Nedan följer sammanfattningar av en rad studier. Med anledning av att syfte och förutsättningar för studierna varit andra än avsikten i Kiruna så redovisas de separat för att resultaten inte ska tas ur sitt sammanhang men lärdomar kan dras från var och en av dem.
I Stockholm och Malmö har utredningar med både försök och tester på materialet gjorts. Systemen i dessa kommuner är dock annorlunda jämfört med i Kiruna. Kvarnavloppen går via specialdesignade avskiljartankar i syfte att fånga upp matavfallet och släppa spillvattnet vidare ut på ledningsnätet. Tankarna töms med slamsugbil och matavfallet från tankarna rötas därefter för biogasproduktion. I båda kommunerna är tömningsintervallet också betydligt tätare (2 - 4 veckor) jämfört med tömningsintervallet för fettavskiljare i Kiruna kommun och specifikt Jägarköket (26 v). (I Surahammar kommun gäller samma princip som är testat i Kiruna dock har inte motsvarande tester utförts för materialet). Matavfallskvarnar i hushåll direktkopplade på ledningsnätet är tillåtet i Stockholms stad men inte i Malmö stad. I både Stockholms stad och Malmö stad ska matavfallskvarn i restaurang kopplas till tanksystem. Ingen analys av påverkan på ledningsnätet är gjorda i Stockholm eller Malmö då frågeställningen gäller om systemet med kvarn och slamtank klarar gränsvärdena för utsläpp på ledningsnätet. Dessa skillnader, liksom avsedd behandling av matavfallet, ska beaktas vid läsning av de sammanställda rapporterna nedan.
I sammanhanget kan även MACRO27 i Helsingborg nämnas, där systemet med MAK och separata rör tas ytterligare ett steg längre. I den nya stadsdelen Oceanhamnen, nära avloppsreningsverket, installeras tre rör ut i varje lägenhet (källsorterande avloppssystem): svartvatten (toalett), gråvatten (bad, dusch, tvätt) och matavfall via matavfallskvarn. Detta för att möjliggöra utveckling av bästa behandling av de källsorterade fraktionerna separat eller i kombination.
Försök med matavfallskvarn i restaurang- och
storköksmiljö. Stockholmsmodellen35
Sammanfattning: MAK direktkopplat till ledningsnätet är enbart tillåtet i hushåll. Försöket med kvarn och slamtank i kombination med fettavskiljare i restaurangverksamhet visade sig klara Stockholm Vattens krav för utsläpp av spillvatten på ledningsnätet med avseende på avskiljbart fett (<50 mg /l) och suspenderade ämnen (<300 mg/l). Utifrån försökets frågeställning undersöks inte eventuell påverkan på ledningsnätet. Slam- och fettavskiljartankar töms månadsvis med slamsugbil för transport till rötning.
Syftet med försöket var att undersöka om utsläppskraven kunde uppfyllas vid installation av matavfallskvarn i restaurangmiljö om den befintliga fettavskiljarinstallationen kompletterades med en slamavskiljare. Därmed kan man dra nytta av befintliga rördragningar, avluftningsledning samt tömningsledning. Projektets mätningar fokuserade på vattenkvalitén ur en ledningsteknisk synvinkel.
Inför installationen av avfallskvarn och slamtank tömdes fettavskiljaren och anslutande ledningar renspolades. Vattenprover togs tidsstyrt på tre punkter i anläggningen: inkommande till slamtanken, mellan slamtank och fettavskiljare samt utgående från fettavskiljaren. Proverna analyserades med avseende på suspenderat material, biologisk och kemisk syreförbrukning, totalfosfor, totalkväve samt avskiljbart fett.
Utöver vattenproverna togs vid tre tillfällen slam ut från slamtanken för att undersöka så att slammet förblev pumpbart. Analysvärden på avskiljbart fett, suspenderade ämnen redovisas i rapporten.
