ANDELSSELSKABET KARLSTRUP VANDVÆRK AF 1959 A.m.b.A. Formand: Nicolai Schiørring Åvej Solrød Strand tlf formand@akv59.

Transkript

1 Formand: Nicolai Schiørring Åvej Solrød Strand tlf formand@akv59.dk Kasserer Ole V. Ellefsen Hovgårds alle Solrød Strand tlf kasserer@akv59.dk Tilsynsførende: Marianne Caspersen Johannesvej Solrød Strand tlf Regnskabsfører: Hakon Hørlyck Klokkevangen Dannemare tlf regnskab@akv59.dk Solrød Strand, tirsdag den 20. november 2012 Solrød Kommune Teknik og Miljø Solrød Center Solrød Strand Ansøgning om tilladelse til videregående vandbehandling med fjernelse af nikkel. Karlstrup Vandværk af 1959 (AKV) søger hermed om tilladelse til rensning af drikkevandet for nikkel ved hjælp af selektiv ionbytning. Vandværket har i dag to boringer, som begge overskrider grænseværdien for nikkel, hvilket har gjort det nødvendigt at fortynde vandet fra egne boringer med vand fra Solrød Vandværk, for at overholde gældende grænseværdi på 20 µg/l. Da nikkelkoncentrationen i det oppumpede grundvand har været stigende de seneste år, trods flere tiltag for at reducere dettet, har AKV undersøgt forskellige andre løsningsmuligheder. Vi er herved kommet frem til, at rensning af vandet ved selektiv ionbytning ser ud til at være den billigste, den sikreste og den mest fleksible løsning for AKV. I det følgende er der redegjort nærmere for historikken i nikkelforureningen samt økonomi, teknik og miljøforhold for en ionbytningsløsning. Med venlig hilsen Andelsselskabet Karlstrup Vandværk af 1959 A.m.b.A Nicolai Schiørring Formand for bestyrelsen bestyrelsen@akv59.dk CVR-nr:

2 1. Problemstilling og løsningsstrategi I Solrød og Køge Bugt området indeholder grundvandet flere stedet store nikkelkoncentrationer. Det skyldes primært, at pyritten i undergrunden er forurenet med nikkel, som afgives til grundvandet, når pyrit iltes. Det finder typisk sted, hvis der laves store sænkningstragte omkring boringerne, så luften kommer i kontakt med pyrit. Derfor bør man så vidt muligt søge at løse problemet ved at undgå for store sænkningstragte i boringerne. Det kan ske ved at anvende en jævn pumpning fordelt over hele døgnet i stedet for nogle få kraftige oppumpninger i løbet af døgnet. Andre løsningsmuligheder kan være at bore dybere ned eller at flytte boringerne til et nyt sted med mindre nikkel i undergrunden. Endelig kan problemet også løses ved at rense vandet for nikkel. Karlstrup Vandværk har to ældre boringer (Hus = og mark = ), der giver vand af meget fin kvalitet, bort set fra at nikkekoncentrationen gennem de seneste 20 år har været for opadgående. Begge boringer har de seneste 10 år ligget mellem 20 og 34 µg/l, og kun et par af prøverne fra har ligget under 20 µg/l. I denne periode har nikkelkoncentration ab vandværk ligget mellem 17 og 32 µg/l (Middel = 23 µg/l). Den 16. maj 2011 fik AKV påbud fra Solrød kommune om at fremskaffe vand med tilfredsstillende kvalitet, og i juli 2011begyndte AKV at opblande vand fra egne boringer med vand fra Solrød Vandværk. Herefter har koncentrationen ligget under 20 µg/l, hvilket reguleres ud fra blandingsforholdet. I figur 1 er vist nikkelkoncentrationen i de to boringer for perioden fra 1. januar 2001 og frem til dato. Defekt udløbsrør udjævning af pumpetræk Vandmix start Figur 1: Nikkelkoncentrtion målt i de to boringer, der leverer råvand til AKV. Der er især lavet mange analyser de seneste fire år, hvor problemet er vokset. Før 2002 foreligger der kun 3 analyser på hver boring tilbage til I tilknytning til figur 1 skal det nævnes, at AKV i 2007 fik etableret en frekvensstyring af råvandspumpen i husboringen for at udjævne oppumpningen. Samtidig blev pumpen i markboringen droslet ned. Den ekstremt høje nikkelkoncentration (66 µg/l) i husboringen i 2010 bestyrelsen@akv59.dk CVR-nr: Side: 2

