Nye bæredygtige renseanlæg

Nye bæredygtige renseanlæg

Laborant Henriette Casper Jensen og lektor Morten Lykkegaard Christensen måler prøvernes pH-værdier. Foto: Camilla Kristensen/AAU

I Danmark har vi nogle af verdens bedste renseanlæg. Faktisk er de så gode, at de ikke længere forbruger energi, men derimod producerer det, når de renser vores spildevand. Men samtidig med at vi er blevet bedre til at udvinde energi i vores renseanlæg, er vi måske også kommet til at overse den ekstra belastning, det kan have på klimaet. I et samarbejde med Krüger A/S vil Institut for Kemi og Biovidenskab ved Aalborg Universitet nu forsøge at gøre noget ved dette problem. Projektet har fået navnet KLIVER; Det Klimavenlige Renseanlæg.

Går man 30-40 år tilbage, så handlede spildevandsrensning først og fremmest om at få renset vores spildevand, og samtidigt at undgå sygdom, hvilket selvfølgelig stadig er den primære opgave. Men gennem de seneste 5-10 år, har man arbejdet på at udvikle renseanlæg, som ikke blot renser vores spildevand, men også udvinder biogas. Og det er lykkedes i så stort et omfang, at nogle renseanlæg ikke længere er energiforbrugende, men faktisk er blevet energiproducerende; der bliver simpelthen produceret mere energi gennem udvindingen af biogas end renseanlægget bruger til at rense spildevandet. Denne udvikling kendes nu som ”det energiproducerende renseanlæg”.

Det energiproducerende renseanlæg

Et renseanlæg fungerer på den måde, at når spildevandet først kommer ind på anlægget, bliver toiletpapir og andet større skidt filtreret fra. Derefter startes en proces hvor sand synker til bunden, og fedt stiger til toppen. Spildevandet går da videre i en proces hvor det gennembobles, dvs. at det bliver iltet, og mikroorganismer nedbryder alle de urene stoffer. Det indebærer, at disse mikroorganismer får bundet kvælstoffet og fosforen i vandet, som samler sig til klumper, der nemt kan filtreres fra.

Billede: Skitse af et traditionelt dansk energiproducerende renseanlæg

Morten forklarer, at hvis vi ser nærmere på processen, så fjernes kvælstoffet som regel i to trin. I det første trin gennembobles spildevandet, hvilket, som nævnt, betyder at mikroorganismerne får masser af ilt at arbejde med, og der dannes nitrat. I det næste trin er der derimod ingen ilt tilstede, og vi får dermed omdannet atmosfærisk kvælstof.

Men hvis man er interesseret i at spare penge, så kan man gøre det ved at sænke iltmængden, og ved at hive kulstof ud af processen, hvilket vi jo er interesseret i ift. at udvinde biogas. Men det er ikke uproblematisk, hvis man hiver for meget kulstof ud af processen og ikke giver nok ilt. Mikroorganismerne har nemlig behov for kulstof for at kunne binde kvælstoffet, ellers ender vi med at producere lattergas. Og vi ved at lattergas er en drivhusgas, og det er en af de tunge drenge, hele 300 gange stærkere end CO2.

Det klimavenlige renseanlæg

Når udviklingen de seneste år har fokuseret på energiproduktion, og renseanlæggene er blevet målt på, hvor godt de renser vores spildevand og hvor meget energi de forbruger/producerer, så har det givet vis betydet, at vi udleder for meget lattergas.

Men kunne man så ikke bare lade være med at tage så meget kulstof fra til biogas? Det kunne man måske godt, men Morten mener KLIVER kunne være en meget smartere løsning på problemet.

Idéen er, at man gerne vil kunne tage kulstoffet ud af processen, og så tilsætte det igen, hvis der bliver dannet for meget lattergas. Man kan på den måde have langt mere kontrol over hele processen og dermed både sikre, at der ikke bliver produceret for meget lattergas, men også få så meget biogas ud af anlægget som overhovedet muligt.

På denne måde fungerer renseanlæggene allerede. De er udstyret med mål, så det er muligt at måle på ilt, kvælstof og nitrat. På den måde er der faktisk meget styr på hele processen. Men hvis man har et problem med udsultede mikroorganismer, så er der i dag brug for en ekstern kulstofkilde. Det kunne være ethanol, hvilket er en forholdsvis dyr løsning, da ren alkohol jo ikke hænger på træerne. 

Billede: Skitse af KLIVER-modellen. Her er den eksterne kulstofkilde byttet ud med det interne C’-lager – som, lidt forsimplet, dækker over vores fedtsyrer

I stedet for at indsætte en ekstern kulstofkilde, så bruges det kulstof man tager ud af processen. Kulstoffet ledes over i en ilt-fri tank med andre mikroorganismer, og bliver her omdannet til fedtsyrer. Derefter er det blot at få sorteret fedtsyrer fra resterne af kulstof og bakterier.

Ved på denne måde at lade kulstoffet gære, kan man bruge fedtsyrerne som en form for ’madpakke’ til mikroorganismerne. Har mikroorganismerne ikke behov for madpakken, så kan man i stedet lave den om til biogas. Løsningen er på denne måde en langt mere organisk eller integreret del af renseanlægssystemet, da der ikke skal indsættes en ekstern kulstofkilde som fx ethanol.

Mikroorganismerne elsker fedtsyrer. De har meget lettere ved at omsætte kvælstoffet med fedtsyrer end med det umiddelbare kulstof, som er langt sværere at nedbryde. På den måde kan renseanlægget hurtigt reguleres, når det bliver nødvendigt, og samtidigt kan det faktisk også behandle en større mængde spildevand, da mikroorganismerne simpelthen arbejder mere effektivt på fedtsyrerne.

Hvorfor først nu og hvornår egentlig?

Hvis vi ved, at lattergas er en farlig drivhusgas, og vi også godt ved hvordan vi laver vores fedtsyrer, hvorfor er KLIVER så først blevet til nu?

Ifølge Morten så er den ene grund, at der er kommet stort fokus på, at renseanlæg skal producere energi, og at man i forlængelse heraf er blevet bedre til at få hevet kulstoffet ud af processen. Der har derfor førhen ikke været behov for at overveje lattergasudledning som et egentligt problem. Man kan derfor sige, at det klimavenlige renseanlæg kommer som en umiddelbar og tidstypisk udvikling i kølvandet på det energiproducerende renseanlæg.

Resultaterne fra laboratorie-undersøgelserne har været positive, og næste skridt er at få undersøgt modellen ude på renseanlæggene. Projektet forventes i mål i slutningen af 2020, hvorefter, hvis alt går vel, vi forhåbentlig vil kunne begynde at se KLIVER-modellen benyttet på forskellige renseanlæg i landet.

//Anders Jensen

Projektet udarbejdes i samarbejde med Krüger A/S, forsyningsselskaberne Mariagerfjord Vand A/S og Energi Viborg Vand, Danmarks Tekniske Universitet, og er støttet af Miljø- og Fødevareministeriets program for Miljøteknisk Udvikling og Demonstration.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *