Emissions of insufficiently treated wastewater, mainly blackwater (i.e. wastewater from toilets), contributes to the eutrophication of lakes and seas. At the same time, blackwater is a fraction with a low content of heavy metals and, after sanitization, it can recirculate plant nutrients to arable land using the liquid composting treatment method. Liquid composting means that organic material is degraded under aerobic conditions. For sanitization, the blackwater needs to be treated together with energy-rich complementary material. A requirement for the sanitization in a liquid compost is that the substrate is energy rich, that the energy content is high enough and that the material is well dispersed and pumpable. The aim of this master thesis has been to find appropriate complementary material for treating blackwater in the wet compost treatment plant located in Karby, Norrtälje municipality, Sweden. An inventory was made of the organic waste produced in Norrtälje municipality and two nearby municipalities. Samples of the organic waste were collected and analysed for dry matter (as an indicator of energy content), plant nutrients, heavy metals and biochemical oxygen demand (BOD7). The suitability and availability of different organic waste fractions as complementary material was decided upon analyses results, calculations of estimated amounts of organic waste as well as some assumptions. Food waste is a relative clean fraction with a high energy content that would be a good complementary material for liquid composting. Fruit, vegetables and bread from stores are also clean fractions, but the availability is uncertain and depends on different factors. Based on results from this project, grease from grease trap is an uncertain fraction that is not recommended for complementary material for the liquid compost. The results show that Norrtälje municipality has enough organic waste to make it possible to use the whole capacity of the liquid compost plant in the future and to treat larger quantities of blackwater than today. The quantities of blackwater that can be treated are uncertain because a number of assumptions have been made and also because availability varies between different fractions of organic waste. Before it will be possible to add new organic waste fractions and more black water into the liquid compost plant, some kind of pretreatment plant is needed.

<p>Eutrophication of the Baltic Sea and Swedish lakes remains a major problem despite many years of effort to reduce the emissions of nutrients. One major source is waste water systems, especially private sewage systems. These sewages accounts for a very large share of nutrients per capita in comparison with citizens connected to larger sewage treatment plants. Norrtälje community has the greatest number of private sewage systems in Sweden. Discharges of nutrients, especially phosphorus, to the Baltic Sea from these sewage systems are significant. That is why Norrtälje is working actively to improve the standard of these sewage systems.</p><p>The purpose with this Master Thesis was to compare from an environmental and cost perspective, different sewage systems in an area of Norrtälje. One of these sewage systems was liquid composting. To make this easier a tool called VeVa, which is an instrument for assessment of water and sewage systems in transition areas, was used. Since liquid composting was not included in VeVa in the beginning of the study one purpose was also to implement this option in the tool. Another objective of the work was to evaluate whether liquid composting is still a good sewage options in the future. The result of this study is based on a literature review, contact with Norrtälje community and modeling in VeVa.</p><p>The four sewage systems that where included in the study where connection to a large scale waste water treatment plant, local sewage treatment plant and liquid composting. The fourth system was a new construction of the already existing private sewage system in the area. This system was a sand filter system with a phosphorus trap and a separation and collection of toilet water.</p><p>Results from the study showed that all systems, with some exceptions for local wastewater treatment plant, can meet the Swedish Environmental Protection Agency high demand of phosphorus and nitrogen reduction for small sewage systems. All systems in the study, except for sand filter with phosphorus traps, have a high reversal potential of phosphorus. However it is only the liquid compost that can recycle nitrogen back to arable land to a greater extent. A comparison between manure sludge from waste water treatment plants and liquid composts showed that the liquid composts had a much lower level of cadmium content and higher proportion of plant available nutrients. The energy use for these systems varied widely where connection to a large scale wastewater treatment plant have the highest, while the liquid compost have the lowest energy use. The cost analysis showed that a municipal sewage treatment plant is the most expensive and liquid composting system is the next most expensive system. However, the differences in cost between the studied systems are not particularly large when uncertainties in the input are accounted. The conclusions of this Master Thesis were that liquid composting is a good sewage solution, especially when recycling of nutrients is an important factor. However there are important social and economic considerations that must be taken into account when deciding which sewage system should be implemented.