Runt om i Sverige pågår teknikutveckling för att kunna bränna slam effektivt samtidigt som fosfor utvinns. Trycket kan nu öka ytterligare efter att den tyska regeringen föreslagit ett krav på återvinning av fosfor ur avloppsslam.
Intresset för torkning och förbränning av avloppsslam ökar hos de svenska VA-verken efter några år av stiltje på den fronten. Utvecklingen i Mora speglar vågorna i intresset i landet väldigt bra. Där har nämligen en torkanläggning som byggdes men sedan snabbt lades i malpåse för över tio år sedan åter tagits i bruk. Avloppsslammet i Mora torkas nu och eldas hos Eon.
– Vi började att utreda den här anläggningen för tre-fyra år sedan till att börja med var tanken att sälja eller skrota den, berättar Uno Bergström, produktionschef på kommunala Nodava som är ansvariga för VA-driften i Mora.
Ursprungligen byggdes slamtorkningsanläggningen 2003 – 2004 för att producera slampellets för förbränning. Anläggningen drogs med många problem bland annat på grund av en felaktig dimensionering och ställdes av helt efter en tid. När Uno Segerström började undersöka den lite noggrannare för några år sedan visade det sig att Eon var intresserade av att provelda med torkat slam. Torken renoverades och togs i drift i slutet av 2016.
– Idag har torken varit igång helt störningsfritt i 78 dygn, berättar Uno Bergström i mitten av februari.
Pannan till torken eldas med träpellets. Värmen överförs via en hetoljekrets. Slammet spritsas ut på en torkbädd. De färdiga pelletsen sameldas sedan med avfall av Eon. Torken ska nu drivas under hela 2017 för att sedan utvärderas.
– Det kostar oss något mer än att lägga slammet på deponi men de priserna går ju också upp, säger Uno Bergström.
Efter nyår kan det sedan komma att testas ytterligare ett steg i kedjan, på slamaskan i Mora. Högskolan i Borås arbetar med en teknik för att utvinna fosfor ur förbränt avloppsslam. En ny typ av förbränningsdesign i fluidiserande förbränningsbäddar ska ge en helt ren och fosforrik aska. Tanken är förbränningen ska ske på ett sätt som gör att det går att plocka ut fosforrik aska på ett ställe i ugnen medan förorenad aska med tungmetaller och annat hamnar på ett annat ställe, lite som ett raffinaderi. Målet är att få fram aska som är så ren att den kan användas direkt som gödsel. En aktuell metod är att samförbränna med till exempel halm.
– Vi kör i labbskala just nu i en ny labbreaktor. Förhoppningsvis kommer vi igång med fullskaleförsök i Mora i början av 2018, säger Anita Pettersson som leder forskningsgruppen vid Högskolan i Borås.
I ett samarbete mellan Luleå tekniska universitet, Umeå universitet, Sandviken energi och Andritz pågår samtidigt ett liknande forskningsprojekt. Ett konsortium har bildats med mål att få fram praktiskt fungerande teknik, som bygger på samförbränning av pelleterat slam och annan biomassa. En förstudie kommer att göras utifrån en befintlig förbränningsanläggning i Sandviken och en pilotanläggning är på plats vid Umeå universitet.
Precis som i Borås handlar tekniken om att ta fram slamgranuler som samförbränns med annat biologiskt material i en fluidiserad bädd, och därifrån få ut växttillgänglig fosfor. Professor Marcus Öhman i Luleå säger till Cirkulation att man räknar med att kunna få tillbaka 80 procent av fosforen i slammet i form av en askgranul.
– Vi har tidigare kört i labb- och bänkskala och nu har vi kommit igång i Umeå med pilotanläggningen, säger Marcus Öhman i mitten av februari.
Resultaten och förprojekteringen får utvisa om det skulle vara möjligt och lämpligt att eventuellt börja bygga om den aktuella förbränningsanläggningen i Sandviken, för tekniken.
Parallellt med teknikutvecklingen fortsätter forskarna också att ta fram ny kunskap för att bättre kunna designa fosfor- och kaliummineralbildningen i de bildade askfraktionerna och att utvärdera de bildade fosfaternas växttillgänglighet och de giftiga ämnenas rörlighet i den bildade askan.