Efter en månads drift tömdes både slamtank och fettavskiljare. Konsistensen på matavfallet i toppen av slamtanken kan okulärt jämföras med en fettkaka, vilket var väntat med tanke på den höga fetthalten i matavfallet. Under denna fettakaka blev materialet mer grötigt. I fettavskiljaren var det ca 1 - 2 cm ”fettkaka” och mycket lite slam i botten.
Försöket visade att den testade uppställningen har potential att uppfylla Stockholm Vattens krav för utsläpp på ledningsnätet med avseende på avskiljbart fett och suspenderade ämnen.
Avfallskvarn till tank – Malmömodellen38
Sammanfattning: Till skillnad mot Stockholm är det i Malmö inte tillåtet med MAK direktkopplat till ledningsnätet. MAK samt dubbla avloppsstammar installerades i fastighet vid nybyggnation. Jämförelse görs mot kommunens ordinarie system för matavfallsinsamling. Ingen analys av påverkan på ledningsnätet, utan projektet syftade till att utreda om systemet med kvarn+tank understiger gränsvärdena för utsläpp på ledningsnätet (max 100 mg/l avskiljbart fett). Analyser på utloppet från tankarna visar på tillräcklig separation av fett och organiskt material. Tankinnehållet töms med slamsugbil var 3e vecka för vidare transport till rötning.
Projektet syftar till att utvärdera system med avfallskvarn kopplat till avskiljningstank i kvarteret Fullriggaren med drygt 600 lägenheter fördelat på 16 fastigheter. Utvärdering gjordes inom: teknisk utvärdering, brukarperspektiv samt utifrån hur systemet kan införas i staden.
Det är inte tillåtet att koppla avfallskvarn direkt till ledningsnätet i Malmö stad med anledning av att avloppssystemet har väldigt liten lutning. I Malmös alternativa system kombineras antagna fördelar med avfallskvarn med att samlas det malda matavfallet i en uppsamlingstank i stället för att spola ner matavfallet i avloppet som då blandas med avloppsslam. Tanken töms med slamsugbil och matavfallet levereras direkt till biogasanläggningen.
Avfallskvarnar installerades i ordinarie diskho i samtliga lägenheter när området byggdes. Fastigheterna försågs med dubbla avloppsstammar, en från badrummet till ordinarie spillvatten och en från köket som leds till avskiljningstanken. Avskiljningstanken är uppdelad i två fack. I det första, större facket sedimenterar det malda matavfallet på botten och i det andra facket fångas slam och fett upp som flyter på ytan. Överskottsvatten rinner ut på ordinarie spillvattenledning. Området indelades i
med en så kallad försedimentering, en cylinderformad betongtank. Syftet var att se vilket system som gav minst försluter av matavfall till ledningsnätet.
En massbalans av kvarnsystemet visar att 66% av matavfallet förs ner i köksavloppet, fördelat 40% samlas upp i tanken och resterande 26% åker igenom tanken. Den totala mängden matavfall i det här fallet inkluderar även det som normalt spolas ner i köksavloppet, dvs drycker, såser och små matrester. Detta avfall samlas inte upp när matavfall sorteras i papperspåse. De 40% som samlas upp i tanken är dessutom redan förbehandlad så inga ytterligare förluster av rötbart material kommer ske (jämför förbehandling av papperspåse). Fett från övrigt köksavlopp, dvs den delen av köksavloppet som inte härrör från det som mals ned i avfallskvarnarna (tex sås och dryck) i och med det här systemet till viss del kan hindras från att hamna i avloppsledningarna. Rester från tallriksskrap kvarnas istället för att gå ut obearbetade. Risken för nedbrytning av det organiska materialet i tanken undersöktes och visade att hydrolysen accelererades om rester av gammalt matavfall finns kvar i tanken. Rengöring av tank i samband med tömning kan minska risken att dels förlora material ur tanken, dels minska risken att metanläckage uppstår. Tre faktorer påverkar nedbrytningen av matavfall i tanken: tömningsintervall, partikelstorlek och temperatur.
Analysresultat på tankinnehåll och utlopp (pH, TS, COD, VFA, elementaranalys, organiskt innehåll (protein, fett, kolhydrat, aska), temperatur, flöde, fett, silver) redovisas i rapporten.
