Urinsortering kan minska toppbelastningar av näring på avloppsverk. Här har olika scenarios för införande av urinsortering undersökts, bl a har bara vissa arbetsplatser innefattats. Även mängden växthusgaser kan minskas.
Av: Jörgen Hanaeus
Urinsortering kan sänka toppbelastningar av näring, främst kväve, till avloppsverk. Härigenom kan utbyggnad av verk undvikas och utgifter för t ex luftning och metanoldosering till kvävereduktion kan minskas. Även emission av växthusgaser kan reduceras.
Urinsortering kan genomföras på olika sätt i en tätort t ex genom att enbart arbetsplatser nyttjas. Korttidslagring av urin gör det möjligt att parera näringsbelastning på verk på dygns nivå; dvs topparna reduceras. Tre scenarion har modellerats och besparingar har kvantifierats med utgångspunkt från Marne Aval-verket (ca 210 000 pe) i östra Parisområdet.
Bakgrund
Närsaltreduktion kan genomföras på olika vägar. I Paris är man angelägna om att hålla god vattenkvalitet i floden Seine och i regionen Marne Aval arbetar ett avloppsverk (MAV Plant) med nitrifikation och denitrifikation i biofilter för att reducera kväveutsläppen till Marne och Seine. Tillrinningsområdet består av 16 delytor och 62 % av dessa har separat system för regnvatteninsamling.
Ett alternativt sätt att reducera närsaltutsläpp är att sortera urin i tillrinningsområdet. En modellstudie har därför genomförts med sortering av humanurin som huvudmetod. Sorteringen kan utföras mer eller mindre komplett, efter vissa riktlinjer och här valdes tre olika scenarion för beräkning av effekter i jämförelse med avloppsverket MAV Plants.
Beräkningar
Verket består utöver förbehandling av förfällning, biofilter i två steg, det första med denitrifikation och nitrifikation och det andra med denitrifikation och kolkälletillsats (metanol).
Scenario 1. Utgörs av ett generellt, men inte fullständigt införande av urinsortering. Beräkningar har gjorts med antagande av 20, 40 och 60 % införande. Nivån 40 % (av 210 000 pe) valdes för beräkningar i Scenario 1.
Scenario 2 och 3.
Dessa scenarion avser urinsortering vid arbetsplatser och endast under arbetstid, här 08-17. Scenario 2 simulerade insamling av 90 % manlig urin (urinaler, rännor) motsvarade belastning från ca 26 000 män. Scenario 3 omfattade urinsorterande toaletter till 90 % och således urin från både män och kvinnor, ca 52 000 pe.
Under torrväder befanns inflödet till avloppsverket ha två toppar. För flödet ca kl 08 och 18, för kvävetillförseln kl 07.30 och 16.00.
Luftning och kolkälletillsats
De resurser i avloppsverket som föreföll möjliga att spara in mest på var energiåtgång för luftare till nitrifikationen och dosering av kolkälla (metanol) till denitrifikationen. Referensvärden gavs av driftspersonalen.
Intern recirkulation användes vid verket; 90 % nitrifikation erhölls och efterdenitrifikationen gav 4,5 NO3-N/L ut via 3,4 kg metanol per kg NO3-N som avskildes.
Växthusgaser
Inbesparad energi för luftning av biofiltren, räknades gentemot referensens 333 Nm3/kg NH4-N, motsvarade 0,109 kg CO2-ekv/kWh (fransk el-mix). N2O-emissionen var främsta vinst i det globala perspektivet med en minskning av 250-820 CO2-Ekv/d relativt referensen.
Urintransport
Urintransporter kalkylerades efter veckovis tankbilsinsamling och 10 km transport.
Resultat
För Referens (verket idag), Scenarion 1,2 och 3 blev flödet in till verket i medeltal:
43,41,43 resp 42 *103 m3/d. Ammoniumbelastning: 2,7,1,9,2,6 resp 2,5 ton N/d. COD/N-tal:
8,1,10,3,8,2 resp 8,34. Urinvolym att samla in: 0, 171, 8 resp 24 m3/d.
För Scenario 2 minskade kvävebelastningen med mellan 0 (natt) och 4,2 % (ca kl 16) en typisk vardag. För Scenario 3 var motsvarande siffror 0 och 9,2 %.
För verket minskade energin för luftning med 32 % för Scenario 1, för Scenario 2 2,5 % (som mest 4,5 %) och för Scenario 3 5,1 % (som mest 9,0 %). Gällande metanoldoseringen blev reduktionen 37 %, 2,3 % och 4,6 % för de tre scenariona
Slutsatser
Introduktion av urinsortering för 40 % av toaletterna i staden kunde minska luftningsenergin i Marne-Aval-verket med ca 1/3. Lika för metanolåtgången. Med enbart sortering vid arbetsplatser blev minskningen blygsam, som mest 9 %.
Flera andra aspekter bör vägas in före ett beslut: ökad fosforreduktion erhålles, gödsel kan ersättas mm. Dock kan den selektiva sorteringen ge upphov till konstruktiva tankar.
Källa: Matar, G. a), Besson, M. a), Mas, J. b), Azimi, S. b), Rocher, V. b), & Speriando, M. a) (2022): Modelling the benefits of urine source separation scenarios on wastewater treatment plants within an urban water basin. Water Science & Technology Vol 86, No 3, 482-495 doi:10.2166/wst.2022.208.
a) TBI, Université de Toulouse, CNRS, INRA, INSA , Toulouse 2052 Australia
b) SIAAP, Direction Innovation, 92700, Colombes, France.
Kontakt: mathilde.besson [a] insa-toulouse.fr
