Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Modellering av klimatpåverkan från Enköpings avloppsreningsverk: Processvalets betydelse när utsläppsvillkoren skärps
Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Mathematics and Computer Science, Department of Information Technology, Division of Systems and Control.
2015 (Swedish)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Modeling of the carbon footprint from Enköping wastewater treatment plant : The significance of the process technique when discharge limits are tightened (English)
Abstract [sv]

Trots att avloppsreningsverkens primära syfte är att minska människans påverkan på miljön genom att bland annat reducera halten näringsämnen i vattnet bidrar de samtidigt till den ökande växthuseffekten. FN:s klimatpanel pekar ut avloppsreningsverk som en signifikant källa till direkt emission av lustgas och metan och det sker även indirekta emissioner uppströms och nedströms reningsverket. Samtidigt som diskussionen om klimatpåverkan från avloppsreningsverk växer är många recipienter hårt belastade och nu väntas en skärpning av utsläppsvillkoren för att minska tillförseln av näringsämnen till de naturliga vattensystemen. Studier har visat att skärpta utsläppsvillkor ökar klimatpåverkan från avloppsreningsverk. Två miljöproblem, övergödning och klimatförändringar, står mot varandra och måste värderas för att framtidens avloppsrening ska kunna planeras.

Syftet var att undersöka hur klimatpåverkan från avloppsreningsverk påverkas av teknikval och utsläppsvillkor. Simuleringsverktyget BioWin användes för att beräkna koldioxidavtryck från Enköpings framtida avloppsreningsverk. Tre olika processtekniker (aktivslamprocessen, membranbioreaktor och aktivslamprocessen med biologisk fosforreduktion) och sju olika utsläppsvillkor studerades. I beräkningarna togs hänsyn till både direkta och indirekta emissioner genom bland annat lustgasproduktion, kemikalieförbrukning och användning av el.

Den konventionella aktivslamprocessen orsakade minst koldioxidavtryck medan avtrycket från den moderna membranbioreaktorn var överlägset störst. En skärpning av utsläppsvillkoren för kväve och fosfor gav en ökning av koldioxidavtrycket med upp till 55 % och det var speciellt kvävekravet som styrde ökningen. Då utsläppsvillkoren skärptes ökade avtrycket mest från membranbioreaktorn vilket indikerar att den ur klimatsynpunkt lämpar sig sämre vid skärpta utsläppsvillkor. Lustgasemission stod för den största delen av koldioxidavtrycket. Lustgasemissionen ökade vid skärpta utsläppsvillkor samt då kvävereningen stördes, exempelvis vid låga vattentemperaturer. Fler komponenter bör tas i åtanke vid utvärdering av miljöpåverkan från ett avloppsreningsverk, exempelvis övergödning. Detta skulle göra det möjligt att bedöma den totala miljövinsten, eller förlusten, med att skärpa villkoren.

Abstract [en]

Although the primary aim for wastewater treatment plants (WWTP) is to minimize the environmental impact by reducing the content of nutrients in the wastewater, they also contribute to the increasing greenhouse effect. The International Panel on Climate Change refer to WWTP:s as a significant source of direct emission of nitrous oxide and methane and indirect emission also occurs upstream and downstream the WWTP. As the discussion about climate impact from WWTP is growing, many recipients are congested and a tightening of the discharge limits is expected in order to reduce the load of nutrients on the natural water systems. Studies have shown that more stringent discharge limits increases the climate impact from WWTP. Two environmental problems, eutrophication and climate change, are facing each other and they must be valued in order for future WWTP to be planned.

The aim was to investigate how the climate impact of wastewater treatment plants is affected by choice of technology and discharge limits. The simulation tool BioWin was used to calculate the carbon footprint (CF) from the future WWTP in the town of Enköping. Three different process technologies (activated sludge process, membrane bioreactor and activated sludge process with biological phosphorus removal) and seven different discharge limits were examined. The calculations took into account both direct and indirect emissions from e.g. production of nitrous oxide and use of electricity.

The conventional activated sludge process caused the smallest CF, while the modern membrane bioreactor by far caused the largest CF. Tightening of the discharge limits gave an increase of the CF with up to 55 %, and especially the demands on nitrogen governed the increase. More stringent limits increased the CF from the membrane bioreactor the most, which indicates that from an environmental point of view, this technique is less suitable when limits are tightened. Emission of nitrous oxide accounted for the largest part of the CF and this emission increased as the discharge limits were tightened and when the nitrogen treatment was disturbed by, for instance, low water temperatures. More components should be accounted for when environmental impact from WWTP is investigated, e.g. eutrophication. This would make it possible to assess the overall environmental gain, or loss, from tightening of the discharge limits.

Place, publisher, year, edition, pages
2015. , 74 p.
Series
UPTEC W, ISSN 1401-5765 ; 15034
Keyword [en]
Wastewater treatment plant, carbon footprint, modeling, BioWin, nitrous oxide, discharge limits
Keyword [sv]
Avloppsreningsverk, koldioxidavtryck, modellering, BioWin, växthusgaser, lustgas, utsläppsvillkor
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:uu:diva-259609OAI: oai:DiVA.org:uu-259609DiVA: diva2:845418
External cooperation
Ramböll
Educational program
Master Programme in Environmental and Water Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2015-09-01 Created: 2015-08-10 Last updated: 2015-09-01Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2694 kB)