Energy, cost and CO2-emission analysis with/without a superheated steam dryer and incineration/covering landfill with sludge regarding sludge treatment at a sewage treatment plant in Umeå

De ökade deponi- och transportkostnaderna har skapat ett ökat intresse att effektivisera hanteringen av avloppsslam. Umeås allmänna avloppsreningsverk (Vakin) tar emot avloppsvatten från mer än 80 000 hushåll och företag och det mesta leds till reningsverket på Ön. Efter 2020 upphör avtalet med Dåva deponi om att avloppsreningsverket får använda slammet till sluttäckning av deponier. Ett alternativ till deponering är torkning med efterföljande förbränning.Detta examensarbete har genomförts på uppdrag av Vakin och syftet var att kartlägga energiflödena och CO2-utsläppen före och efter en implementering av en ångtork i byggnaderna rörande slamhantering. Även effekter av förbränning respektive deponering av slam har inkluderats. Ett mål var presentera ett systemförslag för hur ångtorken kan implementeras till befintlig anläggning. För att uppnå syftet inhämtades data genom inventering på plats och i projektplaneringsverktyget Projectplace. Därefter beräknades och sammanställdes energibehovet, kostnaden och klimatpåverkan för respektive energiförbrukande enhet i Microsoft Excel Förslaget till implementering av ångtorken är baserat på litteraturdata.Resultatet visar att det årliga energibehovet för slamhantering skulle öka från cirka 2 700 MWh till cirka 3 000 MWh. Vilket resulterar i att den årliga kostnaden för slamhantering ökar från cirka 6,2 miljoner kronor till cirka 7,5 miljoner kronor. Men den årliga klimatpåverkan skulle minska från cirka 930 ton CO2 till cirka 490 ton CO2 med en ångtork. Det årliga elbehovet för slamhantering ökar från inget energibehov till 2 100 MWh vid en installation av en ångtork. Detta eftersom cirka hälften av biogasen som tidigare användes till att producera el- och värmeenergi förväntas användas i ångtorken. Detta resulterar i att den årliga elkostnaden minskar från en intäkt på 650 000 kronor till en kostnad på cirka 4,6 miljoner kronor. Vidare ökar den årliga klimatpåverkan för elen från cirka 10 ton CO2 till cirka 180 ton CO2.Det årliga energibehovet för transporten minskar från cirka 2 700 MWh till cirka 900 MWh vid en installation av en ångtork. Eftersom ångtorken reducerar mängden slam som ska transporteras. Vilket resulterar i att den årliga kostnaden för transporten minskar från cirka 4,1 miljoner kronor till cirka 1,4 miljoner kronor. Även klimatpåverkan för transporten minskar från cirka 720 ton CO2 till cirka 240 ton CO2. Det årliga energibehovet idag är oförändrat när Vakin förbränner det torkade slammet. Eftersom energibehovet för sluttäckning inte beaktats och energibehovet för förbränning av torkat slam är noll. Den årliga kostnaden minskar från cirka 2,8 miljoner kronor till cirka 1,6 miljoner kronor. Eftersom mängden slam minskar mer än vad kostnaden för att förbränna slammet ökar. Den årliga klimatpåverkan minskar från cirka 180 ton CO2 till inget CO2-utsläpp. Eftersom klimatpåverkan att förbränna förnybart biologiskt material är noll. Energikartläggningen av fastigheterna visar att idag förbrukar utrustningen och belysningen rörande slamhantering cirka 760 MWh respektive 25 MWh el. Byggnaderna rörande slamhantering förbrukar idag cirka 1 200 MWh (byggnad 4) respektive 500 MWh (byggnad 5) värmeenergi. Dessa värden är jämförbara med andra liknande slamhanteringsanläggningar. Ur ett hållbarhetsperspektiv rekommenderas att Vakin installerar en ångtork, vilket medför bland annat en minskad årlig transportsträcka och därav reduceras CO2-utsläppen från transporten. Den mest lämpliga integreringen av en ångtork till ett avloppsreningsverk är att upprätthålla en arbetstemperatur för rötkamrarna med värmen från kondensationen av det förångade vattnet, återcirkulera den överhettade ångan som värms av förbränningen av metangasen från rötkamrarna samt blanda torkat slam med blöt slam för att undvika slammets klibbiga fas