Vattenverksslam
Förslag till beslut
1. Kretslopp och vattennämnden antecknar informationen till protokollet.
Sammanfattning
Två utredningar har genomförts för att värdera nuvarande hantering av vattenverksslam i Göteborg, avledning och hantering vid Ryaverket med ett alternativ för lokal hantering av vattenverksslam i separata anläggningar. Dels en fördjupad förstudie med utformning av en lokal slamhanteringsanläggning vid Alelyckan, dels en hållbarhetsanalys. I
hållbarhetsanalysen har fyra huvudkriterier värderats; hygien, miljö, ekonomi och sociokultur.
Förvaltningen förordar fortsatt central hantering av vattenverksslam.
Då nuvarande utredningsunderlag innehåller en rad osäkerhetsfaktorer bör en uppföljning av Kungälvs planerade anläggning för lokal hantering av vattenverksslam
genomföras när anläggningen har varit i drift under ett par år. Viktiga erfarenheter avseende bland annat teknisk utformning, driftfunktion, kostnader och
avsättningsmöjligheter för vattenverksslam kan då erhållas. Därefter kan en ny värdering av alternativen göras.
Kretslopp och vatten
Henrik Kant
Förvaltningsdirektör
Bilagor
1. Hållbar hantering av vattenverksslam Utfärdat 2017-09-18
Diarienummer 0635/17
Lena Blom, Strategiska samordningsstaben
Claes Wångsell, Utveckling och projektavdelningen Telefon:031-368 27 28
E-post: lena.blom@kretsloppochvatten.goteborg.se
vattenverkslam blandat med annat avloppsvatten i ledningsnätet till Ryaverket.
Två parallella utredningar har genomförts; dels en hållbarhetsanalys ”Hållbar hantering av vattenverksslam, Urban Water Management, 2017-03-30”, dels en fördjupad förstudie ”Hantering av vattenverksslam i Göteborg, Ramböll, 2016-06- 14”. GRYAAB och Kretslopp och vatten har aktivt deltagit i båda utredningarnas arbetsgrupper. Utredningsarbetet har drivits parallellt och beräkningar och
slutsatser i den fördjupade förstudien har använts som underlag för de
bedömningar som har gjorts i hållbarhetsanalysen. I båda utredningarna har i första hand slam från Alelyckans vattenverk använts som fallstudie.
Fördjupad förstudie
I den fördjupade förstudien har tekniska data för nuvarande slamhantering på Alelyckan samt ett översiktligt förslag till teknisk utformning för en lokal slamhanteringsanläggning tagits fram. Alternativen har sen jämförts vad gäller slamkvalitet, påverkan på avloppsvatten- och slamhanteringen på Ryaverket, kretslopp av näringsämnen, yttre miljöpåverkan, energiförbrukning,
avsättningsmöjligheter för behandlat slam samt kostnader.
Hållbarhetsanalys
Hållbarhetsanalysen har genomförts enligt den standardmetod som har tagits fram av forskningsprogrammet Urban Water med värdering av fem huvudkriterier;
hygien, miljö, ekonomi, sociokultur och teknisk funktion. Den tekniska funktionen valdes dock bort som separat utvärderingskriterie för att istället beaktats vid den tekniska utformningen. Fjorton underkriterier har sedan viktats och betygsatts på en femgradig skala. Viktningen av såväl huvudkriterier som underkriterier har gjorts av arbetsgruppen. Resultatet av hållbarhetsanalysen framgår av nedanstående tabell.
Hållbarhetsanalysens slutsatser
Centralt Lokalt Centralt Lokalt
Fordonstransporter (buller och trängsel) 6 3 3 18 18
Lukt 1 3 2 3 2
Hygien, livsmedelsprod och slamhantering 11 3 3 33 33
Smittsspridning i slutprodukt 2 3 3 6 6
Total energianvändning 5 3 4 15 20
Kretslopp av näringsämnen 10 3 3 30 30
Emissioner till vatten 1 3 4 3 4
Emissioner till luft 7 3 4 21 28
Kemikalieanvändning 5 3 3 15 15
Lokal miljöpåverkan 2 3 3 6 6
Ekonomi: 40 Årskostnad 40 3 3 120 120
Konkurrens om ytor 4 3 2 12 8
Driftsorganisation 2 3 2 6 4
Förtroende från brukare och myndigheter 4 3 4 12 16
Summa 300 310
Betyg Resultat
Hygien: 20
Miljö: 30
Socio-kultur: 10
Kategori/vikt Kriterier Vikt
- rangordningen mellan alternativen ändras genom relativt små förändringar i betygssättning eller ändrad viktning
- en känslighetsanalys visar att lokal hantering blir 30 % mer hållbart om avloppsvattenreningen påverkas
- om valet faller på att fortsätta med central hantering rekommenderas att de ekonomiska konsekvenserna utreds mer i detalj
- för att vinna erfarenhet av en lokal anläggning rekommenderas en fördjupad uppföljning av bland annat Kungälvs kommuns planerade anläggning för lokal hantering av vattenverksslam
Förvaltningens bedömning
Såväl den fördjupade förstudien som hållbarhetsanalysen innehåller en rad antaganden.
Kostnaderna för en lokal slamanläggning bygger på en översiktlig skiss till teknisk utformning, någon lokaliseringsutredning har inte genomförts och
avsättningsmöjligheterna för behandlat vattenverksslam är mycket oklara. Därtill baseras årskostnaden, som getts den högst viktningen i hållbarhetsanalysen, på en så kallad nybyggnadskalkyl och inte en investeringskalkyl vilket är brukligt vid nyinvesteringar. I nybyggnadskalkylen beräknas kapitalkostnaderna på nybyggnadsvärdet för befintliga anläggningsdelar på Ryaverket oavsett om det finns ett nybyggnadsbehov eller ej.
Betygssättningarna i hållbarhetsanalysen har ändrats åtskilliga gånger under arbetets gång och en viss oenighet om de slutliga bedömningarna finns. Detta har stor betydelse för det slutliga resultatet vilket också konstateras i hållbarhetsanalysen. Det är förvaltningen uppfattning att bristande underlag ofta har lett till subjektiva bedömningar.
Flera frågeställningar finns kring vattenverksslammets påverkan på
avloppsvattenhanteringen på Ryaverket; försämrade avvattningsegenskaper med vattenverksslam, försämrad sjunkhastighet i eftersedimenteringen med vattenverksslam och vattenverksslammets positiva påverkan på fällningen i försedimenteringen.
Fullskaleförsök som genomförts i Stockholm, Bromma/Lovön, visade på sannolikt försämrade avvattningsegenskaper, ingen försämrad sjunkhastighet i
eftersedimenteringen och en tydlig positiv påverkan på fällningen i försedimenteringen.
Förvaltningen förordar fortsatt central hantering av vattenverksslam.
Kungälv bygger ett nytt vattenverk där de kommer att ha ett lokalt alternativ för hantering av vattenverksslam, där samma råvatten från Göta älv kommer att nyttjas vilket gör detta extra intressant för oss. Då nuvarande utredningsunderlag innehåller en rad
osäkerhetsfaktorer bör en uppföljning av Kungälvs planerade anläggning för lokal
hantering av vattenverksslam genomföras när anläggningen har varit i drift under ett par
år. Viktiga erfarenheter avseende bland annat teknisk utformning, driftfunktion, kostnader
Gryaab
Ramböll på uppdrag av Gryaab samt Göteborgs stad, Kretslopp och Vatten
Hantering av vattenverksslam i Göteborg
Göteborg 2016-06-14
Hantering av vattenverksslam i Göteborg
Fördjupad studie
Datum 2016-06-14
Uppdragsnummer 1320010622
Utgåva/Status Slutlig
Måns Lundh R.Kjellstrand/R.Marques Hans Carlsson
Uppdragsledare Handläggare Granskare
ii
Sammanfattning
Dricksvatten i Göteborg bereds i två vattenverk. Alelyckans och Lackarebäcks vattenverk producerar årligen ca 61 Mm3. Råvatten hämtas främst från Göta älv men under delar av året då intaget i Lärjeholm är stängt tas råvatten från Delsjöarna och Rådasjön.
Beredningen innebär att ett slam bildas när ämnen avskiljs. Slammet avleds idag till Ryaverket via spillvattennätet förutom en mindre del som följer med
filterspolvatten till älven vid Alelyckans vattenverk. Totalt avledde Alelyckans vattenverk ca 816 ton TS slam till Ryaverket 2012. Ryaverket producerade samma år 15 977 ton TS slam.