Efter 21 - 25 dagar var TS-halten i genomsnitt 3,8% för den västra tanken och 4,4% för den östra tanken. För en energieffektiv hantering ska TS-innehållet vara så högt som möjligt, men inte överstiga 10% för att ändå vara pumpbart. pH sjunker under provtagningsperioden, medan fettsyror och löst COD ökar vilket tyder på att hydrolys sker. I labbtest av material från samma period producerades 90% av biogasen under de första 11 dagarna. Den uppmätta biogaspotentialen motsvarar det som rapporterats för referensavfallet.
Analysen av klimatpåverkan från kvarnsystemet visar att detta system kan vara att föredra jämfört med Malmös referenssystem. De främsta skälen är förluster av organiskt material i den mekaniska förbehandlingen av matavfall som samlats in i påse, samt en högre ersättning av mineralkvävegödsel i kvarnsystemet. Små förändringar som tex effektivisering av förbehandlingen av matavfall i papperspåse kan dock ändra det förhållande till fördel för systemet med papperspåse.
Analyser på utloppet från tankarna visar på tillräcklig separation av fett och organiskt material. Tömningsintervallet på tankarna har efter analyserna ändrats till var tredje vecka istället för var fjärde för att optimera avskiljningen.
Plockanalyser på avfallet visar inte på några skillnader i sorteringsbeteende mellan hushåll med kvarn och hushåll med matavfallsutsortering i papperspåse, varken i mängd eller sammansättning. Baserat på resultat i denna studie går det alltså inte att fastställa skillnader i sorteringsbeteende mellan områden med avfallskvarn och områden med papperspåse.
Genom djupintervjuer av hushåll framkom att man mest är positiva till sin kvarn, exempelvis är den enkel och praktisk och lukten från matavfallet undviks. Varken boende eller byggherrar har upplevt tekniska problem i någon större omfattning.
Matavfallskvarnar – Långtidseffekter på
ledningsnätet36
Sammanfattning: Ledningsnät i två kommuner med MAK och en utan MAK undersöktes för att utreda långtidseffekterna av MAK med avseende på avlagringar i ledningsnätet. Svackor och fall har större betydelse än både ledningsmaterial och MAK. Den funktionsnedsättning som kunde påvisas betraktas som ringa eftersom endast ett fåtal större avlagringar återfanns i ledningar med MAK påkopplade.
246 st ledningar med en sammanlagd längd på 11 842 m. med avseende på tre typer av avlagringar undersöktes: ansamling av finsediment, fettavlagring, biologisk påväxt. Ledningsnät i villaområden respektive områden med flerbostadshus med installerade MAK kopplade till ledningsnätet undersöktes i Surahammar och Smedjebacken. För referens utan MAK har områden i Hallstahammar kommun fått inspekteras på grund av att områden helt opåverkade av MAK inte fanns i Surahammar och Smedjebacken. Observera att det är områden med MAK i hushåll som undersökts, inte områden med MAK i verksamheter/restaurang.
MAKs långtidseffekter på ledningsnätet för de inspekterade områdena i Surahammar och Smedjebacken får betraktas som ringa. En större mängd avlagringar observerades visserligen i ledningar med MAK men i de flesta fall påverkade dessa inte ledningarnas funktion i någon vidare bemärkelse. De flesta och de längsta avlagringarna noterades i ledningar med en svag lutning.
Ett stort antal avlagringar återfanns dock i ett stort antal ledningar med stark absolut lutning vilket visade sig bero på svackor och inte huruvida MAK var påkopplade eller ej. Sambandet mellan självrensförhållanden och utbredningen av avlagringar var mer påtaglig vid större ansamling av avlagringar. Avlagringar av grad 1 var frekvent förekommande i självrensande ledningar. Medan avlagringar av grad 2 överlag påträffades i ledningar som inte var självrensande.