</p> / <p>Övergödning av Östersjön och andra svenska vattendrag är ett stort miljöproblem som uppkommer av antropogena utsläpp av näringsämnen. En betydande källa för dessa utsläpp härrör från avloppsrening, i synnerhet från enskilda avlopp. Enskilda avlopp utgör en oproportionerligt stor källa av främst fosforutsläpp jämfört med större reningsverk räknat per capita. Norrtälje kommun är den kommun i Sverige som har flest enskilda avlopp och detta gör att utsläppen av näringsämnen till Östersjön är betydande. Den dåliga ekologiska statusen i stora delar av kommunens vattenområden har inverkat till att kommunen arbetar aktivt med att förbättra avloppsstandarden i dessa problemområden. År 2005 byggdes en våtkompostanläggning i Norrtälje vars syfte var att producera gödsel av avloppsvatten för att på så sätt ta vara på avloppsvattnets näringsinnehåll. Denna anläggning har lett till ett ökat intresset för system som har stor återföringspotential av växtnäringsämnen och funderingar på ytterligare en våtkompostanläggning i kommunen diskuteras i dagsläget.</p><p>Syftet med detta examensarbete var att studera fyra olika avloppsalternativ, där våtkompostering var ett alternativ, för ett fallstudieområde i Norrtälje. Som hjälpmedel för att utföra miljö- och kostnadsanalyser användes VeVa-verktyget som är ett verktyg för miljö- och kostnadsbedömningar för VA-system i omvandlingsområden. Eftersom våtkompostering inte ingick i VeVa vid detta examensarbetes början var också ett syfte att implementera detta avloppssystem i verktyget. Ett annat syfte var att göra en bedömning om våtkompostering är ett bra avloppssystem även i framtiden. Resultaten i denna studie bygger på en litteraturstudie, myndighetskontakt och modellering i VeVa. De avloppssystem som jämfördes i studien var anslutning till kommunalt avloppsreningsverk (ARV), lokalt avloppsreningsverk, våtkompostering och nyanläggning av samma enskilda system som i dagsläget finns i fallstudieområdet. Det sistnämnda systemet är en kombination av markbädd med fosforfälla samt sluten tank och markbädd.</p><p>Resultatet från studien visar att alla systemen med viss reservation för lokalt avloppsreningsverk uppfyller Naturvårdsverkets höga skyddsnivå för fosfor och kväve vilket är 90 % respektive 50 %. Alla system har en hög återföringspotential av fosfor men det är endast våtkompostsystemet som kan återföra kväve i större omfattning. Jämförelsen mellan slam från avloppsreningsverk och våtkomposterat avloppsavfall visade att våtkompost har mycket lägre kadmiumhalt samt högre andel växttillgänglig näring. Energianvändningen varierar mycket mellan systemen där anslutning till kommunalt avloppsreningsverk har högst förbrukning, medan våtkompostsystemet har lägst. Kostnadsanalysen visar att anslutning till kommunalt avloppsreningsverk är dyrast och våtkompostsystemet hamnar på andra plats. Dock är skillnaden mellan de studerade systemen inte speciellt stor när osäkerheter i indata beaktats. Slutsatsen i detta arbete är att våtkompostering är en bra avloppslösning, speciellt när kretsloppsanpassning är en viktig del, dock finns det viktiga sociala och ekonomiska aspekter som måste vägas in vid beslut om avloppssystem.</p>

Eutrophication of the Baltic Sea and Swedish lakes remains a major problem despite many years of effort to reduce the emissions of nutrients. One major source is waste water systems, especially private sewage systems. These sewages accounts for a very large share of nutrients per capita in comparison with citizens connected to larger sewage treatment plants. Norrtälje community has the greatest number of private sewage systems in Sweden. Discharges of nutrients, especially phosphorus, to the Baltic Sea from these sewage systems are significant. That is why Norrtälje is working actively to improve the standard of these sewage systems. The purpose with this Master Thesis was to compare from an environmental and cost perspective, different sewage systems in an area of Norrtälje. One of these sewage systems was liquid composting. To make this easier a tool called VeVa, which is an instrument for assessment of water and sewage systems in transition areas, was used. Since liquid composting was not included in VeVa in the beginning of the study one purpose was also to implement this option in the tool. Another objective of the work was to evaluate whether liquid composting is still a good sewage options in the future. The result of this study is based on a literature review, contact with