Hvordan bedre H₂S-kontrol kan begrænse udledningen af drivhusgasser i spildevandsindustrien

I dette indlæg fortæller vi, hvordan forbedret overvågning og kontrol af hydrogensulfid (H₂S) ikke kun kan løse lugt- og korrosionsrelaterede problemer, men også hjælpe med at reducere metanudledningen (CH₄) i spildevandsindustrien – en udfordring, der er meget større end forventet ifølge de seneste undersøgelser.

Forfatter: Peter Madsen | Udgivet den 25. juli 2024 | Læsetid 5 min

Introduktion

Nylige undersøgelser viser, at metanudledningen fra spildevandsindustrien er næsten dobbelt så stor som tidligere anslået (Zondlo et al., 2023). Det er et problem, fordi metan er en kraftig drivhusgas med et globalt opvarmningspotentiale, der er næsten 30 gange større end CO₂. Det understreger det presserende behov for forbedret overvågning og afbødningsstrategier på tværs af branchen for at reducere metanudledningen og bedre tilpasse sig FN’s bæredygtige udviklingsmål for klimaindsatsen.

Når byerne fortsætter med at urbanisere og udvikle CO2-neutralitet-planer, kan de ikke ignorere sektoren for behandling af flydende spildevand: Mark Zondlo, 2023

Metanudledning fra spildevand er dobbelt så høj som forventet

Metan (CH₄) produceres under anaerobe forhold i spildevandssystemer, herunder i ledningsnet, i anaerobe rådnetanke og i slamhåndteringsområder via metanogene arkæer, hvorved organisk materiale nedbrydes i fravær af ilt. På samme måde produceres hydrogensulfid (H₂S) af sulfatreducerende bakterier, der reducerer sulfat til sulfid ved hjælp af organisk materiale eller brint. Begge gasser er således udbredt i de samme anaerobe miljøer i spildevandsindustrien. Hvis der opdages H₂S-udledning for enden af ledningsnettet, er det en stærk indikation på, at der også kan være metanudledning, da begge gasser produceres under lignende forhold (Parker & Walton, 2023).

Den store udfordring er, at metan- og H₂S-udledninger, på trods af at de er meget uønskede gasser, typisk ikke måles regelmæssigt. Denne mangel på overvågning betyder, at mange forsyningsselskaber måske ikke er klar over det fulde omfang af deres drivhusgasudledning.

To nylige undersøgelser fra forskere på Princeton University brugte direkte målinger og machine learning til at vurdere metanudledninger i spildevandsindustrien (Zondlo et al., 2023). En undersøgelse udførte målinger af metanudledning på stedet på 63 rensningsanlæg i USA, mens en anden analyserede litteraturdata fra metanovervågningsundersøgelser over hele verden. Disse undersøgelser viste, at metanudledningerne var næsten dobbelt så høje som de nuværende estimater fra The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), hvilket understreger behovet for forbedret overvågning og afbødning (Zondlo et al., 2023).

Strategier til begrænsning af H₂S og CH₄

Effektive afhjælpningsstrategier er afgørende for at reducere både H₂S- og CH₄-udledninger i spildevandsindustrien, og en litteraturgennemgang af Parker og Walton (2023) skitserer flere praktiske metoder, der kan bruges til at håndtere begge typer udledninger på samme tid.

Tilsætning af nitrat: Nitrat fungerer som en alternativ elektronacceptor, som hæmmer aktiviteten af de sulfatreducerende bakterier, der er ansvarlige for H₂S-produktionen. Dette begrænser igen de gunstige forhold for metanogener, der producerer metan. Ved at fremme disse mikrobielle processer kan nitrattilsætning således mindske både H₂S- og CH₄-udledninger.

Jernforbindelser: Jernsalte, som f.eks. jernklorid eller jernsulfat, kan effektivt kontrollere H₂S ved at udfælde sulfid som uopløseligt jernsulfid. Denne reduktion af H₂S kan også indirekte påvirke CH₄-produktionen, da begge gasser produceres under lignende anaerobe forhold. Tilstedeværelsen af jern skaber et mere aerobt miljø, der er mindre befordrende for CH₄-produktion.

Kalciumnitrat: Calciumnitrat kan bruges på samme måde som andre nitratforbindelser til at reducere produktionen af H₂S og CH₄. Det er særligt effektivt i miljøer, hvor tilsætning af andre nitratformer kan være mindre praktisk.

Forstyrrelse af biofilm: Denne metode indebærer periodisk dosering af kemikalier for at forstyrre dannelsen og aktiviteten af biofilm og dermed reducere produktionen af både H₂S og CH₄.

Implementering af disse strategier kræver nøjagtig overvågning for at optimere doseringen og anvendelsen af disse stoffer. Avancerede H₂S-sensorer kan levere data i realtid, hvilket muliggør proaktiv styring og hurtig reaktion på ændrede forhold. Det hjælper ikke kun med at reducere udledning, men sikrer også overholdelse af miljøbestemmelser og bidrager til bæredygtighedsmål.

Referencer

• Zondlo, M., et al. (2023). “Underestimation of Sector-Wide Methane Emissions from United States Wastewater Treatment.” Environmental Science & Technology
• Parker, W. J., & Walton, J. R. (2023). “A literature-based comparison of embodied GHG emissions of forced main sewer additives with potential reductions in methane generation.” Water Practice & Technology, Vol 18 No 12, 3387. DOI: 10.2166/wpt.2023.219
• U.S. Environmental Protection Agency (2023) – Overview of Greenhouse Gases. epa.com