Gryaab som äger och driver Ryaverket har certifierat avloppsslammet enligt Revaq i syfte att öka andelen slam som kan användas i jordbruket för att återföra
näringsämnen i kretsloppet. Om ett slam får tillföras jordbruket beror på
innehållet av förorenande ämnen i slam som t.ex. tungmetaller. Ett annat arbete är att reducera tillskottsvatten för att minska den hydrauliska belastningen på Ryaverket som idag lider av begränsade ytor för expansion. Ytterligare ett arbete är att reducera energianvändningen och optimera processen för att förbättra potentialen att reducera näringsämnen och producera biogas. En frågeställning är således hur stor belastning och kostnad som hanteringen av vattenverksslam utgör och om större nytta kan uppnås om det kopplas bort från Ryaverket och behandlas lokalt vid vattenverken.
Därför har frågan väckts om det är klokt att hantera slammet lokalt vid vattenverken istället för centralt på Ryaverket. En förstudie1 genomfördes där systemet i Göteborg redovisades och en översiktlig lösning med kostnad togs fram för Lackarebäck.
Denna studie syftar till att fördjupa kunskapen om Alelyckans vattenverk och påverkan på Ryaverket och avloppsslam, då Alelyckans vattenverk producerar mest slam av de bägge verken. Här har hanterats:
Förutsättningar för en lokal slamhantering vid Alelyckans Vattenverk
Hur kan en slamanläggning se ut?
Konsekvenser för en lokal slamhantering för olika hållbarhetsparametrar
Kostnader
1 Alelyckan och Lackarebäck - Förstudie vattenverksslam, Ramböll 2014-08-21
Ett centralt alternativ där vattenverkslam behandlas och hanteras tillsammans med avloppsslam vid Göteborgs avloppsreningsverk Ryaverket
Ett lokalt alternativ där Alelyckans vattenverksslam kopplas bort från Ryaverket och behandlas och hanteras lokalt (även rejektvatten) vid vattenverket
Det bedöms inte som tekniskt svårt att bygga en anläggning för slamhantering vid Alelyckans vattenverk. Tekniken som krävs bygger på vedertagna metoder för förtjockning och avvattning, och anläggningar drivs idag framgångsrikt i t.ex.
Stockholm. Att uppnå TS-halter på 18-20% bedöms vara möjligt. Frågan kvarstår dock var anläggningen kan placeras med tanke på de omfattande utbyggnader som är planerade för Alelyckan.
Ur hållbarhetsperspektiv och utifrån givna förutsättningar innebär ett lokalt alternativ för Göteborgs stad att:
Energianvändningen för transport av vattenverksslam minskar med ca 55 MWh och energianvändningen för behandling av vattenverksslam minskar med 265 MWh per år, motsvarande ca 61 % av befintlig energianvändning för behandling av vattenverksslam på Ryaverket.
Anledningar till en minskad energianvändning i det lokala alternativet är främst att rötningsprocessen inte behöver ingå i en slambehandling av vattenverksslam och därmed behövs ingen uppvärmning med fjärrvärme heller men också på en reducerad slamtransport då TS-halten i
avloppsslam bedöms förbättras.
Emissioner till atmosfären minskar med 48 ton CO2e per år, vilket kan jämföras med 683 ton CO2e per år som orsakas av den insatsenergi som idag krävs för slamhantering och slamtransport för Ryaverkets hela slamproduktion.
Halter sjunker av många viktiga tungmetaller i avloppsslam uttryckt som kvot till fosfor. Viktiga ämnen som kadmium och bly uppvisar märkbara sänkningar med 1,5% respektive 0,5 %. Uttryckt som yta åkermark minskar behovet med 443-696 ha (1,6%).
Staden möter kraven enligt Revaq genom ett aktivt uppströmsarbete för att sänka kritiska ämnen i slammet i förhållande till fosfor.
Emissioner till vatten av kväve bedöms vara oförändrade i ett lokalt alternativ men utsläppet av fosfor bedöms minska med 38 kg/år (0,15%).
iv slam minskar med < 1 %.
Kemikalieanvändningen minskar något, men troligen ökar användningen av järnsulfat, om Alelyckans vattenverksslam kopplas bort.
Lokal miljöpåverkan blir främst att en ny verksamhet inrättas i Alelyckans industriområde som innan inte haft en slamanläggning med därtill
kopplade transporter och eventuell luktpåverkan.
En annan lokal påverkan är en minskad tid som slam transporteras på allmänna vägar.
Då utrymme frigörs i rötningskammaren på Ryaverket är det värt att notera att ett lokalt alternativ öppnar upp möjligheter för att optimera biogasproduktionen och/eller reducera behovet av framtida investeringar vid uppgradering av
rötningen. Frigjort utrymme i rötningen ökar anslutningskapaciteten till att kunna ta emot ca 21 000 nya abonnenter eller ökar biogasproduktionen med
uppskattningsvis 635 MWh per år pga. längre uppehållstid i rötningen, vilken kan ersätta användningen av naturgas. Om det frigjorda utrymmet utnyttjas för rötningsbart slam finns det potential att öka produktionen av biogas som kan ge intäkter på upp emot 0,5 Mkr per år.
Enligt nybyggnadskalkylen blev kostnaden för det lokala alternativet ca 7,1 Mkr per år och kostnaden för det centrala alternativet befanns vara i samma
storleksordning om sjunkhastigheten i eftersedimenteringen på Ryaverket inte är påverkad av vattenverksslam. Känslighetsanalysen visade att kostnaden varierade med ±1,3 Mkr (±18%) i olika sannolika scenario där viktiga parametrar som TS- halt i slammet, överföringsledningarnas längd, pris på kvittblivning av
vattenverksslam avgör om ett alternativ får en högre årskostnad än det andra.
Variationen bedöms vara inom förväntad spann för en studie motsvarande denna.
Analys av inverkan på Ryaverkets anläggningskostnad som beror på en negativt påverkad sjunkhastighet i eftersedimenteringen visar att i det fall en försämrad sjunkhastighet råder genereras upp till en dubblering av Ryaverkets totala
årskostnad i nybyggnadskalkylen, vilket omvänt betyder att det lokala alternativet i jämförelsen får en nästan hälften så hög årskostnad.
Resultatet av ytterlighetsscenariorna pekar på en större risk för att högre kostnader råder eller uppstår framöver vid fortsatt central lösning. Det är dock helt avgörande om sjunkhastigheten i eftersedimenteringen faktiskt är påverkad eller inte och i vilken omfattning. Om parametrarna faller ut till fördel för det lokala alternativet blir årskostnaden ca 4,3 Mkr för det lokala alternativet medan årskostnaden för det centrala alternativet blir i storleksordning 9 Mkr högre. Men, i det fall sjunkhastigheten inte är påverkad, kan kostnaden för bägge alternativet betraktas som likvärdiga.
Den faktor som potentiellt kan ha en mycket stor ekonomisk effekt är således sedimenteringsegenskaperna i aktivt slam i eftersedimenteringen på Ryaverket.
Det finns starka indikationer på att vattenverksslam påverkar
sedimenteringshastigheten negativt i eftersedimenteringen. Däremot finns det inte säkra kvantitativa metoder som kan förutspå hur stor effekten är. Det finns också osäkerheter kring hur övriga anläggningar på Ryaverket påverkas av en försämrad sjunkhastighet i eftersedimenteringen. Det är inte osannolikt att en försämrad sjunkhastighet i eftersedimenteringen innebär en högre årskostnad för det centrala alternativet än vad som redovisats i denna rapport.