De enda större avlagringarna, grad 3 och 4, som identifierades satt på samma ledning, vilken helt saknade belastning från MAK och dessutom med 26‰ lutning och goda självrensförhållande – dock stor utbredning av svackor.
Fettavlagringar dokumenterades i 1% (111m) av den inventerade ledningssträckan. Av 39 påträffade avlagringar graderades endast en som grad 3, övriga grad 1. Flertalet fettavlagringar satt strax över den normala vattennivån i ledningarna. Det stora flertalet fettavlagringar påträffades i ledningar som karakteriserades av en förhållandevis svag lutning. Den relativa utbredningen av fettavlagringar ökade när kriterier för självrens ej var uppfyllt. Den enda större fettavlagringen (grad 3) observerades i en ledning vars absoluta lutning endast var 1‰ och där kriteriet för självrens inte var uppfyllt. Inga fettavlagringar dokumenterades i ledningar med tveksamma självrensförhållanden. Biologisk påväxt observerades längs motsvarande 8% (814 m, 138 st samtliga grad 1) av den inventerade ledningslängden. Ledningar med MAK påkopplade hade biologisk påväxt i ungefär dubbelt så stor utsträckning som ledningar utan MAK. För MAK- ledningar var biologisk påväxt mer vanligt förekommande i ledningar som inte var
självrensande. I ca 75% av dessa ledningar dokumenterades påväxt. Däremot kunde ledningar med goda självrensförhållande och utan MAK påkopplade uppvisa något ökad biologisk påväxt. I samtliga ledningar som klassats som tveksamt självrensande kunde biologisk påväxt noterades, men det var endast 6 st ledningar.
Visserligen gavs indikation att fettavlagringar och biologisk påväxt var mer frekventa i ledningar med jämfört utan MAK, men detta kunde inte fastställas statistiskt. Endast en ledning påträffades med en fettavlagring som resulterat i en stark nedsatt ledningsfunktion – grad 3, i ledning med betydande utbredning av svackor samt där förhållanden för självrens inte var uppfyllt. Ingen påväxt större än grad 1 noterades. Finsediment var den enda enskilda avlagringstypen som statistiskt kunde påvisas vara mer förekommande i ledningar med MAK påkopplade i jämförelse med ledningar utan. Dessa sediment var dock inte så omfattande att de kunde ses ha någon signifikant betydelse för ledningens funktion. Partikelstorleken för nermalt matavfall via MAK var mindre än 1 mm för ca 95% av proven (från hushållskvarntest i annat projekt), indikerar att den största delen av det nermalda matavfallet inte borde sedimentera i ett konventionellt dimensionerat ledningsnät. Däremot kan svackor i ledningsnätet skapa förutsättningar för sedimentation och utbredning av svackor har visat sig ha speciellt stor betydelse för funktionen för ledningar med mindre dimensioner.
Vad gäller enskilda typer av avlagringar var den mest konkreta påverkan på (43 st) MAK- ledningar äggskal som primärt identifierades i ledningssvackor. Det noterades inte alls i ledningar utan MAK.
Regressionsanalysen av ledningarnas funktion visar på att ledningar med en stor andel MAK påkopplade uppströms i regel hade en sämre funktion. Men den funktionsnedsättning som kunde påvisas måste betraktas som ringa eftersom endast ett fåtal avlagringar av grad 3 och 4 återfanns i ledningar med MAK påkopplade.
Avseende ledningsmaterial. I undersökta flerbostadsområden kunde ingen större skillnad noteras på utbredning av avlagringar om MAK var påkopplade eller ej. I ena området ligger nya plaströr från -80 talet och i andra betongrör från mitten av -50 talet. Båda områdena är i stark lutning.
I rapporten refereras till två st flerbostadsområden i Stockholm. Det ena med betongrör och bra fall från -50 talet, det andra med nyare plaströr men med sämre fall. I betongrören kunde endast en mindre biologisk påväxt konstateras efter 1 år med MAK, i andra fanns flertalet fettavlagringar efter 6 månader.
