Miljövänlig Sopsug

Ytterstadssattsningen i Akalla

 

 

Tre skrivelser av Erik Levlin inom Ytterstadssattsningen i Akalla projekt miljövänlig sopsug:

 

Hantering av rötbart (biologiskt lättnedbrytbart) avfall.

26 februari 1997

 

Miljökrav.

 

Stockholms Stad har genom Ytterstadssattsningen i Akalla initierat ett projekt för att utreda hur den avfallshantering i Akalla som ombesörjs av sopsug skall bli mer miljövänlig. Rötbart avfall utgör ca 27% av osorterat hushållsavfall, vilket för Husby Akallasopsugen blir ca 3 ton/dag. För att avfallshanteringen skall vara miljövänlig och förenligt med kravet på ett uthålligt samhälle finns det tre krav utifrån de olika alternativen för hantering av rötbart avfall skall bedömmas:

 

1.         De i avfallet ingående växtnäringsämnena skall ingå i ett ekologiskt kretslopp och återföras till växande grödor. Särskilt viktigt är det för fosfor som är en ändlig resurs som utvinns genom gruvbrytning. Nuvarande utvinningstakt kommer att leda till brist på fosfor inom 50 till 200 år (B. Hansson, 1996, Vatten årg 52, Nr 1, sid 31-38). Ca. 25% av i Sverige förbrukat fosfor återförs idag till jordbruket genom gödsling med avloppsslam. Även fosforn i hushållsavfall bör återföras.

 

2.         Återföringen av växtnäringsämnen måste dock ske på ett sådant sätt att eventuella föroreningar inte sprids i biosfären. Typer av föroreningar som kan förekomma är tung­metaller, organiska gifter och sjukdomsframkallande mikroorganismer. Åtgärder måste därför vidtagas för att minimera föroreningarna i avfallet eller så måste avfallet renas från föroreningar. Metoder för rening av avloppsslam, vilka även bör kunna användas på rötbart avfall, finns beskriva i rapporten "Rening av avloppsslam från tungmetaller och organiska miljöfarliga ämnen" av E. Levlin m.fl. (VA-forsk 1996-08, Säljes via Svensk Byggtjänst).

 

3.         Koldioxid har en stor inverkan på klimatet, varför det är viktigt för miljön att samhällets koldioxidutsläpp reduceras genom att energiinnehållet i avfallet tillvaratas. Avfalls­hanteringens energiförbrukning kan dock variera beroende på processmetod, varför tillvaratagen energi skall reduceras med i processen förbrukad energi. Vid nedbrytning av det organiska materialet i avfallet genom, rötning, kompostering eller förbränning bildas koldioxid, växtnäringsämnen och vatten. Växterna behöver inte det organiska materialet. Bildade mängder är helt beroende av mängden organiskt material. Även vid deponering, så kommer nedbrytning att ske, och mängden bildad koldioxid kommer att vara lika stor som vid annan nedbrytning. Det som skiljer de olika allternativen är huruvida den energi som frigörs vid nedbrytningen kan tillgodogöras. Om energinnehålet utnyttjas, sparas den mängd bränsle som annars hade behövts för att producera motsvarande mängd energi, varför miljöbelastningen av den koldioxid som bildas vid nedbrytningen kan minskas med den mängd som skulle ha bildats vid förbränningen av den sparade mängden bränsle.

 

Livscykelanalys.

 

För att avgöra vilket av alternativa system för behandling av det rötbara avfallet som bäst uppfyller ställda miljökrav kan livscykelanalys LCA användas (M. Brandel, 1995 IVL Rapport B 1190.). I en LCA jämförs minst två alternativa utformningar av system som uppfyller samma funktionella krav oberoende av den fysiska lokaliseringen. Först görs en inventering, genom en kvantifiering av material- och energiflöden inom hela systemet från "vaggan till graven", från råvaruutag till hantering av avfall. I analys och värderingsfasen utnyttjas resultatet av inventeringen för att beräkna eller uppskatta systemets potentiella bidrag till olika miljöhot. LCA kan inte säga om något är dåligt eller bra för miljön, endast om ett system är bättre eller sämre än något annat system.

 

Ett exempel är LCA av produktion av etanol ur sorterat hushållsavfall med starksyrahydrolys, jämfört med sopförbränning (G. Finnveden m.fl., 1994 IVL Rapport B 1168). För att kraven på systemen skulle vara densamma togs i sopförbränningsalternativet den miljödisel som behövs för att driva de bussar som var avsedda att drivas med etanol med i analysen. Förutom bussbränsle skulle systemen ta hand om en viss mängd hushålls- och industriavfall, samt producera en viss mängd värme och el. Även det industriavfall som var tänkt att vid förbränningen ersätta det avfall skulle gå till etanol­produktion togs med i analysen. Allt som kunde förändras om man införde den nya processen försökte man fånga in i analysen. LCA kan därmed bli ett gigantiskt arbete om man skall få med allt. Sådant som är lika i de jämförda systemen eller som bedöms ha en ringa betydelse för resultatet kan dock sorteras bort. Slutsatsen av LCA av etanolproduktionen var att den skulle leda till ökad energiförbrukning främst p.g.a återvinningen av den saltsyra som behövs vid starksyrahydrolysen.

 

Som referensalternativ vid LCA av alternativ för behandling rötbart avfall från Husby Akalla kan dagens situation med sopförbränning användas. Om en förändring skall göras vill vi ju veta att den är bra för miljön. Förbränning ger 5 kWh/kgTS jämfört med rötning som ger 2,5 kWh/kgTS (Biosystem AB, Stora Snöån 1716, 771 90 Ludvika), varför förbränning väl tillgodoser det tredje miljökravet. Om förändringen innebär att avfallet ej skall transporteras med sopsugen måste även transporten av avfallet till behand­lingsanläggningen tas med i analysen. Sopsugen är enbart en transportapparat. Hur det rötbara avfallet skall hanteras i sopsugen beror på hur det skall behandlas på bästa miljövänliga sätt efter transporten genom sopsugen, men även hur transporten påverkar miljön måste vägas in. Om ett alternativt system innebär att vi som i Avfallstekniks förslag har separata tankar som töms med sugbil, måste sugbilens drivmedel och utsläpp tas med i analysen och jämföras med miljöbelastningen av en mindre elförbrukning för sopsugen.

 

 

Behandling av rötbart (biologiskt lättnedbrytbart) avfall

15 februari 1997

 

Stockholms Stad har genom Ytterstadssattsningen i Akalla initierat ett projekt för att utreda hur den avfallshantering i Akalla som ombesörjs av sopsug skall bli mer miljövänlig. Rötbart avfall utgör ca 27% av osorterat hushållsavfall, vilket för Husby Akallasopsugen blir ca 3 ton/dag. Sopsugen är enbart en transportapparat. Hur rötbart avfall skall hanteras i sopsugen beror på hur det skall behandlas på bästa miljövänliga sätt efter transporten genom sopsugen. Miljökonse­kvensanalyser av allternativen för behandling av det rötbara avfallet behöver därför tas fram.

 

 

Förbränning tillsammans med brännbart avfall

 

Utsortering av rötbart avfall behövs ej om det som nu förbränns tillsammans med det brännbara avfallet. En stor fördel är att inga åtgärder behöver göras i sopsugsanläggningen. Fördelen ur miljösynpunkt är att energiinnehållet i avfallet tillvaratas, vilket minskar behovet av att använda fossila bränslen. Nackdelen ur miljösynpunkt är att näringsämnena i avfallet ej återförs till växtodling. Näringsämnena återfinns i huvudsak i askan från förbränningen, vilken idag deponeras. Återföring av näringsämnena kan ske genom att askan sprids på odlingsmark. Detta kräver dock att föroreningarna i askan måste ligga under vissa gränsvärden och att dessa gränsvärden måste fastställas. Huruvida detta allternativ kan bli mer miljövänligt hänger alltså på om SKAFAB kan rena eller förändra hanteringen av askan och på om Naturvårdsverket behagar fastställa vilka gränsvärden som skall gälla. De föreskrifter med gränsvärden för mängden metall som får tillföras marken genom gödsling med avloppsslam (SNFS 1994:2) borde kunna vara tillämpliga även vid gödsling med aska.

