För forskarsamhället förefaller det klart att existerande teknik för att hantera avloppsvatten baseras på utdaterade koncept från tidigt 1900-tal. Nya angreppssätt behöver utvecklas för att hantera det ökande behovet av naturresurser, som befolkningstillväxt och en önskan om förbättrade levnadsvillkor innebär. Trots detta fokuserar de flesta VA-huvudmän i Europa på insamling och behandling av avloppsvatten, snarare än på resursåtervinning. En förklaring kan vara att införande av mer resursorienterade processer medför kostnader och skapar distraktion i den dagliga driften. Vidare råder det osäkerhet om vilka tekniker för återvinning som är mest användbara, och hur de ska kombineras. Utöver dessa ingenjörsmässiga hinder tillkommer osäkerhet om marknaden för återvunna resurser.
Av: HB Wittgren
Den teoretiska marknadspotentialen för olika resurser beräknades utifrån nederländska, och i vissa fall belgiska (Flandern), förhållanden. Återvunnet avloppsvatten har potential att ersätta 20 % av uttaget av allt sötvatten, d.v.s. inklusive t.ex. vatten för bevattning. Framgångsrik återvinning har ett antal olika flaskhalsar, som sammantagna tyder på att det framförallt är aktuellt i regioner med vattenbrist. (i) Avloppsreningsverk är ofta lokaliserade i lågpunkter, för att underlätta självfall, varför återvinning innebär ett behov av att pumpa. Närhet till stora användare blir därför avgörande. (ii) Hälsoöverväganden gör betalningsviljan liten om inte brist bedöms som ett allvarligt hot. (iii) Brist på legala styrmedel och policies skapar osäkerhet avseende förutsättningarna för planering och investeringar. Här finns dock, sedan 2018, ett förslag från Europakommissionen om minimikrav för vatten som ska återanvändas, med speciellt fokus på bevattning.
Återvinning av energi genom slamrötning och utvinning av biogas kan täcka endast ca 1 % av naturgasbehovet. Det mest betydelsefulla innehållet av energi i avloppsvatten finns i form av låggradig värme, som skulle kunna ersätta 46 % av den värme som idag genereras genom förbränning av naturgas, kol och biobränsle. VA-branschen starka fokus på hållbarhetsaspekten energi har kritiserats, vilket naturligtvis inte hindrar att man framgångsrikt kan arbeta för energi-neutrala eller t.o.m. energipositiva avloppsreningsverk. Minst 12 verk i Europa och USA har rapporterats ha minst 90 % självförsörjningsgrad.
Återvinning av fosfor (P) och kväve (N) i inkommande avloppsvatten motsvarar, för båda dessa näringsämnen, 14 % av det som tillförs grödor i Flandern i form av organiskt avfall, stallgödsel och mineralgödsel). Medan större delen av P kan återvinnas redan idag, genom slamspridning på åkermark, pågår ett intensivt utvecklingsarbete för att finna metoder för fosforåtervinning där slam inte kan användas. Det antas vara effektivast att utvinna P efter de biologiska processerna, t.ex. genom förbränning med följande utvinning ur aska, då en återvinningsgrad på 90 % kan uppnås. För N konstateras att kemisk eller termisk stripping är för energikrävande för att vara ekonomiskt försvarbara, vilket gör att endast de ca 20 % som återfinns i slammet är återvinningsbara. Detta är en anledning till att man på senare år ägnat större uppmärksamhet åt mer energi- och koleffektiva avskiljningsprocesser som t.ex. nitritation-anammox.
Återvinning av andra resurser i avloppsvatten innefattar flyktiga fettsyror, bioplaster, extracellulära polymerer, single-cell protein, järnfosfat och cellulosa. Speciellt lyfts extracellulära polymerer fram, där enbart den nederländska potentialen är mer än dubbelt så stor som världsproduktionen av alginat. Men man antar att extracellulära polymerer, som produceras i processen med aerobt granulärt slam, även skulle kunna finna andra användningsområden, utöver att ersätta alginat (som för närvarande huvudsakligen produceras med tång som råvara). Generellt ser man återvinning av COD i form av organiska kemikalier som ett lovande alternativ till energiåtervinning, eftersom det ekonomiska värdet är mycket högre för organiska kemikalier.
Artikeln avslutas med en exemplifiering av nio flaskhalsar för återvinning av avloppsresurser, vilka grupperas i tre kategorier:
A. Ekonomi och värdekedja: 1. Processkostnader, 2. Resurskvantitet. 3. Resurskvalitet, 4. Marknadsvärde och konkurrens, 5. Användning och tillämpning, 6. Distribution och transport.
B. Miljö och hälsa: 7. Emissioner och hälsorisker.
C. Samhälle och policy: 8. Acceptans, 9. Policy.
Man menar bl.a. att de identifierade flaskhalsarna tydligt visar att ’end-of-waste’ konceptet (EUs ramdirektiv för avfall, 2008/98), när avfall upphör att vara avfall, ännu är otillräckligt tillämpat på de flesta återvinningsbara resurser i kommunalt avloppsvatten. Det saknas aktivt stöd från lagstiftare, och myndighetsutövningen karaktäriseras av fragmenterat beslutsfattande inom regional administration. Som exempel pekar man på, att om återvunnet P ska kunna marknadsföras måste man ta sig an gällande föreskrifter för gödselmedel.
I slutsatserna lyfter man fram att vattentjänstföretagen, för att kunna skapa framtidens resursåtervinningsverk, behöver uppfatta sig själv som marknadsaktörer som producerar varor, snarare än bara som driftbolag, som med en fixerad budget ska åstadkomma kostnadseffektiv avloppsrening.
Även om artikeln, som omfattar 34 sidor med flera informativa tabeller, utgår från nederländska och belgiska förhållanden, och att redovisade procentangivelser därmed inte är överförbara till Sverige, så pekar genomgången på vad som är stort och vad som är smått i fråga om återvinningsbara resurser. VA-branschen har stort fokus på energiinnehållet i kolföreningar (COD) snarare än på dessas potential som råvara för organiska kemikalier. Vidare är det betydande värmeinnehållet i avloppsvatten värt ytterligare uppmärksamhet. Här pågår i Sverige bl.a. projektet ’Hållbarhetsanalys av värmeåtervinning ur avloppsvatten’ vid Lunds universitet, vilket avslutas under 2020.
Slutligen är det viktigt att notera att artikeln strikt fokuserar på avloppsvatten som kommer till avloppsreningsverk, d.v.s. källsorterande lösningar (urin, svartvatten) behandlas inte. Speciellt beträffande kväve, men även andra näringsämnen, förutom fosfor, förefaller inte återvinning i avloppsreningsverken vara en ekonomiskt framkomlig väg, utan här behöver man titta uppströms på källsortering i lägenheter, fastigheter och/eller bostadsområden.
Källa: Kehrein P, van Loosdrecht M, Osseweijer P, Garfi M, Dewulf J & Posada J (2020). A critical review of resource recovery from municipal wastewater treatment plants – market supply potentials, technologies and bottlenecks. Environmental Science: Water Research & Technology. DOI: 10.1039/c9ew00905a