Norrtälje community and modeling in VeVa. The four sewage systems that where included in the study where connection to a large scale waste water treatment plant, local sewage treatment plant and liquid composting. The fourth system was a new construction of the already existing private sewage system in the area. This system was a sand filter system with a phosphorus trap and a separation and collection of toilet water. Results from the study showed that all systems, with some exceptions for local wastewater treatment plant, can meet the Swedish Environmental Protection Agency high demand of phosphorus and nitrogen reduction for small sewage systems. All systems in the study, except for sand filter with phosphorus traps, have a high reversal potential of phosphorus. However it is only the liquid compost that can recycle nitrogen back to arable land to a greater extent. A comparison between manure sludge from waste water treatment plants and liquid composts showed that the liquid composts had a much lower level of cadmium content and higher proportion of plant available nutrients. The energy use for these systems varied widely where connection to a large scale wastewater treatment plant have the highest, while the liquid compost have the lowest energy use. The cost analysis showed that a municipal sewage treatment plant is the most expensive and liquid composting system is the next most expensive system. However, the differences in cost between the studied systems are not particularly large when uncertainties in the input are accounted. The conclusions of this Master Thesis were that liquid composting is a good sewage solution, especially when recycling of nutrients is an important factor. However there are important social and economic considerations that must be taken into account when deciding which sewage system should be implemented. / Övergödning av Östersjön och andra svenska vattendrag är ett stort miljöproblem som uppkommer av antropogena utsläpp av näringsämnen. En betydande källa för dessa utsläpp härrör från avloppsrening, i synnerhet från enskilda avlopp. Enskilda avlopp utgör en oproportionerligt stor källa av främst fosforutsläpp jämfört med större reningsverk räknat per capita. Norrtälje kommun är den kommun i Sverige som har flest enskilda avlopp och detta gör att utsläppen av näringsämnen till Östersjön är betydande. Den dåliga ekologiska statusen i stora delar av kommunens vattenområden har inverkat till att kommunen arbetar aktivt med att förbättra avloppsstandarden i dessa problemområden. År 2005 byggdes en våtkompostanläggning i Norrtälje vars syfte var att producera gödsel av avloppsvatten för att på så sätt ta vara på avloppsvattnets näringsinnehåll. Denna anläggning har lett till ett ökat intresset för system som har stor återföringspotential av växtnäringsämnen och funderingar på ytterligare en våtkompostanläggning i kommunen diskuteras i dagsläget. Syftet med detta examensarbete var att studera fyra olika avloppsalternativ, där våtkompostering var ett alternativ, för ett fallstudieområde i Norrtälje. Som hjälpmedel för att utföra miljö- och kostnadsanalyser användes VeVa-verktyget som är ett verktyg för miljö- och kostnadsbedömningar för VA-system i omvandlingsområden. Eftersom våtkompostering inte ingick i VeVa vid detta examensarbetes början var också ett syfte att implementera detta avloppssystem i verktyget. Ett annat syfte var att göra en bedömning om våtkompostering är ett bra avloppssystem även i framtiden. Resultaten i denna studie bygger på en litteraturstudie, myndighetskontakt och modellering i VeVa. De avloppssystem som jämfördes i studien var anslutning till kommunalt avloppsreningsverk (ARV), lokalt avloppsreningsverk, våtkompostering och nyanläggning av samma enskilda system som i dagsläget finns i fallstudieområdet. Det sistnämnda systemet är en kombination av markbädd med fosforfälla samt sluten tank och markbädd. Resultatet från studien visar att alla systemen med viss reservation för lokalt avloppsreningsverk uppfyller Naturvårdsverkets höga skyddsnivå för fosfor och kväve vilket är 90 % respektive 50 %. Alla system har en hög återföringspotential av fosfor men det är endast våtkompostsystemet som kan återföra kväve i större omfattning. Jämförelsen mellan slam från avloppsreningsverk och våtkomposterat avloppsavfall visade att våtkompost har mycket lägre kadmiumhalt samt högre andel växttillgänglig näring. Energianvändningen varierar mycket mellan systemen där anslutning till kommunalt avloppsreningsverk har högst förbrukning, medan våtkompostsystemet har lägst. Kostnadsanalysen visar att anslutning till kommunalt avloppsreningsverk är dyrast och våtkompostsystemet hamnar på andra plats. Dock är skillnaden mellan de studerade systemen inte speciellt stor när osäkerheter i indata beaktats. Slutsatsen i detta arbete är att våtkompostering är en bra avloppslösning, speciellt när kretsloppsanpassning är en viktig del, dock finns det viktiga sociala och ekonomiska aspekter som måste vägas in vid beslut om avloppssystem.