3 Nikkel, µg/l ANDELSSELSKABET skyldes et defekt udløbsrør. Det defekte udløbsrør er for længst udskiftet. Fra juli måned 2011 blev der oppumpet betydeligt mindre vand fra egne boringer, fordi vandet blev blandet med vand fra Solrød Vandværk for derved at sænke nikkelkoncentration i det vand, som udpumpes fra AKV til forbrugerne. I figur 2 er nikkelkoncentration ab vandværk vist for perioden 1. januar 1993 til dato Karlstrup Vandværk: Nikkelanalyse ab vandværk Defekt udløbsrør Vandmix start udjævning af pumpetræk 5 0 Figur 2: Nikkelkoncentration i vand ab AKV fra 1993 til dato. Siden juli 2011 er vandet "fortyndet" med vand fra Solrød Vandværk for at holde nikkelkoncentrationen under 20 mg/l, hvilket forklarer, at nikkelkoncentrationen siden medio 2011 ikke har været over 20 µg/l. Tiltag for at reducere nikkelkoncentrationen AKV har siden 2007 lavet en række tiltag for at reducere nikkelkoncentrationen i det oppumpede grundvand, men desværre har disse tiltag ikke helt kunne løse problemet. Disse tiltag er: 1. Installation af frekvensomformer og flowmåler på råvandspumpen i boringen i huset (2007) 2. Installation af ny pumpe i markboringen samt nyt reguleringssystem for flowet for denne pumpe (2007) 3. Reparation af defekt udløbsrør i boringen i huset (2010) 4. Løbende optimering af de to boringer for at minimere nikkelkoncentrationen ( ) Før 2007 blev de to boringer kørt på skift med fuld kapacitet (ca. 10 m 3 /h), styret af niveauet i rentvandstanken. Det betyder, at der blev lavet en stor sænkningstragt, når der blev pumpet, hvilket skete 5-6 timer pr. døgn. Når der laves en stor sænkningstragt, vil der blive en stor kontaktflade mellem pyrit og luft, hvilket medfører opløsning af nikkel fra pyrit af deraf følgende høj nikkelkoncentration i grundvandet. De to første tiltag i 2007 havde til formål at udjævne oppumpningen af råvand over en længere periode for at minimere sænkningstragten. Samtidig ønskede vi fortrinsvis at anvende husboringen, som havde lavere nikkelkoncentration end markboringen. Denne strategi opnåede vi ved at lade husboringspumpen være den primære pumpe. Den blev forsynet med frekvensregulering og en flowmåler, så vi ret præcist kunne indstille den til at pumpe jævnt og være i drift størstedelen af bestyrelsen@akv59.dk CVR-nr: Side: 3

4 døgnet. Markboringspumpen blev samtidig udskiftet med en mindre pumpe med den halve kapacitet, og der blev installeret en manuel justering af denne pumpe, så den kunne drosles passende ned i ydelse. På den måde kunne vi minimere sænkningstragten i denne boring betydeligt. Samtidig blev den til en sekundær pumpe, som først går i gang, når vandspejlet i rentvandstanken kommer under et vist niveau, hvis hovedpumpen ikke kan klare spidsbelastningen. Det tredje tiltag, hvor udløbsrøret blev repareret, havde til formål at udbedre en akut fejl, der havde medført en stor nikkelkoncentration på 66 µg/l ved en enkelt analyse i Udløbsrøret var gennemtæret i den øverste del, hvilket resulterede i, at der blev oppumpet vand med høj nikkekoncentration. Reparationen løste straks dette problem. Som nævnt i punkt 4 har AKV brugt meget tid på at finregulere oppumpningen ved manuel justering af ventilerne for at få det optimale blandingsforhold mellem vandet fra vores to boringer. Fra 2011, da vi startede med at fortynde med vand fra Solrød Vandværk, har vi ligeledes brugt meget tid på at lave en manuel finjustering af blandingsforholdet mellem vores og Solrød vandværks vand, så vi kunne overholde nikkelgrænsen på 20 µg/l. Vandet fra Solrød Vandværk kan have en relativ høj koncentration af nikkel på µg/l, hvilket betyder, at fortyndingseffekten er begrænset. Der må derfor bruges meget vand fra Solrød Vandværk. AKV er nødt til at blande med ca % vand fra Solrød Vandværk. AKV følger løbende op på vandkvaliteten og har lavet et regneprogram, så man hurtigt kan beregne det optimale blandingsforhold, når man kender nikkelkoncentrationen i AKV-vand og i vandet fra Solrød Vandværk. Status er i øjeblikket, at man kan leve med denne midlertidige løsning, indtil man tager beslutning om en permanent løsning. Den midlertidige løsning er under løbende kontrol, og den sikrer, at AKV holdes i god driftsmæssig tilstand. Vi har dog efterhånden prøvet alle de simple løsninger, som eksperterne peger på, men det har desværre ikke givet vand med nikkel 20 µg/l. Man kan gætte på, at problemet havde været noget større, hvis vi havde fortsat med at drive værket som før 2007, men nu er vi alligevel nødt til at overveje alle muligheder for at finde den mest optimale løsning. 2. Løsningsmuligheder AKV har overvejet følgende seks realistiske løsningsmuligheder, som vi nærmere vil gennemgå nedenfor. Nr Løsning Investering, kr Nettoudg. Kr/år 1 Nuværende løsning (40 % vand fra SV) Købe 100 % SV-vand Optagelse i SV Rensning af eget vand Ny markboring Foring af markboring I skemaet er udgifterne for vandværket anført, men disse udgifter afspejler ikke nødvendigvis udgifterne for brugerne. Nettoudgifterne er sammenlignet med situationen fra dengang, hvor AKV selv leverede alt vandet fra sine to boringer. Investeringen på kr i løsning 1 er således allerede gennemført Løsning 1 Nuværende løsning Denne løsning blev etableret i juli 2011 og kostede kr i investering. Vandet fra Solrød Vandværk (SV) indeholder µg/l nikkel, og derfor er AKV nødt til at bruge forholdsvis meget bestyrelsen@akv59.dk CVR-nr: Side: 4