 

 

Biologisk nedbrytning av utsorterat rötbart avfall

 

Det rötbara avfallet kan brytas ned på biologisk väg, antingen aerobt (i närvaro av syre) genom kompostering och våtförbränning eller anaerobt (utan syre) genom rötning:

 

Kompostering

 

Utsorterat rötbart avfall kan komposteras varvid en kompost med näringsämnen erhålls. Fördelen ur miljösynpunkt är att näringsämnena i avfallet återförs till växtodling om komposten används till gödning. Nackdelen ur miljösynpunkt är att energiinnehållet i avfallet ej tillvaratas, utan omvandlas till värme, som avgår vid komposteringen. Kompostering kan ske i form av avfallslimpor utlagda på en hårdgjord yta, som luftas genom att de vänds med regelbundna mellanrum. Cementfabriken i Stora Vika, Nynäshamn, har av Rondeco byggts om till komposteringsanläggning för sopor, där avfallet förs in i en trumma och luftas genom trummans rotation. Efter komposteringen siktas komposten varvid metallföremål och andra ej nedbrytbara fraktioner separeras.

 

Våtförbränning

 

Processen bygger på att organiskt material oxideras spontant vid högt tryck och temperatur i närvaro av syre. Effektiviteten beror av vilket tryck, temperatur, syretillförsel och uppehållstid som används i processen. Vid temperaturer över 390 ^oC och tryck över 22,1 MPa är alla gaser fullständigt lösliga i vatten och oxidationen är snabb och fullständig. Nackdelen är att konstruktionskostnaden är hög, då högt tryck, hög temperatur och oxiderande miljö medför att höga krav måste ställas på konstruktionsmaterial och processutrustning. Fördelen är att energiinnehållet i avfallet tillvaratas med en värmeväxlare som behövs för uppvärmning vid uppstart samt för att styra reaktionstemperaturen.

 

Rötning

 

Konventionell rötningsteknik består i att avfallet mals ned, blandas med vatten och sätts in i en sluten behållare (reaktor). Nedbrytningen av avfallet gör att syret i reaktorn förbrukas, varefter syrefria nedbrytningsprocesser tar vid. Vid syrefria nedbrytningsprocesser bildas metangas som kan användas för energiutvinning. Energiutbytet blir dock inte lika stort som vid förbränning. Förbränning ger 2,7 gånger energi mer jämfört med energinnehålet i den biogas som produceras vid konventionell rötning. Efter rötningen erhålls en rötrest som kan användas för gödsling. Rötningsanläggningar för avfall finns bl.a i Sofielund på Södertörn där SKAFAB rötar restaurangavfall. I Lilla Ultuna i Uppsala byggs en anläggning som i ett andra skede även skall röta hushållsavfall.

 

Tvåstegs rötning

 

Den syrefria biologiska nebrytningen sker i flera steg där materialet först omvandlas till organiska syror som är vattenlösliga. I ett andra steg omvandlar metanbakterier de organiska syrorna till metangas. Vid tvåstegs rötning lakar man i ett första steg ut de bildade organiska syrorna ur materialet, vilka sedan i ett andra steg, ett anaerobt filter, omvandlas till metangas. Biosystem i Smedjebacken har konstruerat två anläggningar för tvåstegs rötning. I Borås är det första steget en hydrolysreaktor. Efter 1 dygn erhålls maximal halt organiska syror, varefter materialet tas ur reaktorn och avvattnas, varefter det avvattnade restmaterialet komposteras. I Ludvika består det första steget av kontinuerlig utlakning av organiska syror från en avfallslimpa. Kontinuerlig utlakning maximerar metanbildningen. Om rötningen optimeras med avseende på biogasproduktion erhålls ingen organisk rest som kan komposteras. Dock erhålls en vattenlösning med näringssalter som kan användas för gödsling, varför återföring av näringsämnen till växtodling ändock kan ske.