vi
1. Introduktion ... 2
1.1 Bakgrund och syfte ... 2
1.2 Förutsättningar ... 3
1.3 Metodik ... 4
1.4 Organisation ... 4
2. Beskrivning av Göteborgs vattenförsörjning ... 6
2.1 Råvatten ... 6
2.2 Beredningsprocess ... 6
2.3 Slamhantering ... 7
3. Slam- och spolkaraktäristik vid Alelyckans Vattenverk ... 8
3.1 Bakgrund ... 8
3.2 Spolvatten- och slamuttagsvolymer ... 8
3.3 Producerad slam på Alelyckan ... 9
3.3.1 Bakgrund ... 9
3.3.2 Slamproduktion ... 10
3.4 Alelyckans massbalans med avseende på torrsubstans (TS) ... 10
3.5 Slamkvalitet ... 11
4. Lokal slamhantering vid Alelyckans vattenverk... 13
4.1 Introduktion ... 13
4.2 Alelyckans vattenverks massbalans med avseende på slam ... 14
4.3 Konceptförslag på slamhanteringsanläggning vid Alelyckans vattenverk ... 14
4.4 Förbrukning vid drift av en eventuell slamhantering vid Alelyckan ... 15
4.5 Lokalisering ... 15
5. Kvittblivning av vattenverksslam ... 16
6. Avloppsreningen och slamhanteringen vid Ryaverket ... 20
6.1 Bakgrund ... 20
6.2 Vattenrening ... 20
6.3 Slamhantering ... 20
6.4 Problemställning ... 21
6.4.1 Framtida avsättningsmöjligheter för avloppsslam ... 21
6.4.2 Spridning på jordbruksmark ... 21
6.4.3 Försämrad sjunkhastighet i eftersedimenteringen... 22
6.4.4 Rötningskapacitet ... 24
6.5 Förbrukning vid drift av slamhanteringen på Ryaverket ... 24
7.1 Bakgrund ... 26
7.2 Massbalansberäkning ... 26
7.3 Kvoten till TS ... 26
7.4 Kvoten till fosfor (P) ... 27
7.5 Ytbehov vid spridning på åkermark ... 28
7.6 Kadmium ... 29
8. Underlag till hållbarhetsanalys ... 31
8.1 Introduktion ... 31
8.2 Grundläggande förutsättningar ... 31
8.3 Energianvändning och emissioner till atmosfären ... 32
8.3.1 Energianvändning för slamtransport till entreprenör ... 32
8.3.2 Energianvändning vid slambehandling ... 33
8.3.3 Total energianvändning och utsläpp av CO2e ... 33
8.3.4 Ökad kapacitet i rötningen och potential för produktion av biogas ... 34
8.3.5 Sammanfattning energianvändning och emissioner till atmosfären ... 34
8.4 Kretslopp av näringsämnen ... 35
8.4.1 Vattenverksslam till jordbruk ... 35
8.4.2 Kvoten till TS i avloppsslam ... 35
8.4.3 Kvoten till fosfor ... 35
8.4.4 Ytbehov för spridning på åkermark ... 35
8.4.5 Omledning av återföring av näringsämnen till naturen ... 35
8.4.6 Sammanfattning av kretslopp av näringsämnen ... 36
8.5 Emissioner till vatten ... 36
8.5.1 Var uppstår emissionerna? ... 36
8.5.2 Utsläpp med Ryaverkets renade avloppsvatten ... 37
8.5.3 Utsläpp från en tänkt slamanläggning vid Alelyckans vattenverk ... 37
8.5.4 Utsläpp av polymer från behandling av slam ... 37
8.5.5 Sammanfattning emissioner till vatten ... 38
8.6 Kemikalieanvändning ... 38
8.7 Lokal miljöpåverkan ... 38
9. Översiktlig ekonomisk bedömning ... 40
9.1 Bakgrund ... 40
9.2 Beräkning av nybyggnadsvärde ... 41
9.3 Ryaverkets funktioner och avskrivningstid ... 41
viii
Ryaverket ... 42
9.5 Andel av Ryaverkets anläggningsvärde som upptas av vattenverksslam ... 43
9.6 Driftkostnader på Ryaverket för behandling av Alelyckans vattenverksslam ... 44
9.7 KVs anläggningsvärde för avledning av slam i dagens centrala lösning ... 45
9.8 KVs investeringskostnad för ny slamanläggning vid Alelyckan ... 45
9.9 KVs driftkostnad för ny slamanläggning vid Alelyckan ... 46
9.10 Gryaabs driftkostnad vid ett lokalt alternativ ... 47
9.11 Årskostnader för alternativen ... 47
9.12 Känslighetsanalys av årskostnaden ... 49
9.13 Övriga kostnadseffekter ... 52
10. Slutsatser ... 53
Bilagor Bilaga 1 – Flöden vid spolning och slamuttag vid Alelyckan ... 56
Bilaga 2 - Beräknad slamproduktion ... 60
Bilaga 3 – Beräkning av massbalans för Alelyckan 2012 ... 62
Bilaga 4 – Slamförsök på Alelyckan Sedimentering och TS-halt. ... 66
Bilaga 5 – Beräkningsunderlag för hållbarhetsanalys ... 68
Bilaga 6 – Översiktlig kostnadsbedömning av lokal slamhantering för Alelyckans vattenverk ... 70
Bilaga 7 – KVs uppmätta halter av metaller i Alelyckans och Lackarebäcks slam... 74
Bilaga 8 – Skisser på koncept för slamhanteringsanläggning på Alelyckans vattenverk ... 76
Bilaga 9 – Nybyggnadskalkyl för alternativen utifrån givna förutsättning ... 78
Bilaga 10 – Sammanställning kontakt slamentreprenörer ... 80
2 av 81
1. Introduktion
1.1 Bakgrund och syfteDricksvatten i Göteborg bereds av Kretslopp och Vatten (KV) i två vattenverk.
Alelyckans och Lackarebäcks vattenverk producerar årligen ca 31 Mm3 respektive 30 Mm3 (värden från 2012). Råvatten hämtas främst från Göta älv men under delar av året då intaget i Lärjeholm är stängt tas råvatten från Delsjöarna och Rådasjön.
Beredningen innebär att ett slam bildas då ämnen avskiljs. Slammet avleds idag främst till Ryaverket, som drivs av Gryaab, via spillvattennätet förutom en mindre del som följer med filterspolvatten till älven vid Alelyckans vattenverk. KV
rapporterade 2012 att ca 895 ton torrsubstans2 (TS) från Alelyckan och ca 509 ton TS från Lackarebäck avleddes till Ryaverket, vilket motsvarar en total mängd om ca 1404 ton TS.
Ryaverket är certifierat enligt Revaq, vilket är en förutsättning för att återföra näringsämnen i form av slam till jordbruk. Om ett slam får tillföras jordbruket beror på innehållet av förorenande ämnen i slam som metaller och miljögifter.
Gryaab, som äger och ansvarar för Ryaverket, arbetar också med att reducera tillskottsvatten för att minska den hydrauliska belastningen på Ryaverket som idag lider av begränsade ytor för expansion. Ytterligare ett arbete är att reducera energianvändningen och optimera processen till att förbättra potentialen för reducering av näringsämnen och produktion av biogas. En frågeställning är således hur stor belastning och kostnad som hanteringen av vattenverksslam utgör och om större nytta kan uppnås om det kopplas bort från Ryaverket.
Därför har frågan väckts om det är klokt att hantera slammet lokalt vid vattenverken istället för centralt på Ryaverket. En förstudie3 genomfördes där systemet i Göteborg redovisades och en översiktlig lösning med kostnad togs fram för Lackarebäck.
Denna studie syftar till att fördjupa kunskapen om Alelyckans vattenverk och påverkan på Ryaverket och avloppsslam, då Alelyckans vattenverk producerar mest slam av de bägge verken. Här har hanterats:
Förutsättningar för en lokal slamhantering vid Alelyckans Vattenverk
Hur kan en anläggning se ut?
Konsekvenser för en lokal slamhantering för olika hållbarhetsparametrar?
Kostnader
2 Avvattnat och torkat slam
3 Alelyckan och Lackarebäck - Förstudie vattenverksslam, Ramböll 2014-08-21
Alelyckans process består av sex linjer med sedimentering varav två fungerar som lamellsedimentering och fyra är av Lovö-typ (dubbelbottnad). I framtiden planeras att alla sedimentering sker med lameller. Utgångspunkten i denna studie är således att all sedimentering vid Alelyckans vattenverk sker i lameller och slamkaraktäristik från existerande lamellsedimentering används som bas för en framtida anläggning.
Ryaverkets slambehandlingsprocess avvattnar slammet med centrifuger. Dessa byts ut under 2016 mot skruvpressar. I studien utgår analysen således från att avvattning på Ryaverket sker med de nya skruvpressarna.
Data för år 2012 används som referens för studien. Kapaciteten för Alelyckans vattenverk antas vara densamma i framtiden som år 2012. Göteborg förväntas växa och därmed kommer vattenbehovet att öka men Göteborgs stads strategi för att möta behovet är att sanera ledningsnätet på läckor. Däremot ökar behovet av avloppsvattenrening och i studien ska kvalitativ hänsyn tas till denna ökning, t.ex.
med avseende på möjligheter att tillgodogöra kapacitetsutrymme.
Information om vattenverket, volymer och spolningsförfarande har tillhandahållits av KV och Gryaab. Undersökningar av slammet vid Alelyckans Vattenverk med avseende på kvalitet, TS och sjunkhastighet har också genomförts av KV.
Utredning om lokalisering ingår inte i studien. Kretslopp och Vatten har indikerat att det skulle kunna bli svårt att få plats med en slamanläggning i direkt
anslutning till Alelyckans vattenverk beroende på planerade utbyggnader och därför antas att en 2 km lång överföringsledning med tillhörande pumpstation krävs i ett lokalt alternativ.
Tidshorisonten för utredningen skall vara 2030 baserat på en rimlig tid för en utbyggnad av slamhantering.