5 (mindst %) vand fra SV, og det er en ekstraudgift for vandværket, da man skal betale SV 5,70 kr/m 3. Med denne løsning holder vi stadig AKV i drift, men det koster hver bruger ca. 325 kr ekstra om året, at vi er nødt til at købe vand fra SV. På længere sigt kan vi måske blive nødt til at købe mere vand fra SV, hvis nikkelkoncentrationen stiger i vores egne boringer, eller hvis den stiger i vandet fra SV. Begge dele er en reel risiko, da undergrunden i Solrød kommune indeholder en del nikkelforurenet pyrit, og det er vanskeligt at forudsige, hvordan strømningsforholdene i grundvandsmagasinet udvikler sig, når man begynder at oppumpe grundvand andre steder end tidligere. Ingen yderligere investering. Løsning 2 Købe 100% SV-vand Hvis vi går over til at købe 100 % vand fra SV og distribuerer vandet i vort eget ledningssystem, kan vi standse vores egne boringer og vandrensning, hvilket vil give mindre driftsbesparelser. Til gengæld er der ikke mere usikkerhed om, hvor vidt vi kan overholde nikkelkoncentrationen, for dette problem er nu helt overladt til SV. Såfremt SV engang i fremtiden bliver nødt til at etablere nye boringer med lavere nikkelkoncentration, kan afregningsprisen til SV stige, hvilket også vil betyde en udgiftsstigning for brugerne. Som udgangspunkt vil udgiften for hver bruger formenlig blive ca. 600 kr/år højere, end da AKV selv leverede alt vandet. Ingen yderligere investering. Løsning 3 Optagelse i SV Hvis AKV bliver helt overtaget af SV, kan vandværket og de to boringer nedlægges. SV har givet et tilbud på overtagelsen på kr (eksl. moms) pr. andelshaver. Går vi ud fra, at salg af vandværket kan indbringe godt 1 mio. kr, vil tilslutningen netto koste i alt 1,217 mio. kr ekskl. moms, og det beløb skal betales af de 259 andelshavere. Såfremt forbrugerne skal betale 5,70 kr/m 3 ekskl. moms, som er SVs nuværende pris, vil hver bruger formentlig kunne spare knap 700 kr/år inkl. moms, hvilket giver en tilbagebetalingstid af investeringen (tilslutningsafgiften) på ca. 8 år. Det forudsætter, at ændringer i vandprisen for AKV og SV vil udvikle sig på samme måde for de to vandværker. Det skal bemærkes, at vandprisen i Solrød Vandværk pt. holdes lav gennem nedsparing samt at samme forventes at stige på grund af store anlægsudgifter i forbindelse med at der etableres en ny jernbane. Disse forhold indgår ikke i beregningerne. Med denne løsning er brugerne mere udsat for, at man ved driftsuheld eller forurening af drikkevandet kan komme til at mangle vand. Så længe AKV har sin egen vandforsyning, kan man ved driftsuheld få vand fra SV. Denne mulighed forsvinder, hvis AKV nedlægges. Tilsvarende mister SV den reserve levering, som AKV kan yde i tilfælde af driftsstop hos SV. Samlet udgift ca. kr Løsning 4 Rensning af eget vand ved hjælp af selektiv ionbytning Denne løsning forudsætter, at AKV etablerer en god og billig renseløsning af sit eget vand. Løsningen er nærmere beskrevet i det følgende. Den valgte løsning er både billig i investering og drift samt meget fleksibel. Den forudsætter, at en del af vandet renses til en nikkelkoncentration under 1 µg/l. Såfremt nikkelkoncentrationen i råvandet stiger, kan anlægget også klare det, men driftsudgifterne vil blive lidt større afhængig af, hvor meget nikkelkoncentrationen øges. bestyrelsen@akv59.dk CVR-nr: Side: 5

