Treatment and Disposal Methods for Wastewater Sludge in the Area of Beijing, China / Behandlings- och hanteringsmetoder för avloppsslam i Pekingområdet, Kina

Abstract: Sammanfattning : Denna studie har utförts i överensstämmelse med The Swedish International Development Cooperation Agencys Minor Field Study-program och utgör två studenters examensarbete på civilingenjörsutbildningen i Ekosystemteknik på Lunds Tekniska Högskola. Studien bär titeln "Treatment and Disposal Methods for Wastewater Sludge in the Area of Beijing, China". Ämnet är mycket brett och fokus är lagt på möjligheterna att använda slam som gödningsmedel i jordbruk. Studien inkluderar en fältstudie där nuvarande och framtida behandling och hantering av avloppsslam undersöks. Viktig lagstiftning för slamhantering samlas också in. En litteraturstudie inkluderas gällande allmän kunskap om slamsammansättning, behandlings- och hanteringsmetoder men också information om hur slam hanteras i Sverige, EU och USA samt deras lagstiftning angående användningen av slam som gödningsmedel i jordbruk. Detta möjliggör en jämförelse av kinesiska förhållanden med förhållandena i dessa regioner. Avloppsslam produceras när avloppsvatten från hushåll och industri behandlas på reningsverk. En del reningsverk behandlar även dagvatten. Slammet innehåller organiskt material och näringsämnen som har ett agronomiskt värde men också föroreningar i form av tungmetaller, organiska föroreningar och patogener. Råslammet som genererats från olika steg i reningsprocessen av avloppsvattnet är instabilt och innehåller en stor mängd vatten. Ytterligare behandling behövs för att reducera vatteninnehållet och det finns olika förtjocknings- och avvattningstekniker tillgängliga. För att stabilisera slammet kan rötning, kompostering eller termisk torkning användas för att nämna tre vanliga metoder. Detta är också viktigt för att reducera mängden patogener som kan utgöra en risk när slammet hanteras i efterkommande steg. Slammet kan hanteras på flera olika sätt men denna studie fokuserar på användningen av slam som gödningsmedel i jordbruk. Denna användningsmetod skapar ett kretslopp av näringsämnen som fosfor och kväve och detta är mycket viktigt i ett miljömedvetet och hållbart samhälle. Om näringsämnen återanvänds kan till exempel det jungfruliga uttaget av fosfor minskas vilket är viktigt eftersom detta är en ändlig resurs. Slam kostar också mindre i jämförelse med konstgödning. Det finns vissa potentiella negativa risker med användningen av slam som gödningsmedel så som spridningen av organiska föroreningar, tungmetaller och patogener. Dessa risker kan emellertid minimeras genom till exempel valet av lämplig gröda, spridningsmetod och reglering av tiden mellan spridning av gödning och skörd av grödan. Ungefär 40% av befolkningen i Beijing är ansluten till avloppsnätet och det finns nio olika reningsverk i området. Alla reningsverken använder en kombination av mekanisk och biologisk rening av avloppsvattnet. Endast en liten del av avloppsvattnet behandlas med kemikalier och återanvänds exempelvis till bevattning. Ungefär 1 000 ton avvattnat slam med en vattenhalt på mindre än 80% produceras dagligen i detta område. Slammet förtjockas och avvattnas, mestadels genom en kombination av en förtjockningstank och ett så kallad filterbälte men också genom centrifugering som används på två reningsverk. På det största reningsverket, Gaobeidian Sewage Treatment Plant, rötas en del av slammet och energin från den producerade biogasen används på reningsverket. Idag komposteras ungefär 40% av slammet i Beijing på Daxing Sludge Disposal Plant. Hälften av det resterande slammet deponeras på olika deponier och resterande omhändertas av entreprenörer, oftast deponeras även detta slam. På Daxing komposteras slammet i långsträckta rader under 25 dagar. Slammet blandas inte med ett annat material men högarna harvas och vänds regelbundet och vattenhalten reduceras till ungefär 20%. Efter kompostering pelleteras slammet och används framför allt som gödningsmedel i jordbruk eller som jordförbättringsmedel på sandiga jordar för att öka andelen organiskt material. Kina har lagstiftning beträffande användning av slam som gödningsmedel i jordbruk. Det finns kvalitetskrav gällande nio metaller och fem organiska föreningar. Slammets kvalitet med avseende på metaller, organiska föroreningar, näringsämnen och patogener mäts fyra gånger per år vid de olika stegen i behandlingsprocessen på reningsverken. Vatteninnehåll, pH och den organiska halten mäts dagligen. När slamkvaliteten från tre olika reningsverk i Beijing analyseras framkommer det att slammet nästan uppfyller kvalitetskraven. Koncentrationen av kvicksilver i slammet är dock ofta för hög men undersökningar pågår för att kartlägga källorna. Det är viktigt att övervaka kvaliteten och utreda källorna till föroreningar och att implementera kontrollstrategier. Det skulle vara till stor hjälp om kvaliteten mättes oftare så att trender kan utvärderas men detta gäller för många länder i världen. Kina har redan utsläppskrav på industrin och en annan ansats till att förbättra kvaliteten är att större industrier planeras att flyttas utanför staden. 100% av befolkningen i Beijing exklusive förorterna planeras att vara anslutna till avloppssystemet till år 2010. Det beräknas att ungefär 2 500 ton avvattnat slam med en vattenhalt på 80% kommer att produceras dagligen. Kompostering kommer att behandla ungefär 60% av slammet, 30% kommer att behandlas med termisk torkning och 10% kommer att förbrännas eller att deponeras. Termisk torkning kommer att kräva mindre yta än kompostering och detta är en viktig faktor i en stor och expanderande stad som Beijing. Efter kompostering eller termisk torkning kan slammet användas som gödningsmedel eller jordförbättringsmedel. Sålunda är ambitionen att återanvända en stor andel av näringsämnena i slammet. Det undersöks också om det är möjligt att använda en del av slammet som byggnadsmaterial. Den allmänna åsikten i Kina är att det är mycket viktigt att återanvända näringsämnena i slammet. En fördel med att kompostera eller termiskt torka slammet är att slutprodukten ser mer "ren och behandlad" ut och detta ökar acceptansen för slam som gödningsmedel. När slam torkas och pelleteras ges fördelen att det är lättare att hantera och transportera det. En annan fördel är att pelleterat slam kan spridas med samma utrustning som konstgödning. Beijing ligger nära Gula Planet som är ett vidsträckt jordbruksområde. Det har beskrivits som Kinas brödkorg och det finns ett behov av gödningsmedel för att tillräckliga mängder mat skall kunna produceras. pH är omkring 7.5-8.5 och detta gör marken lämplig för slamgödsling eftersom tungmetaller är mindre mobila vid högre pH. (Ett examensarbete "Minor Field Study" utfört vid Avd f Vattenförsörjnings- och Avloppsteknik (VA-teknik)