biogasproduktionen. Rötningsmodellen har utvecklats för att bättre kunna göra dynamiska simuleringar av samrötning.

Tipsrapportlista