 

Rötning tillsammans med avloppsslam

 

Rötning är en vanlig teknik för behandling av avloppsslam, varvid man erhåller biogas och reducerad slammängden. Rötning av avfall kan ske i en anläggning tillsammans avloppsslam. Avloppsvattnet från Akalla leds i en tunnel till Bromma reningsverk, där en rötningsanläggning finns. Om avfallet samrötas med avloppsslammet kan transporten till avloppsreningsverket ske med avloppsvattnet. Den installation som då krävs är att lägenheterna förses med avfallskvarnar. Dock måste man utreda om avloppsledningarna och tunneln klarar av transporten utan igensättningsproblem.

 

Med en avloppsburen rötbar avfallsfraktion uppstår ett taxeproblem. Avloppsreningsverket finansieras av VA-taxan som tas ut i proportion till förbrukad mängd rent vatten. Stockholm Vatten får därmed inte mer in pengar till att betala för en ökad mängd slam som skall rötas. Avgiften till SKAFAB minskar dock, då den är proportionell mot sopmängden. Då Stockholm Vatten inte får in mer pengar för att ta hand om en ökad mängd vattenburet rötbart avfall kommer Stockholm Vatten troligtvis att vara mycket negativt inställda till en dylik lösning. Vinsten går till de boende i Akalla som får en lägre avfallskostnad. Om den rötbara avfallsfraktionen däremot transporteras med sopsugen och sedan skickas till en med Stockholm Vatten gemensammt finansierad rötningsanläggning uppstår inget taxeproblem. Dock ökar kostnaden för sopsugen som måste kunna hantera den rötbara avfallsfraktionen så att den kan separeras efter transporten. Taxeproblem bör dock inte tillåtas att styra val av transportlösning, utan den skall ske på för miljön och ekonomin fördelaktigaste sätt, varefter man kommer överens om hur kostnaderna skall fördelas och debiteras.

 

Intäkter från biogas

 

Med tvåfasrötning erhålls enligt ovan 3,5 kWh/kgTS. Tre ton rötbart avfall per dag från Akalla och Husby ger ca 10 MWh/dag eller 0,4 MW. Enligt L. Huss (PURACs Jubileumsseminarium 1996) är försäljningsintäkten för biogas 400 kr/MWh varför biogasproduktion kan ge en intäkt på 4000 kr/dag eller 1,46 miljoner kr per år. Dock bör en anläggning för att vara lönsam vara på minst 5 MW, vilket skulle motsvara minst 36 ton rötbart avfall per dag.

 

 

Studieresa till Borås och Göteborg 27/1 1997.

7 februari 1997

 

Stockholms Stad har genom Ytterstadssattsningen i Akalla initierat ett projekt för att utreda hur den avfallshantering i Akalla som ombesörjs av sopsug skall bli mer miljövänlig. En studieresa till Borås och Göteborg för att studera hur sorterade avfallsfraktioner kan hanteras med sopsug, gjordes den 27/1 1997 med deltagare från Ytterstadssattsningen och Husby Akalla sopsugssamfällighet. Värd vid besöket var Stellan Jacobsson Marknadschef för Avfallsteknik AB. Avfallsteknik ingår i Centralsug som tillverkar och sköter drift av sopsugsanläggningar i Sverige och utomlands och är dotterbolag till det börsnoterade Atle.

 

Sortering i Borås med vita och svarta påsar

 

I Borås studerades sortering av avfall i svarta och vita påsar, brännbart i vita och komposterbart i svarta påsar. Besök hos AB Bostäder i Borås som berättade om informationen till de boende. AB Bostäder har 2 fasta sopsugar med ca 700 lägenheter vardera samt 15 mobila sopsugar som betjänar ca 2100 lägenheter. Instruktioner om hur avfallet skall sorteras lämnas av speciella bovärdar. Endast speciella påsar som de boende kan hämta i grovtvättstugorna får användas. Påsarna har tjockare plast (70 mm) och glattare yta än vanliga påsar så att de ej skall gå sönder i sopsugen. Glas får ej läggas i påsen. Renhetskrav vid komposteringen ställer stora krav på innehållet i de svarta påsarna. I villaområdena är avfallet bra sorterat men i höghusområden med stor omsättning av hyresgäster är det stora problem. Om 20% inte bryr sig förstör de för alla. Om avfallet inte är rätt sorterat får fastighetsägaren betala en straffavgift. Om de som inte sorterar endast använde vita påsar skulle det inte bli problem men det får man inte säga till de boende.