De förslag till teknisk lösning som tagits fram är översiktliga och delvis baserade på erfarenheter från andra befintliga ytvattenverk. Mer noggrann studie kring metod och anpassade tekniska lösningar tas fram först i senare etapper.
Rimlig redundans ska byggas in men vid incidenter och hög belastning tillåts slam skickas till Gryaab4. Målet i ett lokalt alternativ är att huvuddelen av slammet behandlas lokalt över året.
4 Ann Mattsson, Gryaab, Workshop 2014-12-11
4 av 81 Studien utgår från två alternativ:
Ett centralt alternativ där vattenverkslam behandlas och hanteras tillsammans med avloppsslammet vid Göteborgs avloppsreningsverk Ryaverket
Ett lokalt alternativ där Alelyckans vattenverksslam kopplas bort från Ryaverket och behandlas och hanteras lokalt (även rejektvatten) vid vattenverket
Utredningen har genomförts enligt följande metodik:
De tekniska förutsättningarna på Alelyckan har klarlagts genom platsbesök, tillgänglig skriftlig information från verket och dialog med ansvariga personer.
Slammängder, hydrauliska flödesvariationer och slamhalter har tagits fram utifrån analys och bearbetning av underlagsdata som tillhandahållits av Kretslopp och Vatten samt Gryaab. Utifrån denna information har massbalanser utvecklats.
Förutsättningen och kostnader för kvittblivning av slam i
Göteborgsregionen har genomförts genom intervju med entreprenörer och brukare. Information är i huvudsak baserad på studier från Stockholm Vatten och Norrvatten som genomfördes runt millenniumskiftet.
En beräkning av vattenverksslams påverkan på Ryaverkets avloppsslam med avseende på innehåll av metaller har genomförts baserad på tidigare genomförda studier och provtagning samt nya mätningar av metallhalt i vattenverksslam som genomförts av KV under projektets gång.
Teknisk lösning för en lokal slamanläggning utvecklades och har beskrivits med flödesschema och skisser.
En analys har gjorts för att utvärdera och jämföra hållbarheten i både en central och en lokal hantering av slammet.
En ekonomisk bedömning av investering och driftkostnader för hantering av vattenverksslam har gjorts med nybyggnadskalkyl.
1.4 Organisation
Från Ramböll VA Process har Måns Lundh varit uppdragsansvarig och handläggare tillsammans med Rita Marques och Robert Kjellstrand. Övriga tekniska experter som bidragit med insatser har varit Stefan Rowa, Lars Brandeborg och Petter Björkman från Ramböll VA-Process.
Övriga deltagare i projektet från Kretslopp och Vatten har varit Mats Engdahl, Josefin Lundberg Abrahamsson, Claes Wångsell, Olof Bergstedt och Inger Kjellberg. Från Gryaab har Ann Mattsson och David I´Ons deltagit. I arbetsgruppen har även Erik Kärrman samverkat från SP Urban Water, som arbetar med den övergripande hållbarhetsanalysen i ett parallellt projekt.
6 av 81
2.1 Råvatten
Göteborgs vattenverk Alelyckan och Lackarebäck producerar tillsammans årligen ca 61 000 000 m3 dricksvatten. Råvattnet kommer från Göta älv. Ungefär hälften leds till Alelyckans vattenverk. Resten pumpas till Delsjöarna som fungerar som råvattenmagasin för Lackarebäcks vattenverk. När kvalitet på vattnet i älven blir sämre stängs intaget av råvattnet i Lärjeholm och råvatten från Delsjöarna och Rådasjön (koppling finns mellan sjöarna) försörjer båda vattenverken. Intaget stängs upp till 100 dagar om året. I Figur 1 nedan presenteras en översikt av vattenbalansen 2012.
2.2 Beredningsprocess
Alelyckans och Lackarebäcks reningsprocess liknar varandra och omfattar pH- justering med kalk, flockning med aluminiumsulfat, sedimentering samt filtrering och adsorption med kolfilter. På Alelyckan sker en mellanklorering mellan
sedimenteringen och filtreringen till skillnad från Lackarebäck där kloret tillsätts som fördesinfektion/första beredningssteg.
Figur 1. Vattenbalans 2012 (Göteborg Vatten 2012, sid 85) samt rapporterade värden 2012.
barriären. Alelyckan har kompletterats med UV -ljus och på Lackarebäck pågår en utbyggnad med en ny membrananläggning5.
2.3 Slamhantering
Vattenverksslammet från respektive verk består av ämnen från råvattnet som fälls ut med hjälp av aluminiumsulfat som bildar aluminiumhydroxid. Slamflödena illustreras av de röda pilarna i Figur 1. Från Alelyckans vattenverk avleds en del av slamflödet tillbaka ut i Göta älv via dagvattennätet och resterande del av
slamflödet från Alelyckan och hela slamflödet från Lackarebäck överleds till avloppsnätet och vidare till Göteborgs avloppsreningsverk Ryaverket (Figur 2).
Slammet som produceras i Alelyckan under flockning och separeras i
sedimentering samlas i ett lokalt utjämningsmagasin. Utjämningsmagasinet består av stora rör som också fungerar som ett grovt separationssteg som nedtill tömmer till avloppsledningsnätet till Ryaverket. Vid stora flöden rinner klarfasen från utjämningsmagasinets övre del ut i dagvattennätet. Alelyckans spolvatten från kolfiltrering avleds via dagvattennätet direkt ut i Göta älv.
Från Lackarebäck leds slammet från både flockningen och sedimentering samt spolvatten från kolfiltret till avloppsnätet och Ryaverket.
Figur 2. Rådande hantering av vattenverksslam vid Alelyckans och Lackarebäcks vattenverk.
5 Göteborg Vatten Årsberättelse 2012, sid 8-9
8 av 81
3. Slam- och spolkaraktäristik vid Alelyckans Vattenverk
3.1 BakgrundFöljande kapitel syftar till att redovisa och utreda förutsättningarna för slamuttag och spolningar vid Alelyckans vattenverk. Informationen utgör grunden för beräkning av massbalanser i verket. En mer detaljerad beräkning redovisas i Bilaga 3.
3.2 Spolvatten- och slamuttagsvolymer
Slamuttaget vid Alelyckans vattenverk sker genom en kombination av
kontinuerliga uttag och stortömningar. Vid Alelyckan finns totalt sex system med flockning och sedimentation varav fyra system ligger i huset och två system ligger i berget.
Husets fyra flockningsbassänger har volymen 750 m3 och dessa töms och spolas var 12:e vecka, vilket är totalt 16 tömningar per år. Tillhörande
sedimenteringsbassänger är Lovö-bassänger som vardera har en volym på 1650 m3, och respektive bassäng töms och spolas var 4:e vecka, vilket är totalt 52 tömningar per år. Totalt flöde är således ca 98 000 m3/år.
Alelyckans berganläggning har två flockningsbassänger med en volym på 730 m3. Flockningsbassängerna underhålls genom att bassängerna töms helt totalt ca 15 gånger per år och spolas. Samtidigt sänks nivån i tillhörande
sedimenteringsbassäng ned ca 1,5 m varpå lamellplåtarna i sedimenteringen spolas av. Totalt flöde blir ca 17 000 m3/år.
Tömning flock.volym: 15 ggr x 730 m3/bassäng = 10 950 m3/år Tömning sed.volym: 15 ggr x (8x35 m2 x 1,5 m) = 6 300 m3/år
Totalt: ca 17 000 m3/år
Tömning av flockningsvolym: 16 ggr x 750 m3/bassäng = 12 000 m3/år Tömning av sed. bassäng: 52 ggr x 1650 m3/bassäng = 85 800 m3/år
Totalt: ca 98 000 m3/år
I dessa bassänger samlas slammet med hjälp av slamskrapor och tas ut kontinuerligt varannan timme (2012) i varje bassäng genom att en slamventil öppnas. Totalt flöde är ca 66 000 m3/år.
Kolfiltrena backspolas och spolvattnet avleds direkt till Göta älv via
dagvattensystemet. En backspolning sker var 38nde timme per filter och förbrukar 500 m3 för varje backspolning. Totalt flöde är ca 1 600 000 m3/år.
Vatten från Alelyckans tömning och spolning av sedimenterings- och flocknings- bassänger överleds via ett utjämnings-/fördröjningsmagasin med en volym på 350 m3. Magasinet består av betongledningar; en som är ca 100 m lång med en diameter på 1600 mm och en som är ca 40 m lång med en diameter på 2200 mm.
I nedre delen av det sammankopplade magasinet finns ett uttag till en spillvatten- ledning med diametern 200 mm. I överkant har magasinet ett överfall där vattnet bräddar ut i en dagvattenledning med utlopp i Göta älv.