I Skellefteå har finska Outotec under flera år arbetat med en energieffektiv teknik för torkning av slam. Företaget har också en egen teknik för fosforutvinning ur aska vid förbränning, Ashdec. Vid reningsverket i Skellefteå är det dock torkningstekniken som testats.
– Konceptet bygger på att vi kopplar på oss längst bak i reningsverket, efter biogasanläggningen. Vi tar avvattnat rötat slam och torkar upp det. Efter det kommer ett termiskt steg, förbränning eller förgasning där man återvinner energin. Det är trots allt ett hyfsat biobränsle det här. I slutet kan man ta askan och återvinna fosfaterna genom Ashdec, säger Robert Johansson, projektledare vid Outotec.
Redan 2012 startades projektet i Skellefteå genom en ansökan till EU:s miljöfond Life+ om ett demonstrator-projekt. Projektet placerades i Skellefteå tack vare ett samarbete med kommun och lokal kompetens då Skellefteå Kraft redan har en ångtork för träråvara. Projekteringen började sent 2013.
– Det är en ganska stor anläggning, 700 kg per timme nominell kapacitet. Man kan säga att vi byggt den så liten som vi vågar bygga den för att få tillförlitliga resultat. Den har körts från sommaren 2015. Den andra testkampanjen avslutades sent 2016, berättar Robert Johansson.
Tekniken som används kallas Closed Loop Steam (CLS) Dryer, där en överhettad ångvolym cirkuleras. Torkprocessorn består av ett långt rör.
– Du har en cirkulationsfläkt och en värmeväxlare som överhettar den cirkulerande ångan. Sedan blandar du in det du vill torka direkt i den överhettade ångströmmen. Efter en mycket kort uppehållstid i ångloopen där materialen torkas har du en cyklon som avskiljer torkat material från den cirkulerande ångan. Ångan går sedan tillbaka till cirkulationsfläkten, förklarar Erik Pott försöksledare från Outotec processen.
Anläggningen ska vara energieffektiv.
– Man måste se på anläggningen i ett större perspektiv. Vi plockar in slammet för att torka och skapar energi genom förgasning så vi kommer att ha ett energiöverskott som kan användes till elektricitet eller fjärrmvärme, säger Erik Pott.
– Du måste naturligtvis ta tillräckligt mycket energi för att förånga vattnet men det trevliga är att du får igen nästan alltihopa. Vi räknar med att vi ska komma under 400 kilowattimmar per ton förångat vatten, netto, säger Robert Johansson.
Det slam som använts har haft TS-halter på 15-25 procent. Ut ur anläggningen kommer torkade slamgranuler. Torrheten går att reglera men cirka 90 procent ger ett bekvämt material som passar bra till förbränning och förgasning.
Nu fortsätter Outotec med fler försök, bland annat med slam från Finland. Fosforutvinningsmetoden Ashdec marknadsförs aktivt av Outotec men än så länge finns ingen kommersiell anläggning igång.
–––
Den tyska regeringen föreslog i januari, i en proposition, krav på att alla tyska reningsverk med fler än motsvarande 50 000 pe anslutna ska förberedas för fosforåtervinning. Beslutet innebär att efter en övergångsperiod för större anläggningar, ska fosfor återvinnas antingen direkt från avloppsslam eller ur aska från förbränt slam. För fosfor ur slam blir nivån 50 procent av fosforhalten och ur slamaska 80 procent.
Omställningstiden föreslås bli tolv år för anläggningar större än 100 000 pe och 15 år för anläggningar mellan 50 000 och 100 000 pe. Reningsverk för motsvarande maximalt 50 000 pe ska även fortsättningsvis kunna använda kommunalt avloppsslam direkt i jordbruket efter hygienisering.
Behandling sker i förbundsdagen (31 mars) och förbundsrådet (12 maj). Steg tre startade sommaren 2015 och ska pågå till tidig höst 2017, då alla rapporter ska vara klara.