 

Besök vid Sobacken utanför Borås där färgade påsar från tre kommuner, Borås, Mark och Bollebygd sorteras i en helautomatisk sorteringsanläggning. Anläggningen som har en kapacitet på 20000 ton/år är förberedd för att kunna hantera upp till fyra fraktioner. I Mark sorterar man i tre fraktioner med oranga påsar för icke brännbart avfall, varför oranga påsar först sorteras bort. En optisk sensor styr så att alla påsar som inte är svarta slås bort från transportbandet. Om påsarna inte transporteras genom sopsug kan affärspåsar användas som vita. Vita påsar skickas till förbränning. Sorteringen är inte fullständig då påsar med fel färg kunde observeras komma ut på fel transportband.

 

Rötnings och komposteringsanläggning i Borås

 

Efter sortering förs det komposterbara avfallet till en rötnings och komposteringsanläggning i anslutning till sorteringsanläggningen i Sobacken. Anläggningen finns beskriven i Naturvårdsverkets rapport 4356 "Framtida avfallshantering – Förstudie om källsorterat avfall i Borås". Först rötas avfallet i en tvåstegs anaerob (syrefri) rötningsprocess. Fettsyror lakas i ett första hydrolyssteg ur avfallet, vilka sedan i ett andra steg omvandlas till biogas. Den fasta organiska resten från hydrolyssteget komposteras. Vid biogas­framställningen erhålls en vattenlösning med näringssalter som kan användas för gödsling.

 

Sopsug i Göteborg med flera fraktioner

 

I stadsdelen Eriksberg i Göteborg studerades en stationär sopsug med 3 fraktioner. I varje fastighet finns 3 sopnedkast, ett för papper och tidningar, ett för brännbart avfall och ett för komposterbart avfall. Papper och tidningar skall slängas lösa, ej buntade, i pappersnedkastet. Från de olika schakten sugs avfallet genom en gemensamt rör till olika containrar i sopsugsstationen. En ventil i botten på schaktet öppnas när det skall tömmas och en växlingsmekanism i sopsugsstationen kopplar om röret så att avfallet sugs till rätt container, beroende på vilken typ av schakt som avfallet kommer ifrån.

 

I stadsdelen Kyrkbyn i Göteborg studerades mobil sopsug med 2 fraktioner; brännbart och komposterbart avfall. I de större husen finns dubbla sopnedkast i trapphusen, medan de mindre husen betjänas med dubbla sopnedkast ute på gårdarna. Sopnedkastet för brännbart avfall går till en behållare på 2,5 m³ och sopnedkastet för komposterbart avfall går till en behållare på 0,5 m³. Från behållarna går ett rör till en dockningpunkt i gatan där en sopsugsbil ansluts till röret. Ventilerna på behållarna styrs från bilen. Vid kyrkbyn besöktes även en återvinningsstation för materialåtervinning av Göteborgstyp.

 

Avfallstekniks bedömning

 

Vid besök på Avfallstekniks kontor i Eriksberg, Göteborg diskuterades problematiken med hantering av avfallsfraktioner i sopsugsanläggning. Avfallstekniks bedömning är att Boråsmodellen ger höga sopkostnader. 50 miljoner i investering i Sobacken och kostnader för påsar har medfört att Borås har höjt soptaxan med 40%. Vad gäller Husby- Akallasopsugen bedömer Avfallsteknik att det kan vara svårt att suga utsorterat komposterbart avfall i 500 mm rör. Komposterbart avfall är "tyngre" d.v.s. har en större densitet och är därmed svårare att suga. För att ta hem det krävs en lufthastighet på 25 m/s, vilket är högre än de 18 - 20 m/s som nu används i sopsugen. De anläggningar som suger komposterbart avfall t.ex. Eriksberg och Kyrkbyn har smalare rör än Husby- Akallasopsugen. Avfallstekniks förslag för Akalla är att behållare för komposterbart avfall som töms med sugbil grävs ner på gårdarna.