3.3 Producerad slam på Alelyckan 3.3.1 Bakgrund
Slam från vattenverk innehåller främst de suspenderade substanser som finns i råvattnet och den utfällda aluminiumhydroxiden från fällningskemikalien. Vissa lösta ämnen fäller också ut i fällningen såsom metaller och organiska ämnen.
Vidare kan slammet innehålla rester från t.ex. kalktillsättningen. Mängden slam uppskattas i regel som vikt torrsubstans (TS) eller som volymer. TS analyseras som vikt substans som kvarstår efter att man fullständigt torkat ut slammet.
Samband mellan massa och volym:
ton TS = % TS x slamdensitet (ton/m3) x slamvolym (m3) Uttag varje 2 h med ett flöde på ca 7,5 m3 under 1,5 min (300 m3/h) Antal uttag per bassäng = 24h/d/2h = 12 ggr/dygn (under 2012) Totalt antal uttag = 2 bassänger x 12 ggr/dygn x 365 = 8760 ggr
Total volym = 8760 x 7,5 m3 = ca 66 000 m3/år
Antal spolningar per år och filter = 365 d x 24 h/38 h = 230 ggr Antal spolningar totalt = 14 filter x 230 ggr = 3220 ggr
Total spolvattenvolym = 3220 ggr x 500 m3 = ca 1 600 000 m3/år
10 av 81 säkert att räkna på 1000 kg/m3. Om ett slam utgörs av 1 ton TS och har
avvattnats till TS 18 % betyder det att volymen slam är 1/0,18 = ca 5,6 m3 (eller ton som ofta tillämpas som mängdmått vid transport)
3.3.2 Slamproduktion
Beräkningar av slamproduktionen resulterade i en slamproduktion från Alelyckan på 891 ton TS och från Lackarebäck på 484 ton TS (Bilaga 2). Dessa stämmer rimligt bra överens med de värden som Kretslopp och Vatten rapporterade 2012 till Gryaab (895 ton TS/år respektive 509 ton TS/år)6.
3.4 Alelyckans massbalans med avseende på torrsubstans (TS)
En massbalans av Alelyckans vattenverk har beräknats för att få en beskrivning av massflödena till och ut ur systemet. Beräkningar redovisas i bilaga 3. I Figur 3 redovisas massbalansen för Alelyckans system 2012. Totalt producerades 891 ton TS/år. När hänsyn tagits till alla utflöden från vattenverket kvarstår ca 816 ton TS/år som avleddes till Ryaverket via avloppsnätet. Spolvatten från kolfiltrering avleddes via dagvattennätet ut i Göta älv och den samlade slamförlusten över året beräknas till 71 ton TS/år. Bräddningarna från utjämningsmagasinet till
dagvattennätet bedöms ha resulterat i ca 1,1 ton TS/år som avleddes till Göta älv.
Figur 3. Alelyckans massbalans 2012.
6 Ifylld mall vattenverksslam 2013-08-22
Initiala försök på slamkaraktären med avseende på sedimenteringshastighet och TS-halt genomfördes vid Alelyckans vattenverk av KV under hösten 2014 (Bilaga 4). Resultatet pekar på att en TS-halt på ca 2 % kan uppnås efter ca 6 h och sjunkhastigheten vid förtjockningen uppmättes till 0,015-0,06 m/h.
Tabell 1. Slamkvalitet i Alelyckans och Lackarebäcks vattenverk (mg/kg TS). Även krav enligt SPCR 148 för anläggningsjord finns redovisas.
mg/kg TS Alelyckan (1 Lackarebäck (1
SPCR krav i färdig jord(3 2011-
2013 Antal prov=3
2014 Antal prov=
2
2015 Antal prov=
2
Medel för 2011- 2015(1
2011- 2013 Antal prov=9
2014 Antal prov=3
2015 Antal prov=
3
Medel för 2011- 2015(1
TS (%) 1,5 1,4 1,37 1,4 0,3 0,7 0,37 0,38
GF (% av TS) 37 38 41 39 51 53 58 53
Fosfor P 480 600 520 533 309 310 370 322
Aluminium (2 135 000
Bly Pb 7,0 2,7 <2 3,8 10,3 <2,3 <2 6,7 40 Kadmium Cd <1,1 0,25 <0,2 0,3 0,2 0,29 <0,2 0,34 0,4
Koppar Cu 33 33 32 33 47 41 42 45 100
Krom Cr 11,0 17,0 12 13 10,7 6,1 5,5 8,8 60
Kvicksilver Hg <0,051 0,047 0,040 0,038 <0,058 <0,055 0,044 0,037 0,3
Nickel Ni 11 13 12 12 9,2 8,4 8,5 8,9 30
Silver Ag <11 <0,96 <1 2,2 <2,6 <1,2 <1 2,7
Zink Zn 82 73 48 68 45 33 32 40 100
(1Baserat på årsmedel. Vid < har halva värdet använts för medelvärdesberäkning.
(2 Enligt årsberättelsen 2012 förbrukades 1318 ton aluminiumsulfat vid Alelyckans vattenverk, vilket motsvarar ca 120 ton aluminium (9,1%). Beräknad slamproduktion från Alelyckan var samma år 891 ton TS, vilket vid antagandet att allt hamnar i slammet blir 135g Al3+/kg TS
(3 SPCR, Certifieringsregler för P-märkning av anläggningsjordar. SP certifiering, 2006.
I Tabell 1 redovisas resultatet av KVs mätningar mellan 2011-2013, 2014 och 2015 samt medelvärde för 2011-2015. För vidare analyser i denna studie används medelvärdena 2011-2015. Vidare undersökningar rekommenderas för att säkra rådande koncentrationer.
I Tabell 1 visas även kraven (enligt SPCR 148) för användning som anläggningsjord. Samtliga värden av tungmetaller i vattenverksslam från Alelyckan och Lackarebäck understiger haltkraven. Vattenverksslam uppfyller således kraven för användning som anläggningsjord.
Vattenverksslam är inte intressant för spridning på jordbruksmark eftersom fosforinnehållet år för lågt för att nå upp till kravet på 22 kg P/ha. Vid beräkning
12 av 81 Lackarebäcks slam) styrande för ytbehovet och resulterar i så låga fosforgivor som
1,2 respektive 0,4 kg P/ha och år.
4.1 Introduktion
Följande kapitel redovisar ett koncept för lokal slamhantering vid Alelyckans vattenverk. För framtagandet av en anläggning har 2030 valts som tidshorisont.
För att ta hänsyn till eventuella klimatförändringar har dimensionerande slammängd satts till 1000 ton TS/år.
Förutsättningen för att räkna på en lösning är att Alelyckans Vattenverk antas uppgraderas med lamellsedimentering i alla linjer innan eller i samband med att en eventuell slamanläggning byggs. Notera att förslaget på lösning är ett koncept.
Det finns fler möjliga tekniska utformningar som kan komma ifråga, vilket bör utredas innan val av slutlig metod görs.
KV anger att bedömningen är att Göteborgs befolkningsökning inte kräver en expansion av vattenverket utan strategin är att åtgärda läckorna på
distributionsnätet. Dock har hänsyn tagits till en eventuell försämring av råvattenkvaliteten pga. klimatförändringar (färg och grumlighet).
Figur 4. Massbalans Alelyckan med lamellsedimentering och en eventuell ökad slamproduktion pga. exempelvis klimatförändringar. Produktionen av slam antas till 1000 ton TS per år.
14 av 81 Alelyckans massbalans för 2030 med dimensionerande slam mängd 1000 ton
TS/år redovisas i Figur 4.
4.3 Konceptförslag på slamhanteringsanläggning vid Alelyckans vattenverk
Föreslagen lösning på slamhantering illustrerats med dess huvudsteg i Figur 5.
Notera att föreslagen anläggning har tagits fram för att möta eventuell försämring av råvattenkvalitet, vilket är ett normalt förfarande vid dimensionering av nya anläggningar. Vid analys av driftkostnader som jämförelse i hållbarhetsanalysen kommer belastningsvärden från år 2012 att tillämpas, vilket var 816 ton TS/år.
Det finns troligen optimeringsmöjligheter i uttaget av slam från
sedimenteringsbassängerna men ingen hänsyn till detta har tagits i denna studie.
Mätningar tyder på att slammet är tunt, vilket beror på att stora mängder vatten används då bassängerna töms. TS-halten har uppmätts till ca 0,5 %, vilket är den TS-halt som ligger till grund för dimensioneringen av slamhanteringsanläggningen.
Figur 5. Förslag på teknisk utformning vid ej optimerat slamuttag och ytkrävande slamutlastning. Dimensionerande flöde från Alelyckans vattenverk är < 200 000 m3 slam/år med en TS halt på 0,5-1,0 %.
