05 Vinnerås Energieffektiv hygienisering av slam.pdf - Svenskt Vatten
05 Vinnerås Energieffektiv hygienisering av slam.pdf - Svenskt Vatten
05 Vinnerås Energieffektiv hygienisering av slam.pdf - Svenskt Vatten
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>Energieffektiv</strong> <strong>hygienisering</strong> <strong>av</strong> <strong>slam</strong><br />
- kan ammoniak vara lösningen?<br />
Docent Björn Vinnerås<br />
Sveriges Lantbruksuniversitet<br />
Statens Veterinärmedicinska Anstalt
Dr Björn Vinnerås<br />
• Docent i<br />
Kretsloppsteknik<br />
• Forskat på NH 3 - 3<br />
<strong>hygienisering</strong> i 10 år<br />
• Pappaledig<br />
• Frågor under dagen<br />
även till<br />
— Annika Nordin
Varför ammoniak?<br />
• Arbetsmiljö – pH 9<br />
• Stabilisering<br />
— Minskad GHG emission<br />
• Storleksoberoende<br />
— Peepoo 100g<br />
— Gödselbrunnar 1500m 3<br />
• Ökat gödselvärde<br />
• Kostnad
Kostnad – jämfört pasteurisering<br />
• Lägre fasta kostnader<br />
• Mindre kr<strong>av</strong> på<br />
infrastruktur<br />
• Adapterbar till situation<br />
• Skaloberoende<br />
• Estimerad kostnad<br />
— Ammoniak 5-10kr/PE<br />
Ammoniak 5 10kr/PE<br />
— Värme 10-25kr/PE
Hur fungerar det - Kemiskt?<br />
• Urea eller NH 3 (aq)<br />
• Urea<br />
100<br />
— Biologisk nedbrytning <strong>av</strong> 80<br />
naturligt föreokmmande<br />
70<br />
enzymer<br />
60<br />
50<br />
— Höjt pH<br />
NH3 (%)<br />
40<br />
Urease<br />
OC(NH 2 ) 2 +2H 2 O H 2 CO 3 + 2NH 3<br />
10<br />
0<br />
8,599,510<br />
NH<br />
+<br />
4 H + 7,58<br />
7<br />
+ 2NH 3<br />
pH ökning<br />
Temp ökning<br />
30<br />
20<br />
50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 1<br />
Temp. (C)<br />
10 10,5 11 11,5 12<br />
pH<br />
90
Hur fungerar det – biologiskt?<br />
• Inaktiveringsmekanims<br />
— NH 3 aktiv substans<br />
— Ingen vet säkert hur!<br />
— Man vet bara att det<br />
fungerar!<br />
• Teorier<br />
— Bacterier/parasiter<br />
• NH 3 passerar cellmembran<br />
• Förändrar jonbalans<br />
• Kompenseras med K<br />
-<br />
• pH förändras<br />
— Virus<br />
• RNA genom bryts<br />
• DNA?
Hur fungerar det – i praktiken?<br />
• Tillsatts<br />
— 025-1% 0,25 NH 3<br />
— Kräver pH >8,5<br />
• Urea ger stabilt pH runt 9<br />
• Ammoniak ger högre pH<br />
• >10 mM NH 3<br />
— Inblandning – självspridning<br />
— Allokering <strong>av</strong> kostnader<br />
gödsel vs <strong>hygienisering</strong><br />
— Vårapplicering <strong>av</strong> <strong>slam</strong><br />
(kvävegödselmedel)<br />
— Rötning vid hög (46 mM)<br />
ammoniakoncetration
Inaktivering – bakterier<br />
• God effekt o<strong>av</strong>sett<br />
temperatur<br />
100000000<br />
10000000<br />
1000000<br />
100000<br />
cfu u/ml<br />
10000<br />
1000<br />
100<br />
10<br />
1<br />
0 10 20 30 40<br />
tid (d)<br />
• Snabbare effekt vid<br />
högre temp<br />
• Salmonella, ll E coli<br />
reduceras snabbare än<br />
Enterococcer<br />
• Använder K&Dvärden<br />
• Använder K & D-värden<br />
— K=1/D
Inaktivering – bakterier<br />
7<br />
6<br />
5<br />
D-värde<br />
4<br />
3<br />
2<br />
34<br />
24<br />
14<br />
4<br />
1<br />
0<br />
0 50 100 150 200 250<br />
Ammoniakkoncentration mM
Inaktivering – Parasiter, Virus<br />
• > 20C God effekt<br />
• 20C Varierande effekt<br />
— God effekt på<br />
• Höljeförsedda virus (Aviflu)<br />
• Protozoer (cryptosporidier)<br />
— Mindre god effekt på<br />
• Ascaris (inälvsmask)<br />
• Bakteriofager<br />
