Utvecklingen av avancerad reningsteknologi med membranbioreaktorer pågår i hela världen och antalet fullskaleanläggningar har ökat kraftigt. Införandet av avancerad reningsteknik kräver ofta att ett holistiskt synsätt tillämpas, där ytterligare miljöeffekter värderas som kom-plement till en livscykelanalys.
Av: Bengt Andersson
Teknologi med membranbioreaktorer (MBR) för avloppsvattenrening har under de senaste 20 åren utvecklats till ett kostnadseffektivt alternativ till konventionell biologisk rening och det finns förutsättningar för att teknologin kommer att utvecklas än starkare under kommande år. Flera studier har visat att en MBR-process bl.a. ger ett utgående avloppsvatten med högre kvalitet som lämpar sig väl för återanvändning, skapar en biologisk mångfald genom högre driftsäkerhet och ger en bättre avskiljning av prioriterade toxiska ämnen i jämförelse med en konventionell biologisk reningsprocess.
MBR-processen har en energiförbrukning av mellan 0,7 och 1,6 kWh/m3, vilket är mellan 20 och 50 % högre än energiförbrukningen för en konventionell aktivtslamprocess. En värdering av olika processer med hjälp av livscykelanalys (LCA) kan då medföra att en MBR-process blir ett sämre alternativ än en konventionell process på grund av den högre energiförbrukningen. Valet av miljöindikatorer bestämmer emellertid resultatet av LCA. Normalt beaktas endast energiförbrukning och utsläpp av koldioxid och andra växthusgaser och då underskattas globala indikatorer som minskad ekotoxitet, högre avskiljning av prioriterade toxiska ämnen och möjlighet att återanvända avloppsvattnet.
Studien
Syftet med presenterad studie var att utvärdera MBR-processen i ett holistiskt perspektiv, där LCA kompletteras med riskanalys, värdering av påverkan på människors hälsa, olägenheter, ekonomiska effekter och driftsäkerhet (systemfaktorer) samt analys av ekologiska fotavtryck (hållbar miljö). För att skapa bättre underlag för utvärderingen genomfördes ett antal undersökningar med syfte att belysa olika frågeställningar och funktioner.
Underlag för LCA hämtades från en storskalig undersökning av fullskaleanläggningar i Frankrike baserade på MBR-teknologi och konventionell teknik med aktivtslamprocessen.
En systematisk studie för att klargöra orsaker och förekomst av störningar och avbrott i MBR-processen genomfördes vid 4 kommunala anläggningar och 4 industrianläggningar i Spanien och Frankrike i form av en långtidsstudie. I studien indelades MBR-enheterna i funktionselement och riskerna för avbrott och störningar beräknades för de olika elementen.
I en annan studie vid en anläggning i Frankrike undersöktes särskilt avskiljningen av ett sextiotal prioriterade toxiska ämnen liksom avskiljningen av patogener (bakterier, enterovirus och parasiter).
Utvärdering av sammanställda data genomfördes med hjälp av en empirisk ansats som i sitt upplägg har stora likheter med utvärderingar som ofta genomförs av konsulter vid värdering av olika alternativ vid upphandlingar av reningsprocesser. Det är viktigt att notera att viktning och poängsättning vid analysen är subjektiva.
Resultat
LCA visade att det inte föreligger någon större skillnad mellan en MBR-process och en konventionell process vad gäller utsläpp av växthusgaser och påverkan på eutrofiering, att energiförbrukningen är högre för MBR-processen och att MBR-processen har väsentligt lägre påverkan vad gäller akvatisk toxicitet.
Avskiljningen av toxiska ämnen var mer än 20 % högre i MBR-processen trots jämförbar slamålder. En ökad avskiljning av framför allt adsorberbara substanser noterades samt av ämnen som endast till en mindre del avskiljs i en konventionell aktivtslamprocess.
Avskiljningen av patogener var i det närmaste total i MBR-processen och den mikrobiella statusen i utgående avloppsvatten från MBR-processen var signifikant bättre än den i vattnet i recipienten.
Analys av riskerna för störningar och avbrott visade att MBR-processen är mer tillförlitlig än en konventionell process. Vad gäller MBR-processen konstaterades att förbehandlingen är av avgörande betydelse för en tillförlitlig funktion och för att förhindra igensättning av membranen.
I nedanstående tabell (Illustration ej längre tillgänglig) visas resultatet av utvärderingen. En viktning av parametrarna gjordes och för varje parameter gavs poäng mellan 1 (minst) och 10 (mest fördelaktig). Som framgår av tabellen är MBR-processen ett konkurrenskraftigt alternativ till aktivtslamprocessen om högre krav erfordras på tillförlitlighet, disinfektion och avskiljning av toxiska ämnen.
Slutsatser
Ett holistiskt synsätt med riskanalys, LCA, vattenkvalitet och all miljöpåverkan erfordras för att möjliggöra en utvärdering av införandet av avancerad reningsteknik för avloppsvatten.
Vid LCA, där fokus ligger på energiförbrukning och utsläpp av växthusgaser, blir MBR-teknologi ett sämre alternativ än en konventionell aktivtslamprocess. Om även andra faktorer beaktas som minskad ekotoxicitet genom högre avskiljning av toxiska ämnen och patogener och en mer tillförlitlig drift kan nackdelen av den högre energiförbrukningen i MBR-processen uppvägas.
Även om analysen ofta används i praktiska applikationer kvarstår faktum att den är empirisk och subjektiv med de brister detta innebär. Fler studier och mer kunskap om olika indikatorer för miljöpåverkan behövs för att öka analysens trovärdighet.
Källa: V. Lazarova, S. Martin Ruel, B. Barillon, P. Dauthuille. The role of MBR technology for the improvement of environmental footprint of wastewater treatment. Water Science & Technology 66.10 (2012) pp 2046 – 2064.
Hela artikeln från Water Science & Technology finns att köpa här.