Den låga TS-halten innebär att avvattningen måste föregås av ett
förtjockningssteg med lamellseparator. Efter lamellseparatorn bedöms att ca 2 % TS-halt kan uppnås. Klarfasen leds till dagvattensystem och vidare till Göta älv.
Därefter förs slammet vidare till en buffringsvolym och matas därifrån till centrifuger för avvattning. En buffringskapacitet på ett till två dygn kan vara lämplig (motsvarar ett helgstopp) i kombination med att två centrifuger installeras för redundans. Det avvattnade slammet pumpas ut till platta på mark på ena sidan av bygganden. Erfarenhetera visar att en TS-halt på 18-20% kan uppnås.
Rejektvatten från centrifugerna leds tillbaka till lamellseparatorn.
4.4 Förbrukning vid drift av en eventuell slamhantering vid Alelyckan En bedömning av mängder av förbrukning vid drift av en slamanläggning vid Alelyckans vattenverk redovisas i Tabell 2.
Tabell 2. Bedömd förbrukning vid drift per år och process för behandling av vattenverksslam i en slamanläggning vid Alelyckans vattenverk
Post Enhet Värde
Pumpstation MWh 13
Centrifuger MWh 70
Polymerpumpar och skrapor MWh 8
Värme (300 m2 byggnad) MWh 45
Dricksvattenförbrukning m3 3 060
Polymer (10 kg/ton TS) kg 8160
Personal Heltid 1
4.5 Lokalisering
Slammet antas behandlas ca 2 km från vattenverket beroende på att den tillgängliga ytan vid Alelyckans vattenverk är begränsad, och därför ingår även pump och ledning (PE 125) i utformningen.
Figur 6. Område (cirkel) där slamhanteringen för Alelyckan antas kunna placeras.
16 av 81 Detta kapitel redovisar översiktligt vilka metoder som finns för kvittblivning av
slam och är baserat på utredningar som genomförts av Stockholm Vatten 20027 och Norrvatten 19998. Det är ingen djupgående studie och i det fall Göteborgs strategi blir att utveckla det lokala alternativet rekommenderas att en fördjupning av avsättningsmetoder för vattenverksslam genomförs.
Stockholm Vatten genomförde ett arbete under 1990-talet i syfte att alternativ till slamhanteringen som då bestod i avledning till Mälaren. Ambitionen var att finna en lösning till år 2000. En rapport publicerades 1999 som redovisade om
omhändertagandet av vattenverksslam i syfte att identifiera en eller ett par lämpliga metoder. I Tabell 3 redovisas en genomgång av metoder som presenteras i DVGW Regelwerk W221/111,1998. Stockholm använder både aluminium och järn vid fällning vid Lovös och Norsborgs vattenverk.
Tabell 3. Sammanställning av tänkbara användningsområden för aluminiumslam från ytvattenverk. Anpassad från Stockholm Vatten9med källanvisning DVGW Regelwerk, W221/111, 1998.
(+ = möjlig; - = inte möjlig; o = enskilda fall; ? = frågetecken Avloppsrenings-
verk
Industriella områden
Miljöteknik H2S-bindning
- (Mur)bruks-
tillverkning - Kompostframställning
? Fosfatfällning o Cementproduktion + Sjörestaurering - Slamavvattning
-
Kalkframställning -
Landskapsarkitektur;
återställning av
gruvbrott och deponier +
Tillverkning av
fällningskemikalie ? Tegeltillverkning
+/o Fastläggning av
tungmetaller o
Kompostering med
avloppsslam ? Växtnäring
o Gasrening; H2S
-
Boskapsfoder - Gasrening; SO2 -
Jord och skogsbruk Fyllnadsmaterial - Nyttjande i kolkraftverk + Kompenserande
jordkalkning - Gatubyggnads-
material -
Jordförbättringsmedel
? Tillverkning av
fällningsmedel o
Kalkgödselmedel - Metallurgi -
7 Norrvatten 2002. Slamhantering vid Görvälnverket. Etapp 1. Slutrapport. VA-projekt- Stockholm 14 februari 2002.
8 Stockholm Vatten 1999. Metoder för omhändertagande av vattenverksslam. Rapport Nr 4.
Johanna Blomberg. Januari 1999
9 Stockholm Vatten 1999. Metoder för omhändertagande av vattenverksslam. Rapport Nr 4.
Johanna Blomberg. Januari 1999
var i bruk:
Deponi i vatten
Deponi på mark
Överledning till avloppsreningsverk
Tegelstenstillverkning
Cementtillverkning
Djurfodertillverkning
Sulfidbindning
Markbyggnad
Jordbruk
I Sverige användes för 10-15 år sedan, när studien genomfördes, främst deponi i vattenrecipient och överledning till avloppsreningsverk.
Stockholm Vatten genomförde en värdering av följande metoder:
Minska slammängden
Inarbetning i mark/tillverkning av anläggningsjord
Användning i jordbruk
Vassbäddar
Tegelstenstillverkning
Cementtillverkning
Återvinning av fällningskemikalie
Användning i skogsbruk
Fällningskemikalie i avloppsreningsverk
Deponering
Avskilja svavelväte
Slutsatsen i projektet (enligt rapporten) var:
Prioritet 1: Vidareutveckling av metoder i egen regi
Minska eller upphöra med slamproduktionen
Överledning till avloppsreningsverk
Inarbetning i mark/jordtillverkning
Prioritet 2: Fortsatt bevakning och eventuellt stödja försöksverksamhet
Användning inom jordbruk (för att undvika fosforläckage och som jordförbättringsmedel)
Vassbäddar
Tegelstenstillverkning
Prioritet 3: Fortsatt bevakning
Återvinning av fällningskemikalie (bl.a. Krepro)
Användning inom jordbruk som gödningsmedel
18 av 81 Prioritet 4: Inget alternativ för Stockholm vatten
Kommunal deponering
Fällningskemikalie i avloppsreningsverk
Förhindra sulfidbildning i avloppsledningar
Användning i skogsbruk
Cementtillverkning (ingen marknad)
Norrvatten driver Görvälns vattenverk i Järfälla kommun och 2010 invigdes anläggningen för lokal slambehandling och avledningen av slam till intilliggande vik kunde upphöra. Dessförinnan hade VA-projekt engagerats för att identifiera och utreda möjliga alternativ till slambehandling och avsättning av slam.
Norrvatten tittade på i princip samma metoder som Stockholm Vatten och kom fram till att följande metoder för avsättning var intressanta:
Överledning till Käppala
Överledning till Käppala med efterföljande förbränning och återvinning av fällningskemikalier
Cementtillverkning
Tegeltillverkning
Jordtillverkning
Marktäckning med torka slam
Vad blev det? Rådande omhändertagande av slam på Stockholm vatten och Norrvatten är förtjockning och avvattning på vattenverket med efterföljande borttransport av entreprenör för jordtillverkning. Norrvatten10 antyder att de troligen kommer att titta på alternativ för att möta eventuella framtida förändringar i marknaden/intresse för att ta emot slammet.
I Västsverige tillämpas inte (oss veterligen) lokal behandling av vattenverksslam.
Därför finns det ingen etablerad marknad där vattenverksslam hanteras. Vid förfrågan hos ett antal jordtillverkningsentreprenörer visade sig intresset vara ljummet men 4 av 7 angav att de kan ta emot vattenverksslam. Endast två angav ett cirkapris (Bilaga 10).
De prisuppgifter som samlats in antyder att dyrare förhållanden kunde uppstå än i Stockholm, där priset ligger mellan 200-300 kr/ton avvattnat slam. Gryaab betalar idag (2015) 654 kr per ton avvattnat avloppsslam från Ryaverket 2015. Syvab11 betalar ca 500 kr per ton för avloppslam på Himmerfjärdsverket 2015 och enligt uppgift ligger övriga verk i Stockholm däromkring, eller strax över.
Vid kontakt med Ragnsells12 i april 2016 angavs ett prisspann på 300-500 kr/ton slam (inklusive transport) som i så fall skulle transporteras till deras anläggning i
10 Kommuniké Bertil Johansson våren 2015. Produktionschef vid Görvälnverket, Norrvatten.
11 Kommuniké Andres Aronsson, Affärsutvecklare Syvab, Nov 2015.
12 Kommuniké Martin Andersson, Verksamhetsansvarig, Ragn-Sells, 2016-04-26.
emot slammet redan idag. Metoden är att blanda det med näringsrikt material, bark eller flis, och låta det komposteras i 2-6 månader till en TS-halt på mellan 45-50%. Därefter blandas det med sand och grus för att uppnå kraven på
anläggningsjord för planteringar, gräsmattor, parker etc. Bedömningen är dock att det inte finns något plusvärde att använda vattenverksslam utan hanteringen syftar till att kunna avyttra det. Däremot bedömer Ragn-Sells att det finns skäl till att genomföra tester för t.ex. mossbekämpning, fosforfälla etc. I det fall nytta kan kopplas till vattenverksslammet påverkas priset positivt.
