Upload
tine-boye-andersen
View
222
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Det er i dag kendt at menneskelig aktivitet har stor betydning for den stigende mængde af drivhusgasser i atmosfæren. Grundet politiske tiltag til at reducere drivhusgasudledningen, er det blevet vigtigt for virksomheder, at kunne opstille troværdige vurderinger af deres drivhusgasudledninger i f.eks. et CO2 regnskab og livscyklusvurderinger (LCA). Et rensningsanlæg udleder drivhusgasser når der forbruges elektricitet, men også de biologiske processer i renseanlægget bidrager til drivhusgasemissionen. Disse drivhusgasser er især kuldioxid, metan og lattergas. Lattergas bliver ofte ikke taget med i miljøvurderingerne for renseanlæg, da der mangler data og informationer om dannelsen. Det er dog kendt at lattergas er et mellemprodukt, slutprodukt eller sideprodukt ved nitrogenomdannende processer. Der bliver i dette projekt foretaget en miljøvurdering ud fra et LCA perspektiv, hvor der bliver sat fokus på kuldioxid, metan og lattergas, der udledes af drivhusgasser på selve anlægget. Kuldioxid bliver produceret ved både de anaerobe og aerobe processer, lattergas ved denitrifikation og nitrifikation og metan ved de anaerobe processer.
Citation preview
Drivhusgasbalance på Ejby Mølle Renseanlæg
Præsentation 13/06-2012
Tine Boye Andersen
Det Tekniske Fakultet Institut for Kemi-, Bio- og Miljøteknologi
Introduktion
Drivhusgasbalance på Ejby Mølle Renseanlæg- Komparativ LCA af scenarier
• Oversigt:ProblemstillingMål og målsætningScenarierAfgrænsning og antagelser Input og modelleringFortolkningKonklusion
Dias 2/26
Klima-forandringer
Stigende mængde
spildevand
Rensning af spildevand
Udledning af drivhusgasser
Øget drivhuseffekt
Problemstilling
Stigende forbrug
Øgede krav til
vandsektoren og
virksomheder
?
-Hvor sker udledningen?-Kan det estimeres? -Hvor meget betyder det i forhold til energifremstillingen?-Hvad er effekten af energioptimering eller ændringer i processen?-Hvilke effektkategorier påvirkes udover global opvarmning?
Dias 3/26
Mål
Vurdere miljøeffekten af ændringer på et renseanlæg, med fokus på de biologiske processers bidrag af CO2, N2O og CH4
Målsætning
Anvende komparativ LCA
Ejby Mølle Renseanlæg som reference, og 3 alternative scenarier med forskellig fokus
Lave litteraturgennemgang af tidligere LCA studier samt målinger/bestemmelser af biologiske drivhusgasudledningen fra renseanlæg
Mål og målsætning
Dias 4/26
0: Reference: Ejby Mølle Renseanlæg
Scenarier
1: Scenarie, bundbeluftning
2: Scenarie, Anammox
3: Scenarie, vindenergi
Dias 5/26
Der ses kun på brugsfasen af anlægget
Funktionel enhed: 1 m3 spildevand i indløbet
Afgrænsning
Dias 6/26
Elektricitet der bliver produceret på anlægget fra biogas, anvendes på anlægget
Der er intet forbrug af naturgas eller olie
Varmeforbrug og produktion medtages ikke
Der anvendes data fra 2009
Det rene vand der anvendes, medtages ikke
Polymer tilsættes i slambehandlingen
FeCl tilsættes i forbehandlingen
Antagelser
Dias 7/26
Luftemission
Sand-
og
fedtfang
CH4
CH4
CO2
CH4
CO2
Energi
fremstilling
Kemikalie
fremstilling
Forklaring
CH4
Aktivt
slamanlæg
N2O
CO2
CH4Efterklaring
tanke
N2O
Iltnings
anlæg
N2OSlam-
behandling
CH4
CO2
Foto: (Vandcenter Syd, nd) Data kilder: (Andersen, 2008) (Czepiel et al., 1993) (Bhunia et al., 2010) (Doorn & Irving, 2006) (Zheng et al., 1994)
Biologiske filtre
Mellemklarings tanke
Dias 8/26
Kuldioxid
Kuldioxid, iltede forhold:
C18H19O9N + 0,74NH3 + 8,8 O2 1,74 C5H7O2N + 9,3 CO2 + 4,52 H2O
Udregnet ud fra indgående N = 653 ton/år
forhold N:CO2 = 5,34
Biologisk produceret kuldioxid = 3489,49 ton/år
Luftemission
Data kilder: (Henze et al., 2000)Dias 9/26
