Rening av avloppsvatten och tillhörande slambehandling ger upphov till bildning av växthusgaserna lustgas och metan. I Tyskland har dessa utsläpp för landets avloppsreningsverk år 2006 uppskattats till ca en miljon koldioxidekvivalenter per år. På senare tid har klimatpanelen IPCC kraftigt höjt lustgasutsläppen från avloppsrening, som nu i medeltal istället beräknas uppgå till ca två miljoner ton per år för Tyskland.
Av: Hans Holmström
I Tyskland har källor för utsläpp av växthusgaser delats in i olika sektorer. Industri- och trafiksektorerna förväntas minska utsläppen med 37 % respektive 40 % till år 2030, jämfört med situationen år 2020. Utsläpp från avloppsrening har placerats i Sektor 6 ”Avfallshantering och övrigt”. Den bidrar dock bara med ca 1 % av landets totala utsläpp av växthusgaser. Målet för Sektor 6 är att sänka utsläppen från ca 9 till ca 4 miljoner ton koldioxidekvivalenter per år till år 2030 (ca 56 % reduktion). Det största bidraget i Sektor 6 är metanläckage från deponier, som förväntas kunna minska med ca 87 % till år 2030.
Vid rening av avloppsvatten har intresset varit stort att förbättra anläggningarnas energiförbrukning, t ex genom elproduktion med rötgas. Utsläpp av växthusgaser har inte fått lika stor uppmärksamhet. Jämfört med koldioxid bidrar lustgas (N2O) och metan (CH4) med en faktor 273 respektive 27. Det är alltså önskvärt från klimatsynpunkt att minska i första hand utsläpp av lustgas, men även metan.
Utsläpp av växthusgaser från rening av avloppsvatten kan delas in i tre grupper:
- Grupp 1: Direkta emissioner från reningsprocesser och slamhantering, inklusive metanutsläpp vid elproduktion.
- Grupp 2: Indirekta utsläpp vid energiproduktion på reningsverken.
- Grupp 3: Indirekta utsläpp vid transporter och omhändertagande av slam.
Utsläpp från ett modellreningsverk
Ett för Tyskland vanligt avloppsreningsverk med följande uppgifter användes för att studera utsläpp av växthusgaser vid olika förutsättningar:
- Anslutning: 50 000 personekvivalenter (pe).
- Biologisk rening sker med aktivt slam och fördenitrifikation.
- Ingen biologisk fosforavskiljning sker.
- Av inkommande kvävemängd antas upp till 1,6 % övergå till lustgas.
- Allt slam rötas och rötgasen används för att producera el och värme.
- Rejektvatten från mekanisk slamavvattning behandlas inte separat.
- Mekaniskt avvattnat slam transporteras till en förbränningsanläggning.
- El-behovet anges till 34 kWh/pe, år varav hälften köps in utifrån.
- Kemikaliebehovet för fosforfällning anges till 6,2 kg/pe, år.
- Polymerbehovet för slamkonditionering anges till 0,24 kg/pe, år.
Med IPCCs reviderade uppgifter om utsläpp av växthusgaser från avloppsreningsverk blir det för modellreningsverket ett kraftigt ökat bidrag för direkta emissioner inom Grupp 1. Ökningen är störst för lustgas, men även metanbidraget har justerats uppåt. Bidragen från Grupp 2 och 3 är oförändrade. Av det totala utsläppet av koldioxidekvivalenter per år från modellreningsverket svarar lustgas för ca 60 % och metan för ca 17 %. Resten (23 %) är bidrag från Grupp 2 och 3 samt också ett litet bidrag från fossil koldioxid. Omräknat till alla tyska avloppsreningsverk skulle utsläppen av växthusgaser i värsta fall nu bli ca 4,3 miljoner ton koldioxidekvivalenter per år.
Ett försök att beräkna de tyska avloppsreningsverkens totala medelutsläpp av växthusgaser år 2022 pekar på ca 2,0 miljoner ton koldioxidekvivalenter per år. I detta fall antogs ca 0,58 % av den inkommande kvävemängden övergå till lustgas. En tidigare beräkning för år 2019 visade på ca 2,6 miljoner ton per år. Minskningen antas bero på att kväveavskiljningen har förbättrats, särskilt i många stora reningsverk och uppgick till i medeltal 84 % för år 2022. Bättre kunskaper om lustgas i reningsverk bör även ha bidragit till en sänkningen av utsläppt mängd växthusgaser från rening av avloppsvatten.
Möjliga förbättringsåtgärder
Med en effektiv och långtgående denitrifikation går det att överföra mer av bildad lustgas till ofarlig kvävgas (N2). Bättre kväveavskiljning och mindre klimatpåverkan sammanfaller således i detta fall. Det finns neddoppningsgivare (sonder) som kan mäta lustgas kontinuerligt i aktivt slam. Man kan då få en uppfattning om situationen i ett enskilt fall och en möjlighet att justera kväveavskiljningens driftbetingelser.
Metanutsläppen kan sänkas genom övertäckning av bassänger med rötat slam och uppsamling av metanhaltig frånluft. Den utsugna luften kan sedan renas eller förbrännas, beroende på energiinnehållet.
Källa: Beuter, I. m fl (2023): Lachgas und Methan truben die Klimatbilanz von Kläranlagen. Korrespondenz Abwasser, nr 2/23, sid 114 – 120.