Intrycket är att det mest realistiska alternativet idag är att slammet används i någon form av jordtillverkning. En kvalificerad gissning är att priset för kvittblivning av vattenverksslam landar på 300-500 kr per ton. Många av metoderna som anges som förslag är fortfarande på försöksstadium och måste utvecklas vidare.
20 av 81
6.1 Bakgrund
Det centrala avloppsreningsverket, Ryaverket, med tillhörande tunnelsystem ägs och drivs av Göteborgsregionens Ryaverksaktiebolag (Gryaab) som ägs av Ale, Göteborg, Härryda, Kungälv, Lerum, Mölndal och Partille kommuner. Göteborg är dominerande ägare med 71 % av aktieinnehavet. Förhållandet mellan ägarna regleras av ett aktieägaravtal.
6.2 Vattenrening
Vatten renas mekanisk, fysikaliskt, kemiskt och biologiskt på Ryaverket. Den mekaniska reningen utgörs av galler i två steg. Innan vattnet når fingallret passerar det ett luftat sandfång och den mekaniska reningen avslutas med försedimentering. Efter den mekaniska reningen tillsätts järnsulfat vilket avskiljer fosfor genom simultanfällning i aktivt slam. Den biologiska processen består av en kombination mellan aktivt slam och biofilmsprocesser.
Huvuddelen av vattnet behandlas i en högbelastad aktivt slamanläggning med fördenitrifikation utan nitrifikation. Nitrifikationen sker istället i biobäddar som tillförs vatten från eftersedimenteringsbassängerna. Recirkulationsflödet från biobädden till aktivt slam är i genomsnitt ungefär lika stort som det totala inflödet.
Vid högre flöden måste recirkulationen sänkas för att sedimenteringsbassängernas funktion inte ska försämras. I det aktiva slammet tillsätts ingen extern kolkälla.
För att komplettera denitrifikationen i aktivt slam leds ett delflöde från biobädden till en MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) för efterdenitrifikation.
Till efterdenitrifikationen tillsätts metanol som extern kolkälla. Vid flöden som är högre än vad den biologiska reningen kan hantera så renas det överskjutande vattnet enbart kemiskt genom direktfällning. Vid ytterligare högre flöden enbart mekaniskt och slutligen kan avloppsvatten behöva bräddas från ledningsnätet till recipient vid ytterligare högre flöden eller problem i ledningsnätet. Efter
vattenbehandlingen filtreras hela flödet i skivfilter med poröppningen 15 µm.
Vatten från MBBR leds alltid genom filtren men vid hög belastning kan vatten från eftersedimenteringen förbiledas direkt till utgående kanal.
6.3 Slamhantering
Avvattnat rötslam från Ryaverket används idag som gödsel i jordbruket (ca 40%), enligt certifieringssystemet Revaq, eller för tillverkning av anläggningsjord (ca 60%). Gryaab bedriver ett aktivt arbete för att öka andelen slam som förs till åkermark, men förutspår att det även i framtiden kommer vara en viss andel av årsproduktionen, t.ex. 20 %, som kommer att användas som anläggningsjordar.
13 Anpassat efter beskrivning i rapporten Hållbarhetsanalys för hantering av lakvatten till Ryaverket. Kretslopp och vatten, Göteborg stad, Renova, Ale kommun i samarbete med Gryaab.
SP Urban Water, 2015-12-04
slamproduktion avsättas inom jordbruket. År 2012, som används som jämförelseår i denna studie, producerades 15 977 ton TS.
6.4 Problemställning
6.4.1 Framtida avsättningsmöjligheter för avloppsslam
Sedan 2000 har merparten av Gryaabs slam använts för produktion av anläggningsjordar. Anläggningsjordar används som exempelvis bullervallar, golfbanor eller för återställning av exploateringsområden. Vid produktion av anläggningsjordar blandas slammet med andra organiska fraktioner som t.ex.
bark eller träflis, och icke organiska fraktioner som sand eller stenmjöl.
Blandningen komposteras oftast innan användning.
Anläggningsjordar som innehåller slam har tidigare haft en inblandningsfraktion av slam på mellan 25 och 50 viktprocent. Det gör att halter av näringsämnen är oftast relativt högt i förhållande till behovet. Ny reglering av anläggningsjordens näringsinnehåll m.m. finns i dokumentet SPCR 148 certifierad anläggningsjord och även i Naturvårdsverkets förslag till slamförordningen. Det innebär att i framtiden, om SPCR 148 följs, kommer slammet att högst kunna bidrar med ca 5 procent av jordars innehåll för att inte överskrida gränsvärden för fosfor.
Det i sin tur betyder att allt större mängder inblandningsmaterial behövs och att den sammanlagda mängden anläggningsjord som ska avsättas växer. Gryaab bedömer därför marknaden för slammet som inblandningsfraktion i
anläggningsjordar som minskande samtidigt som kostnaderna beräknas öka.
Detta i kombination med att näringen i slammet inte återförs till produktiv
jordbruksmark driver Gryaabs arbete mot en ökad slamanvändning till jordbruket.
6.4.2 Spridning på jordbruksmark
I linje med Göteborgs stads mål om att bidra till ett kretslopp av fosfor blev Gryaab certifierat i enlighet med Revaq 2009. I Revaqs regelverk finns mål för maximal tillförsel till åkermark framtaget för 60 st. spårelement (metaller). Vid näringstillförsel med slam, beräknat utifrån en maximal fosforgiva på 22 kg/ha och år, finns det övergripande målet att halter i matjord inte ska fördubblas på kortare tid än 500 år (ej ha ackumuleringstakt på över 0,2 %). Icke essentiella metaller där risk finns att inte uppnå målen prioriteras.
För att kunna uppnå ackumuleringstaktsmålen finns framtagna delmål för varje år fram till år 2025 av maximal tillförsel av prioriterade spårelement till åkermark i g/ha. Prioritering görs även om analyserad halt i slam överskrider 50 % av gällande lagstiftat gränsvärde för tillförsel på jordbruksmark.
Gryaab utvärderar årligen samtliga spårelement på i slam på årssamlingsprov.
Baserat på utvärdering av halter i slam från Ryaverket år 2014 har 6 st. metaller prioriterats av Gryaab (koppar, silver, zink, kvicksilver, kadmium och bly). För dessa bedöms ytterligare åtgärder behövas för att minska inkommande mängder
22 av 81 avloppsvatten varierar starkt. En jämförelse görs i Tabell 5.
Figur 7. En jämförelse av kadmium-fosforkvoter14
Kadmiummängderna i Ryaverkets slam har minskat med ca 5 % per år under senare år enligt ovan. Gryaab bedömer att den nedåtgående trenden kommer att fortsätta och att målet för år 2025 kommer att uppnås tack vare fortsatta
åtgärder vid punktkällor samt fortsatt minskning av atmosfäriskt nedfall, mindre anslutning av dagvatten etc.
För att bedöma om ett slamparti får spridas på åkermark med avseende på metallhalter görs följande bedömning (REVAQ, 2015):
Kontrollera om partiet uppfyller gällande lagstiftning
Kontrollera om partiet uppfyller bilaga 8 i REVAQ (2015) (Bilaga 1).
Beräkning görs utifrån 22 kg P/ha och år. Tillåten mängd kadmium och övriga prioriterade spårelement som tillförs åkermarken vid spridning av slam (g spårelement/ha och år) ska minska från 2015 till 2025. Om punkt 1 och 2 medger spridning på åkermark beräknas givans storlek utifrån redovisade analysvärden utan beaktande av analysosäkerheten.
6.4.3 Försämrad sjunkhastighet i eftersedimenteringen
Ryaverket lider idag av begränsade utrymmen för att bygga ut med processvolym pga. anläggningens lokalisering. De begränsade utrymmena är direkt relaterade till möjligheterna att öka kapaciteten för att ta emot avloppsvatten.
Det finns sannolikt negativa konsekvenser med inblandning av vattenverksslam och förutom den ökade hydrauliska belastningen som belastar
vattenreningsprocessen är sedimenteringsegenskaperna för vattenverksslam
14 Hållbarhetsanalys för hantering av lakvatten till Ryaverket. Kretslopp och vatten, Göteborg stad, Renova, Ale kommun i samarbete med Gryaab. SP Urban Water, 2015-12-04
reningen på Ryaverket (Graham-Jones a, 2014)15. Det betyder att det är en rimlig bedömning att blandslammet av de bägge har sämre sedimenteringsegenskaper än ett rent aktivt slam.