I en tidigare studie kunde konstateras att biologisk påväxt är mer vanligt förekommande i betongrör som förklaras bero på betongytans råhet som underlättar formation av biologisk påväxt. Det kan dock vara svårt att särskilja den gråaktiga påväxten från själva betongröret. I LTU-studien däremot verkade plastledningar ha mer avlagringar vilket troligen beror på att de är mer visuellt tydliga och att omfattningen av biologisk påväxt i betongrör troligen är underskattad i denna studie.
Verktyget med funktionsklassning som grund för att identifiera ledningar kompatibla med MAK beskriven under 4.1 visade sig vara ett förhållandevis enkelt och pålitligt verktyg för att förutsäga vilka ledningssträckor som var lämpliga för ett införande av MAK.
av ledningsnätets utsatthet för svackor samt självrensförhållandenför att på så vis troligen undvika motsvarande observerade problem i studien vid en introduktion av MAK.
I rapporten finns också förslag på framtida studie för att närmare utreda hur avloppsreningsverken påverkas och bör utformas för att på bästa sätt hantera en ökad organisk belastning med MAK påkopplade på ledningsnätet. Exempelvis finns indikationer på att funktionen av finrenssilar påverkas om MAK används i stor utsträckning. Den biologiska reningen och kvävereningen påverkas också med ökad belastning av kväverikt organiskt material.
Köksavfallskvarnar (KAK) i Stockholm34
Sammanfattning: Utredningen visar att KAK inte ger den kraftigt negativa påverkan på avloppsnätet och reningsverken som man befarat. Dokumenterade problem inträffar främst inom fastigheters servisledningar och i områden med redan kända hydrauliska problem. I motsats till utredningens förslag om ansökan och individuell bedömning innan godkännande av installation beslöts att fritt tillåta installation av KAK i hushåll.
Översiktlig utredning av förutsättningar och möjligheter för införandet av KAK i Stockholm samt bedömning av vilka effekter ett sådant system skulle ha på Stockholm Vattens verksamhet – ledningsnät, reningsverk och biogasproduktion. Värdering av KAK när det gäller totala miljöeffekter och samhällsekonomi ingick inte.
I rapporten refereras till New York som hävdade att avsättningar till följd av KAK inte sker i kombinerade ledningar som är självrensande och hänvisar till att specifik densitet för malt avfall är något mindre än för avlopp i allmänhet och mycket mindre än densiteten för suspenderade fasta partiklar i dagvatten. (Självrensning av en ledning beror av flöde och dimension.)
Ökade problem med råttor till följd av KAK har inte kunnat påvisas. Malt avfall anses inte passa gnagare.
Svavelväte är giftigt och kan korrodera betongledningar genom omvandling till svavelsyra och uppstår vid anaerob nedbrytning av organiskt material. En viktig faktor för svavelvätebildning är uppehållstid och syresättning och det kan därför vara olämpligt att införa KAK i områden med redan kända problem med svavelvätebildning i tryckledningar. Problem uppstår främst i tryckledningar (omfattar även lätttryckssystem) eller stillastående vatten. Uppehållstid och syresättning på ledningsnätet är här inte kända.
Nedbrytning är beroende på syreförhållanden, temperatur och uppehållstid. Hur syrehalten varierar på ledningsnätet är inte känt vilket gör nedbrytningen på vägen till reningsverket svårbedömt.
Inga studier huruvida KAK på ledningsnätet är mer eller mindre lämpligt i olika typer av självfallsnät har kunnat återfinnas.
Kritiska parametrar som listats för att exkludera områden, dels för att undvika problem, men även för att undvika att KAK kanske felaktigt skuldbeläggs vid eventuella problem:
• Hydraulik – undvik områden med kända hydrauliska problem • Råttor – undvik områden som har problem med råttor
• Lukt – undvik områden som har problem med svavelväte eller lukt
• Rinntid – undvik områden med lång rinntid till ARV, dvs mycket nedbrytning kan ske på nätet med möjlig syrebrist och svavelvätebildning som följd.
• Ligger fastigheten på en ändledning med litet flöde? • Ligger fastigheten inom ett område med LTA?