Källsorterande avloppssystem gör att resurserna i olika avloppsflöden kan tas tillvara. Särskilt klosettvatten innehåller näringsämnen som är viktiga att föra tillbaka till jordbruket. I Södertälje finns en anläggning som behandlar klosettvatten från slutna tankar och produkten används som gödsel. Hygieniseringen sker i två steg, först våtkompostering som höjer temperaturen och sedan ammoniakhygienisering genom tillsats av urea. För att våtkomposteringen ska fungera effektivt är det viktigt att klosettvattnet är så koncentrerat som möjligt, så att energiinnehållet är högt. Av denna anledning bör vakuumtoalett eller annan extremt snålspolande toalett användas. Våtkomposten i Södertälje har varit i drift sedan 2012 och det här examensarbetet har syftat till att utvärdera anläggningen. Det första målet var att kvantifiera massflöden av kväve och fosfor. Dock visade sig variationen i underlaget vara så stor att inga säkra slutsatser kunnat dras utifrån tillgängliga data. Osäkerheten visas med de 90% konfidensintervallen för in- och utgående totalmängder kväve och fosfor för åren 2014–2021. Ingående mängder upp­skattades till 0–170 kg P och 370–6200 N medan utgående mängder uppskattades till 60–280 kg P och 4000–23000 kg N. Ingående närings-koncentrationer tyder på att klosettvattnet i genomsnitt kommit från runt 100 personer per år, dock råder en stor variation och osäkerhet. Det andra målet var att uppskatta gasutsläpp från anläggningen. Osäkerheten i underlaget var som sagt stor vilket syns med det 90% konfidensintervallet som gick från -9 ton till 11 ton för kvävehaltiga gaser och från -4,4 ton till 20 ton för koldioxid, totala mäng-der utsläpp under åren 2014–2021. Resultat från litteraturstudien tyder på att utsläpp av metan och lustgas bör vara väldigt låga efter att urea har tillsatts vid behandlingen. Det är viktigt att lagring av produkten sker täckt för att förhindra ammoniakavgångar. Det tredje målet var att undersöka möjligheter att behandla andra substrat på våtkomposten, då den har kapacitet att ta emot mer material. Både säkerställande av leverans från slutna tankar samt anslutning av latrin från koloniföreningar har identifierats ha stor potential att öka kvantitet och kvalitet på inkommande substrat. Hantering av latrin­tunnor kräver däremot investering i en mottagningsanordning och om det skulle vara av intresse behöver alternativ och kostnader undersökas vidare. Latrin från koloniföreningar som samlas upp i slutna tankar, vilket är fallet hos två föreningar i kommunen, kan enkelt tillföras våtkomposten och bedöms kunna öka TS-halten vilket gör våtkomposteringen mer effektiv. Som sista del i arbetet har en provtagningsplan tagits fram för kontroll av latrin uppsamlat i slutna tankar. Flertalet aktörer är inblandade i anläggningen och ett kontinuerligt arbete krävs för att systemet ska fungera tillfredsställande. Det är därför av största vikt att de olika aktörerna både har tydliga rutiner och ett nära samarbete.