Det finns dock inga studier som ger metoder för att kvantifierar denna effekt på ett tillförlitligt sätt för de små flöden som vattenverkslammet bidrar med.
Graham-Jones visade att sjunkhastigheten blev lägre. En mekanism som inte studien tog hänsyn till är t.ex. uppehållstiden som vattenverksslammet har i aktivt slam (flera dagar) när förändringar i vattenverksslammet kan förändras. För att utveckla kvantifierbara metoder krävs mer studier.
År 2012 producerade Ryaverket 13 011 ton TS som överskottsslam som returnerades till försedimenteringen. En massbalansberäkning ger att vid en kontinuerlig drift kommer inkommande mängd vattenverksslam att var densamma i alla slamflöden kring aktivt slam anläggningen om antagandet är att
vattenverkslam är inert och inte förändras och inte följer med utgående vatten från eftersedimenteringen. Överskottslammet representerar egenskaperna i aktivt slam och således kan andelen vattenverkslam i aktivt slam beräknas som:
816 ton TS i vattenverksslam/13 011 ton TS i överskottsslam = ca 6 %.
Således antas att ca 3-6% av aktivt slam består av vattenverksslam då kunskap om påverkan på vattenverksslam i aktivt slam är mycket begränsad. Ett
räkneexempel på en skattning av den hydrauliska kapacitetsförsämringen i eftersedimenteringen vid Ryaverket visas nedan baserat på en viktning av sjunkhastigheten i vattenverksslam och aktivt slam.
Undersökningar på Alelyckans vattenverk har visat på en sjunkhastighet för vattenverkslam på 0,11 m/h (initialhastighet test 2 bilaga 4). Sjunkhastigheten för aktivt slam med vattenverksslam antas till ca 1,0 m/h, vilket ger en
sjunkhastighet på aktivt slam utan vattenverksslam på 1,027-1,056 m/h enligt proportionell beräkning med formel nedan.
[3-6%]*0,11 m/h+[97-94%]*X m/h = 100%*1,0m/h ger X=[1,027–1,056] m/h
Detta räkneexempel resulterar i en teoretisk försämring på ~3-6%. Analysen är baserad på få data från mätningar på enbart vattenverksslam från KV (och inte på verkliga förhållanden i eftersedimenteringen) och med en starkt förenklad
beräkningsmodell.
15 Graham-Jones, A. (2014). Water treatment for wastwater treatment: An assessment of effects of spent alum sludges on wastwater treatment in Gothenburg, Sweden
24 av 81 Idag upptar Alelyckans vattenverksslam volym i rötningskammaren.
Vattenverksslam har lågt organiskt innehåll och det bidrar inte till
biogasproduktionen. Om denna volym görs tillgänglig kan den utnyttjas för att möta framtida behov pga. ökad tillrinningen av avloppsvatten. En direkt konsekvens av mindre volymbehov är att uppehållstiden ökar, rötningsgraden ökar och därmed ökar biogasproduktionen, vilket reducerar Ryaverkets koldioxidbelastning.
Värt att notera är att beräkningar16 av koldioxidbelastningen har visat att Ryaverket 2010 har en negativ belastning, vilket innebär att anläggningen inte bara bidrar till att elminera anläggningens övriga koldioxidbelastning utan även bidrar till att reducera Göteborgs stads koldioxidbelastning.
6.5 Förbrukning vid drift av slamhanteringen på Ryaverket
Gryaabs förbrukning av relevanta insatsprodukter i slambehandlingen redovisas i Fel! Hittar inte referenskälla.. Värden inom parantes är en uppskattning av förbrukningen vid drift med skruvpressar.
Tabell 4. Förbrukning vid drift per år och process för behandling av
avloppsslam(inklusive vv-slam) på Ryaverket (av Gryaab tillhandahållet). Värden inom parantes är en uppskattning vid drift med skruvpressar.
Elförbrukning (EL) Fjärrvärme (FV) Personal (PE) Polymer vid förtjockning (PFT) Polymer vid avvattning (PSA) Vattenförbruknin g (DVA) Kvittblivning Kväverening (NRE)
MWh MWh h ton ton m3 ton
Förtjockning (FT) 725 15000 80 30000
Mottagning av
externt slam (MO) 110 400 5000 15000
Rötning och biogas
(BG) 935 9500 9000 1000
Slamavvattning (SA)
615
(85) 15000 80 (160) 30000
Syrhåla (SY) 320 1000 200 450
Kvittblivning av
slam (Slam) 4000 57000
(51300) (1
Övrigt 100 4000
Summa 2705
(2175) 10 000 49 000 80 80 (160) 80 200 57 000
(51 300) 450
(1 Slamvikt TS 31% / Slamvikt TS 27,9%=0,90
16 Carbon Footprint för Ryaverket 2010. Gryaab Rapport 2011:9. Susanne Tumlin
skruvpressar beräknas elförbrukningen sjunka och polymerförbrukningen öka till 85 MWh per år respektive 160 ton per år17. En konsekvens blir också att
kvittblivningskostnaden sjunker eftersom slamvolymen som ska transporteras bort minskar. Fortsättningsvis i denna utredning är det drift med skruvpressar som gäller.
Genom att tillämpa de beräknade andelar av Ryaverkets slam som utgörs av Alelyckans vattenverksslam, vilka är 3,07 % och 5,04 % efter rötningen, beräknas andelen av driftparametern utifrån Fel! Hittar inte referenskälla. och redovisas i Fel! Hittar inte referenskälla..
Tabell 5. Bedömd förbrukning vid drift per år och process för behandling av Alelyckans VV-slam på Ryaverket.
Elförbrukning (EL) Fjärrvärme (FV) Personal (PE) Polymer vid förtjockning (PFT) Polymer vid avvattning (PSA) Vattenförbrukning (DVA) Kvittblivning
MWh MWh h ton ton m3 ton
Förtjockning (FT) 22 461 2 921
Rötning och biogas
(BG) 29 292 276
Slamavvattning
(SA) 4 756 8 1512
Kvittblivning av
slam (Slam) 202 2586
Summa 55 292 1694 2 8 2433 2586
17 Kommuniké med David IÓns, email 2016-03-21
26 av 81
7.1 Bakgrund
Följande kapitel redovisar analysen av Alelyckans vattenverks slamkvalitet och påverkan på Ryaverkets slam. Beräkningarna utgår från halter i vattenverksslam som detekterats av Kretslopp och Vatten under åren 2011 till 2015 och där
medelvärden baserat på årsmedelvärden har använts vidare i rapporten. Se Bilaga 7 för rådata.
Ryaverket rapporterar varje år det rötade och avvattnade slammets innehåll av metaller och för analysen användes värden som redovisas i Miljörapporten för Ryaverket 2012. Ovan redovisade massbalans ger den totala mängden
vattenverksslam uttryckt som ton TS per år som bedöms mottagits på Gryaab. För Gryaab har produktionen från Ryaverket använts inklusive det som skickats till Syrhåla.
7.2 Massbalansberäkning
Metoden är en massbalansberäkning, vilket betyder att den totala mängden ämne per år (kg ämne) relateras till den totala mängden slam (kg TS) och den totala mängden fosfor (kg P) per år.
CVVslam*MVVslam + CRyaslam*MRyaslam=CBlandslam*(MVVslam+MRyaslam)
Där C är koncentrationen i slam (mg/kg TS eller P) och M är massa (kg TS eller P). På detta viss beräknades halterna i Ryaverksslam om vattenverkslam från Alelyckan kopplas bort. Notera att värdena kan avvika något från tidigare beräkningar då en högre mängd vattenverksslam (ton TS) användes.
De resulterande halterna jämförs med nuvarande gränsvärden enligt förordning 1998:944 och Naturvårdsverkets förslag till nya gränsvärden18.
7.3 Kvoten till TS
I Tabell 6 redovisas påverkan på Ryaverkets slam om vattenverksslammet från Alelyckan kopplas bort. Halterna för koppar, zink, kadmium och bly är höga i Ryaverkets slam och även om gränsvärden uppnås idag så kommer de att överskridas i framtiden om inte förbättringar görs. Även koppar är ett ämne som finns i höga halter. I det fall Alelyckans vattenverksslam kopplas bort kommer halterna generellt att stiga då vattenverkslam har lägre halter av ämnen i förhållande till TS-halten än avloppsslam.
18NATURVÅRDSVERKET RAPPORT 6580 - Hållbar återföring av fosfor – Naturvårdsverkets redovisning av ett uppdrag från regeringen. September 2013