• Ligger fastigheten uppströms ett bräddavlopp som bräddar frekvent?
• Ligger fastigheten uppströms en pumpstation med problem med svavelvätebildning? • Ligger fastigheten i ett område med dåliga ledningsanslutningar?
• Har fastigheten redan idag många felrapporteringar? • Övrig detaljerad information.
Utredningens slutsatser ledningsnät: utredningen har inte kunnat påvisa att det
inte skulle fungera att installera KAK på ledningsnätet. Dokumenterade problem har främst inträffat inom fastigheters servisledningar och i områden som redan har kända hydrauliska problem.
Utredningens rekommendation: tillåt att KAK installeras, men ska föregås av
ansökan! Bedömning får göras från fall till fall, bland annat med hjälp av denna rapport, remiss till driftansvarig i aktuellt område. KAK-anslutna adresser bör lagras i geo- databas och uppföljning om installationer.
Styrelsens beslut/gällande ABVA: Stockholm Vatten och Avfall tillåter installation
av köksavfallskvarn i enskilt hushåll inom verksamhetsområdet utan föregående prövning och utan avgift.
Förstudie av olika system för
matavfallsutsortering med avfallskvarnar2
Sammanfattning: utredning om vad som händer med matavfall som kvarnas i MAK och antingen leds till tank eller avloppsledningsnätet.
Syftet med projektet var att utreda vad som händer med matavfall som malts i olika
avfallskvarnar och som sedan antingen leds till en uppsamlingstank eller avloppsledningsnätet. Betydelsen av parametrar som avfallets ursprung (hushåll/restaurang) och vilken kvarn som används undersöktes med avseende på innehåll, sedimentationsegenskaper,
partikelstorleksfördelning, nedbrytbarhet och metanbildning.
Det var i studien inte möjligt att undersöka konsekvenserna av olika ledningsmaterial eller lutningar.
Matavfallets komposition beror naturligtvis på vad som mals ner i kvarnen. Matavfall från restaurang och storkök kan innehålla mer fett än från hushåll som istället kan ha högre andel kolhydrater. (Hushåll: 30 - 40% kolhydrater, 30% protein, 20 - 40% fett. Restauranger (kv Rosen): 80-90% fett, 10% protein, < 10% kolhydrater.)
Vilken betydelsen har partikelstorleken? Stora partiklar antogs kunna orsaka igensättning i ledningsnätet och små partiklar riskera sätta igång den biologiska nedbrytningsprocessen (hydrolys och metanbildning) för tidigt i systemet. Kvarnar på marknaden ger en väldigt finpartikulär avfallsfraktion. I ledningarna är syre, löst organiskt material och suspenderat organiskt material centrala substanser. De centrala processerna är aerob (syreförbrukande) omvandling av löst organiskt material i biofilmen på rörväggen och i suspensionen samt tillväxt av heterotrofa bakterier (aktivslam) i vätskefasen. Suspenderat material kan sedimentera eller resuspenderas beroende på strömningsförhållandena i ledningen. Det kan hydrolyseras eller omvandlas till löst organiskt material som kan omvandlas med hjälp av syre av bakterierna i suspensionen eller i biofilmen på rörväggen, dvs med resten av processerna.
Nedbrytning av matavfall i ledningsnätet beror på rinntider samt huruvida det är anaeroba eller aeroba förhållanden. Få projekt har utrett nedbrytningen. Ofta görs antagandet att eventuell nedbrytning är försumbar då rinntiden till reningsverket är relativt korta.
• Ledningsnät med aeroba förhållanden: möjlig 50% nedbrytning av filtrerat spillvatten exkl matavfall. Mätt som COD-total (total kemisk syreförbrukning).
• Ledningsnät med anaeroba förhållanden: 1 - 2,5% nedbrytning /h.
• För spillvatten, inkl nedmalt matavfall, bryts den redan lösta organiska materialet ned under transporten i ledningsnätet men det partikulära är relativt stabilt och bryts inte ned.