Avloppsrening med membranteknik, MBR, ger mindre klimatpåverkan än en traditionell aktivslamprocess. Det visar en ny livscykelanalys som genomförts av IVL Svenska Miljöinstitutet tillsammans med Stockholm Vatten och Avfall (SVOA). Studien har kunnat genomföras under unika förhållanden.
Ombyggnationen av Stockholms centrala reningsverk Henriksdal har pågått under flera år. En del i ombyggnaden är att över ett stort antal reningslinjer byta processlösning från konventionell aktivslam (CAS) till MBR. Det har gett en världsunik möjlighet att jämföra processerna baserat på fullskaliga driftdata.
– När vi nu hade en situation där vi i fulleskala parallellt både körde en linje med membran som var driftsatt och intrimmad och samtidigt hade kvar gamla linjer som ännu inte var ombyggda, så var det ett bra tillfälle att faktiskt få lite fullskaldata för att se vad vi ser för skillnader mellan de här olika tekniska lösningarna. Samtidigt ger livsykelanalysen oss också möjlighet att se vart vi ska rikta vårt fokus i vårt vidare förbättringsarbete, säger Sofia Andersson, utvecklingsingenjör på SVOA.
Tillsammans med Christian Baresel, forskningskoordinator på IVL Svenska Miljöinstitutet, berättar hon för Cirkulation om projektet.
– Vi har tidigare jobbat mycket med kemikalierna, vi har tittat på ursprung och upphandling av kemikalier och vad vi kan göra där för att minska miljöpåverkan. Den här studien visar att allt det jobb vi gjort med rengöringskemikalierna för membranen förbättrar resursanvändning och hjälper vid driften av membranen. Men för klimatpåverkan så spelar kemikalierna en väldigt liten roll, jämfört med andra aspekter av reningen, säger Sofia.
Studien »Jämförande analys av miljöpåverkan för aktivslam- och MBR-process baserat på fullständiga driftdata«, ska senare under året bland annat presenteras under IWA:s världskongress i Glasgow. Utgångspunkten har varit att försöka kontrollera vilken processlösning som egentligen faller bäst ut vid en helhetsjämförelse. MBR har ett rykte om sig att vara såpass energiintensiv och kemikaliekrävande att den på det sättet belastar miljön. Samtidigt är reningsresultaten exceptionella. Men kanske det allmänna medvetandet i VA-branschen inte riktigt hängt med på hur mycket mer resurseffektiv membrantekniken blivit över tid.
Frågan är hur balansen vid en fullskallejämförelse blir.
– Det finns ju några MBR-anläggningar i världen, men i Skandinavien är det här en av de första, speciellt i den här storleken. När man ställer olika reningstekniker mot varandra, så används ju oftast litteraturvärden och sånt som inte finns men här kan vi komma in med faktiska data i en fullskalig jämförelse, säger Christian.
Studien undersöker just driftdata, och inte byggnation av linjerna. Detta dels eftersom relevant data endast finns för byggnation av de nya linjerna, dels då andra livscykelanalyser tydligt visat att driftfasen står för den dominerande miljöpåverkan när det gäller avloppsvattenrening, oavsett teknikval. De reningslinjer som jämförts delar en del processteg som grovrening och försedimentering; där är alla data lika.
De klimatberäkningar som gjorts använder även schabloner för utsläpp från recipienten, baserade på Svenskt Vattens klimatberäkningsverktyg. Det är en del där MBR visar betydligt bättre resultat i klimatpåverkan än aktivslam. MBR:s effektivitet i att rena från kväve är en anledning.
En viktig punktkälla oavsett processlösning är lustgasutsläpp från biosteget där cirka 50 procent av den totala klimatpåverkan återfinns.
– Vi har sett i det här arbetet, och vi visste redan tidigare, att lustgasen är det mest betydande bidraget till klimatpåverkan, det blir ännu tydligare här så där bör vi lägga fokus framöver, säger Sofia.
I utvärderingen har det också varit viktigt av vad forskarna kallar funktionella enheter.
– Det viktiga är att nyansera hur man jämför olika system. Det är därför vi har haft olika funktionella enheter. Om man bara tittar på enheten en kubikmeter renat vatten så blir resultaten lite annorlunda än om man tittar på enheten borttagen kväve, även om membranteknik fortfarande kommer bäst ut. Det är väldigt viktigt. Att du behöver mer energi per kubikmeter behandlat vatten vägs delvis upp genom att du får en effektivare rening, säger Christian som menar att man behöver få en mer holistisk syn på reningsprocessen.
– Det går inte alltid att jämföra ett mot ett. I LCA-termer betecknar den funktionella enheten det man har som referensenhet, förklarar Christian.
I rapporten framgår tydligt vikten av att kunna jämföra processerna i fullskala och att inte minst få fram nya livscykelanalysdata för en fullt ut driftad och intrimmad MBR. Utfallet när det gäller till exempel elförbrukningen visar att MBR fortfarande använder mer el än aktivslam, men inte alls lika mycket som i de teoretiska beräkningar som gjorts tidigare. Även skillnaderna i förbrukningen av olika kemikalier för membrantvätt är relativt stora mellan teorin och den faktiska förbrukningen i verkligheten, även om kemikalieförbrukningen inte påverkar utfallet i klimatavtryck nämnvärt.
Även andra miljöpåverkanskategorier utfaller generellt ofta till MBR-processens fördel i studien. Det gäller övergödning (såväl kväve som fosfor även om skillnaderna i fosforutsläpp är små) men även när det gäller resursförbrukning, försurning, marknära ozon samt strålning.
Och när det gäller klimatavtryck från recipienten avgår alltså MBR med en stor seger eftersom lustgas och metanutsläpp från recipienten blir betydligt lägre tack vare den goda kvävereduktionen.
Sofia och Stockholm Vatten och Avfall har nu fått ett viktigt underlag för att fortsätta effektivisera och förbättra Henriksdals nya membransteg. Frågan är om de fått svar på frågan om var fokus bör ligga framöver?
– Det är de direkta emissionerna av lustgas från MBR-processen. Vi har startat ett projekt nu för att installera lustgasmätning från MBR-processen. Vi har mätt lustgas länge men bara samlat från hela anläggningen. Där har membranlinjen bara varit en av våra sju linjer. Nu ska vi mäta direkt enbart från MBR-processen. Det är den process vi kommer ha i framtiden och det är där vi verkligen vill minska lustgasavgången. Vi hoppas att vi ska kunna lära oss mer om när det avgår lustgas och hur vi kan styra processen för att minska lustgasavgången och därmed minska klimatpåverkan, berättar Sofia.
Förbättringarna kan finnas i styrningen av luftningen men även kolkälla och slamålder är parametrar som påverkar.
En begränsning i studien är att slamhanteringen inte finns med, där finns inga separata strömmar på Henriksdal att jämföra, men bedömningen är att slamhanteringen inte ska påverka resultatet särskilt mycket.
– Vi delar gärna de här resultaten med andra. En delrapport är framtagen och i en årsrapport presenteras mer data från 2025, så det är bara att ta kontakt med oss för den som vill läsa mer, avslutar Christian.
