Utfordringen
Store investeringer må møte framtidens behov
Vann- og avløpssektoren (VA-sektoren) har stor betydning for samfunnet vårt og påvirker helsen vår, naturen, klimaet og kommunenes økonomi. I dag tar vi rent drikkevann og trygge løsninger for avløpsvann for gitt. Samtidig viser målinger fra NIVA at det er store problemer i Indre og Ytre Oslofjord, der det er store oksygenfattige områder, eutrofiering og tap av biologisk mangfold i fjorden. Miljødirektoratet har lansert en storstilt redningsplan. Et viktig tiltak er en kraftig reduksjon i tilførsel av nitrogen og organisk materiale fra kommunalt avløp og avrenning fra landbruk.
Dette påvirker rundt 150 renseanlegg på Østlandet. Det må innføres biologisk rensing, og bransjeorganisasjonen Norsk Vann anslår at det vil koste 35 milliarder kroner. I tillegg har Miljødirektoratet gitt statsforvalterne instruksjon om å varsle innføring av nitrogenfjerning for alle renseanlegg større enn 10 000 personenheter (pe), og som følge av det må det investeres ytterligere titalls milliarder kroner.
Investering og drift av vann- og avløpinfrastruktur betales av kommunenes innbyggere etter et selvkostprinsipp. Derfor er det viktig at kommunene investerer i effektiv, økonomisk og bærekraftig renseteknologi. Ny teknologi tar i større grad hensyn til miljø og bærekraft og kan også være billigere enn eksisterende. Det er derfor viktig at kommunene vurderer ny renseteknologi når de skal oppgradere sitt renseanlegg.
Løsningen
Biologisk rensing av fosfor og nitrogen er en robust og god løsning for å møte disse utfordringene. Ved å utnytte karbonet i avløpsvann som energi for spesialiserte bakterier, kan man effektivt fjerne nitrogen og ta opp fosfor. Dette sparer klimaet for direkte og indirekte utslipp, reduserer driftskostnadene og muliggjør ressursgjenvinning. Hias-prosessen er velprøvd metode for biologisk fosforfjerning som fungerer godt både med avløp fra husholdninger og industri.
Hias-prosessen møter forventede krav om biologisk nitrogen- og fosforfjerning. I stedet for at fosfor fjernes med kjemikalier, fjerner Hias-prosessen dette biologisk ved at bakterier tar opp lagrer fosfor. Opptil 50 prosent av fosforen kan enkelt gjenvinnes som krystallen struvitt, bestående av fosfor, nitrogen og magnesium. Struvitt er en langsomvirkende gjødsel som har vist svært god gjødseleffekt over tid, som EU har varslet at skal godkjennes for økologisk bruk i løpet av 2022. Med dagens gjødselpriser er gjenvinning av struvitt økonomisk lønnsomt på store norske renseanlegg.
Livsløpsanalyser (LCA) fra Norsus viser at Hias-prosessen gir lavere kostnader over tid, sammenlignet med tradisjonell MBBR-teknologi. I tillegg gir Hias-prosessen større trygghet i forhold til endringer i kjemikaliepriser, fordi den reduserer kjemikaliebruken og CO2-utslippet med opptil 90 prosent. Et Hias-anlegg for fjerning av nitrogen og fosfor krever mindre plass enn tradisjonell MBBR, og krever derfor mindre bygningsmasse.
Teknologien
Hias-prosessen® er en MBBR-prosess med
komptakt biologisk fosfor– og nitrogenfjerning
-
Kombinerer MBBR med biologisk fosforfjerning.
-
Fjerner organisk materiale, nitrogen og fosfor i én og samme reaktor.
-
Første delen av reaktoren er anaerob, resten er aerob/anoksisk.
-
Avløpsvannet og biofilmbærer passerer én gang gjennom reaktoren.
-
Biofilmbærerne blir flyttet fra slutten av reaktoren til begynnelsen.
-
Veksler dermed mellom anaerobt/ aerobt miljø.
-
-
Enkle, velprøvde og robuste mekaniske komponenter.
Effektive anlegg muliggjør sirkulærøkonomi
Avløpsvann inneholder masse fosfor og nitrogen. For mye av disse stoffene i vannet fører til oppblomstring av alger som bruker opp oksygenet i vannet. På norske renseanlegg er det en sterk tradisjon for å fjerne fosfor med kjemikalier basert på aluminium eller jern. Fellingskjemikaliene som brukes er svært effektive, men kostbare og medfører CO2-utslipp.
Fosfor er et grunnstoff som er nødvendig for alt liv, og tilsettes i kunstgjødsel og fôr. Våre viktigste kilder til fosfor i dag er gruver i Marokko, Russland og Kina, men fosfor er en begrenset ressurs som står på EU-listen over kritiske råstoffer. Ved bruk av fellingskjemikalier blokkeres i praksis muligheten for gjenvinning av fosfor. Dermed er den kritiske ressursen fosfor tapt for et sirkulært kretsløp. Siden fosfor er en begrenset ressurs, må det gjenvinnes i stedet for å bli fjernet med kjemikalier.
Risiko for leveranseproblemer
Både Norsk Vann og Svenskt Vatten varslet våren 2022 om en mulig anstrengt leveringssituasjon for kjemikalier til vann- og avløpssektoren. Mange svenske renseanlegg er designet for delvis biologisk fosforfjerning og det planlegges nå for å utnytte dette fullt ut. I Norge er realiteten at renseanleggene er helt avhengige av fellingskjemikalier for å fjerne fosfor. Rensing av fosfor vil opphøre på timen dersom renseanleggene ikke får levert fellingskjemikalier som bestilt. Konsekvensen vil være alvorlig for norske sjøer og vassdrag.
MBBR
Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) er betegnelsen på renseprosesser hvor biofilm vokser på bevegelige biofilmbærere. I en tradisjonell MBBR-prosess fjernes organisk materiale og nitrogen biologisk, mens fosfor fjernes med fellingskjemikalier. En MBBR-renselinje består typisk av 6-8 adskilte reaktorer stående etter hverandre, hvor hver reaktor har en spesifikk oppgave.
Hias-prosessen er en videreutvikling av konvensjonell MBBR-teknologi. Den fjerner organisk materiale, nitrogen og fosfor biologisk. Prosessen ble utviklet på 2010-tallet for å innfri ambisjonene om biologisk fosforfjerning ved Hias IKS sitt renseanlegg. Utvikling i pilotskala foregikk i årene 2012-2015, og siden 2016 har den vært demonstrert i en 10 000-pe renselinje ved Hias RA. I 2021 sto Hias IKS renseanlegg ferdig ombygd til Hias-prosessen med en maksimal biologisk kapasitet på 192 000 pe, og er et av de største renseanleggene i Norge.
Mer kompakt en annen kjent teknologi
Hias-prosessen håndterer store variasjoner, både i temperatur, vannmengde og organisk belastning. Kommunalt avløpsvann må normalt ha relativt lang oppholdstid for å frigjøre tilstrekkelig tilgjengelig karbon for nitrogenfjerning. I konvensjonelle MBBR-anlegg som fjerner nitrogen tilsettes derfor karbon i form av metanol, etanol eller glykol. Dette må man også forvente å tilsette i Hias-prosessen, men da får man i tillegg en effektiv biologisk fosforfjerning. Siden alle biologiske prosesser foregår i én og samme reaktor er Hias-prosessen mer kompakt enn annen kjent teknologi.