(virusindikatorer)<br />
— Osäker om effekt<br />
• Resistenta virus<br />
(Parvo, Rota, Adeno)
Pågående studier<br />
• Labskala –<br />
<strong>slam</strong>behandling<br />
• Klosettvatten – pilotstudier<br />
— Södertälje, Lund, (Norrtälje)<br />
• Labskala – klosettvatten<br />
höga temperaturer (Afrika)<br />
• Inaktivering <strong>av</strong> virus<br />
• Peepoo (fullskala Kenya)<br />
• Inaktivering i latrin<br />
(latinamerika, USF)
Nästa steg<br />
• Pilotskala på<br />
<strong>av</strong>lopps<strong>slam</strong><br />
— Inblandningsteknik<br />
— Förluster i lagring<br />
— Skalningseffekter<br />
• Diskussion förs med<br />
Uppsala kommun<br />
• Intresserade <strong>av</strong><br />
ytterligare partners
Slutsatser<br />
• Storleksoberoende<br />
• Enkel att övervaka<br />
— pH<br />
— Temp<br />
— NH 3<br />
• Ingen återkontamination<br />
• Kostnadseffektivt<br />
• Förbättrat gödselvärde<br />
— vårgödsling
Ammonia sanitation publications<br />
• Vinnerås, B., Bölske, G., Wahlström, H., Albihn, A. Survival of Mycobacterium tuberculosis and Mycobacterium bovis<br />
in human urine. Water Science & Technology (in Press)<br />
• Nordin, A. Ottoson, J. Vinnerås, B. 2009. Sanitation of faeces from source-separating dry toilets using urea. Journal<br />
of Applied Microbiology 107; 1579-1587<br />
1587.<br />
• Vinnerås, B. Hedenqvist, M. Nordin, A. Wilhelmsson, A. 2009. Peepoo bag – self-sanitising single use biodegradable<br />
toilet. Water Science & Technology 59:9, 1743-1749.<br />
• Nordin A., Nyberg K., Vinnerås B. 2009. Inactivation of Ascaris eggs in source-separated urine and faeces by<br />
ammonia at ambient temperatures, Applied and Environmental Microbiology 75:3, 662-667<br />
• Vinnerås, B. Nordin, A. Niwagaba, C. Nyberg, K. 2008. Inactivation of bacteria and viruses in human urine depending<br />
on temperature and dilution rate. Water Research 42, 4067-4074<br />
• Ottoson, J., Schnürer, A., Vinnerås, B. 2008. In situ ammonia production as a sanitation agent during anaerobic<br />
digestion at mesophilic temperature. Letters in Applied Microbiology 46; 325–330<br />
• Vinnerås, B. 2007. Comparison of composing and urea treatment for sanitising of faecal matter. Bioresource<br />
Technology 98, 3317-3321.<br />
• Vinnerås, B. Holmqvist, A. Bagge, E. Albihn, A. & Jönsson, H. 2003 Potential of disinfection of separated faecal<br />
matter by Urea and by peracetic acid for hygienic nutrient recycling. Bioresource Technology 89:2, 155-161.<br />
• Sylwan I. 2010. En metod för <strong>hygienisering</strong> <strong>av</strong> <strong>av</strong>lopps<strong>slam</strong> – Ureabehandling med dubbla fördelar. Uppsala<br />
Universitet. Examensarbete W-programmet. (Presenterades April 2010) http://www.w-program.nu/filer/exjobb/Ida-<br />
Sylwan.<strong>pdf</strong><br />
• Nordin A. 2010. Ammonia sanitisation technologies. PhD thesis (Försvarades 29 oktober) http://dissepsilon.slu.se:8080/archive/00002361/<br />
• Emmoth E. 2010 Virus Inactivation - Evaluation of Processes used in Biowaste Management. Lic thesis (försvaras 26<br />
november) http://diss-epsilon.slu.se:8080/archive/00002398/
Finans - medarbetare<br />
• SLU<br />
• Formas<br />
• Sida/Sarec<br />
• SVU<br />
— VA – kluster mälardalen<br />
www.va-malardalen.se<br />
• Annika Nordin<br />
• Jörgen Fidjeland<br />
• Jakob Ottoson<br />
• Eva Emmoth<br />
• Ida Sylwan<br />
• Frida Laursen<br />
• Karin Nyberg<br />
• Charles Niwagaba
Change language