Metan
Metan, iltfrie forhold:
22 % af indgående COD
Udregnet ud fra indgående COD = 12259 ton/år
Biologisk produceret metan = 2696,99 ton/år
Luftemission
Data kilder: (El-Fadel & Massoud, 2001)Dias 10/26
Kuldioxid og metan
Luftemission
1 kg COD
0,28 kg CO2/kg COD ind
0,22 kg CH4/kg COD ind
0,52 kg COD i slam og udløb/kg COD ind
Dias 11/26
Lattergas
Lattergas, iltede og iltfrie forhold:
0,006 % af indgående N
Udregnet ud fra indgående N = 653 ton/år
Biologisk produceret N2O = 19,59 kg/år
Luftemission
Nitrifikation
Denitrifikation
Data kilder: (Bhunia et al., 2010) (Czepiel et al., 1995)Dias 12/26
Inputs til SimaPro 0
3 % af produceret CH4
Dias 13/26
Inputs til SimaPro 1
Dias 14/26
Inputs til SimaPro 2
Dias 15/26
Inputs til SimaPro 3
Dias 16/26
Modellering
Dias 17/26
Fortolkning
0.00E+00
1.00E-05
2.00E-05
3.00E-05
4.00E-05
5.00E-05
6.00E-05
7.00E-05
8.00E-05
9.00E-05
Scenarie 0 Reference Scenarie 1 Bundbeluftning Scenarie 2 Anammox Scenarie 3 Vind
PE
Global opvarmning 100år
Anammox
Slambehandling Elektricitet
Slambehandling Polymer
Pumpning
Biologi N2O
Biologi CH4
Biologi CO2
Biologi + beluftning Elektricitet
Forbehandling
Dias 18/26
Fortolkning
0.00E+00
5.00E-05
1.00E-04
1.50E-04
2.00E-04
2.50E-04
3.00E-04
Scenarie 0 Scenarie 1 Scenarie 2 Scenarie 3
PE
Akvatisk eutrofiering (P)
Anammox
Slambehandling Elektricitet
Slambehandling Polymer
Pumpning
Biologi FeCl
Biologi + beluftning Elektricitet
Forbehandling
Dias 19/26
Fortolkning
0.00E+00
5.00E-06
1.00E-05
1.50E-05
2.00E-05
2.50E-05
3.00E-05
3.50E-05
Scenarie 0 Scenarie 1 Scenarie 2 Scenarie 3
PE
Forsuring
Anammox
Slambehandling Elektricitet
Slambehandling Polymer
Pumpning
Biologi FeCl
Biologi + beluftning Elektricitet
Forbehandling
Dias 20/26
Fortolkning
0.00E+00
1.00E-05
2.00E-05
3.00E-05
4.00E-05
5.00E-05
6.00E-05
7.00E-05
8.00E-05
Scenarie 0 Scenarie 1 Scenarie 2 Scenarie 3
PE
Fotokemisk ozondannelse (human)
Anammox
Slambehandling Elektricitet
Slambehandling Polymer
Pumpning
Biologi FeCl
Biologi CH4
Biologi + beluftning Elektricitet
Forbehandling
Dias 21/26
Fortolkning
0.00E+00
5.00E-06
1.00E-05
1.50E-05
2.00E-05
2.50E-05
3.00E-05
3.50E-05
4.00E-05
Scenarie 0 Scenarie 1 Scenarie 2 Scenarie 3
PE
Ressourcer (alle)
Anammox
Slambehandling Elektricitet
Slambehandling Polymer
Pumpning
Biologi FeCl
Biologi + beluftning Elektricitet
Forbehandling
Dias 22/26
Usikkerheds- og sensitivitets analyser
0.00E+00
1.00E-05
2.00E-05
3.00E-05
4.00E-05
5.00E-05
6.00E-05
7.00E-05
8.00E-05
9.00E-05
Global opvarmning 100 år Fotokemisk ozondannelse (veg)
Fotokemisk ozondannelse (human)
PE
Biologisk N2O
Biologisk CH4
Biologisk CO2
Fossil drivhusgasudledning
Dias 23/26
Usikkerhedsanalyser
Kilde Emission CO2-eq/m3 spildevand
Vandcenter Syd, 2010 25
Carbon dioxide, fossil fra Ecoinvent med input af elforbrug fra Vandcenter Syd 279,6
Carbon dioxide estimeret fra støkiometriske forhold 198
Luftemission fra biologiske processer Udledning total [mg/m3] Kilde
N2O 4,2 Toyoda et al., 2011
1,11 Bestemt i dette projekt
CH4 14,1 Toyoda et al., 2011
4120 Bestemt i dette projekt
Dias 24/26
Sensitivitets analyser
Scenarie 0 Scenarie 1 Scenarie 2 Scenarie 3
N2O min [g/m3] 0,0011 0,0011 0,0009 0,0011
N2O max [g/m3] 0,0148 0,0148 0,0126 0,0148
PE
Dias 25/26
Mindre elforbrug ved at skifte til bundbeluftning
Mindre kemikalie- og elforbrug, samt mindre drivhusgasudledning, ved at anvende Anammox anlæg
Højere ressourceforbrug for opsættelse af vindmølle, men lavere effekt for andre effektkategorier ved at anvende vindenergi
CH4 og N2O udledningen har stor betydning for global opvarmning og fotokemisk ozondannelse, og disse bør medtages, når der ses på miljøeffekten fra et renseanlæg
Konklusion
Dias 26/26