6 Med den nuværende nikkelkoncentration i råvandet vil selve driftsudgifterne til rensning udgøre ca kr/år. Hertil kommer, at der skal tages hyppigere prøver til kontrol af vandets nikkelkoncentration. Alt i alt anslås merudgiften for AKV til ca kr/år. Investeringen i et sådan anlæg ligger på ca. kr Løsning 5 Ny markboring Rambøll har i 2011 gennemført en flowlog undersøgelse på markboringen. Ud fra denne undersøgelse konkluderer de, at der kan oppumpes grundvand fra dybere lag med lavt nikkelindhold. I første omgang mente brøndboringsfirmaet Brøgger (som er leverandør til AKV) ikke at den nuværende boring kunne fores, så man kunne hente grundvand op fra større dybde - mere end 30 m mod de nuværende 20 m. Brøndboringsfirmaet har derfor udregnet en overslagspris på en ny boring, som måske kan løse nikkelproblemet for AKV. Hvis en ny boring kan hente råvand op med en nikkelkoncentration på µg/l kan den benyttes til fortynding af hus boringen, så man kan overholde nikkelgrænsen på 20 µg/l. Ingen tør dog garantere, at vi kan blive ved med at oppumpe vand med så lav nikkelkoncentration, og at en eventuel lav startkoncentration kan holde sig flere år frem i tiden. AKV har kontaktet andre eksperter, der er skeptiske over for, om en ny og dybere brønd på det pågældende sted vil være en varig holdbar løsning, da undergrunden som tidligere nævnt indeholder store mængder nikkelforurenet pyrit. Samtidig viser flowlog undersøgelsen, at fluoridkoncentrationen stiger, jo dybere vi kommer ned, og i 33 meters dybde blev fluordikoncentrationen målt til 1,3 mg/l, hvilket er faretruende tæt ved grænseværdien på 1,5 mg/l. Her skal nævnes, at det er væsentligt lettere og billigere at rense drikkevand for nikkel end for fluorid, og derfor anser AKV den af Rambøll foreslåede løsning som meget risikabel og helt uden garanti for succes, både ud fra en teknisk og økonomisk betragtning. En ny markboring koster ca kr. Løsning 6 Foring af markboring Efterfølgende er brøndboringsfirmaet Brøgger vendt tilbage, fordi man har fundet ud af, at man muligvis godt kan indlægge en ny foring i den nuværende markboring, så man kan isolere helt ned til meters dybde. En foring vil være ca. 40 % billigere end en ny boring, men det er lidt usikkerhed om, hvor vidt det kan lade sig gøre at lave en foring. AKVs vurdering og forbehold ved denne løsning er de samme som ved en ny boring under løsning 5. En ny foring koster ca kr. Konklusion Af de seks løsningsmuligheder har AKV valgt at gå videre med en renseløsning (løsning 3), da denne løsning er billig og fleksibel samtidig med, at den giver en stor sikkerhed for, at AKV også kan levere godt drikkevand med lav nikkelkoncentration i mange år frem i tiden. AKV finder det også godt for forsyningssikkerheden i kommunen, at man opretholder enkelte mindre private vandværker, som i en uheldssituation kan levere vand til andre dele af kommunen. AKV mener i øvrigt også, at en renseløsning er helt i overensstemmelse med Miljøministeriet vandhandlingsplan, som netop lægger op til, at der kan gives permanente tilladelser til videregående vandbehandling i tilfælde af, at det drejer sig om geologisk betingede forureninger af drikkevandet. bestyrelsen@akv59.dk CVR-nr: Side: 6

7 3. Valg af rensemetode AKV har fået COWI til at vurdere de mulige rensemetoder set i relation til, at AKV ønsker en sikker, billig og fleksibel metode, som fremover kan sikre et lavt nikkelindhold i drikkevandet uanset de svingninger der måtte forekomme i råvandet. Følgende muligheder er kort vurderet: 1. Fældning af calcit (f.eks. pelletmetoden) kan både blødgøre vandet og fjerne noget nikkel 2. Rensning med Metclean metoden (tidligere brugt i Brøndby) 3. Absorption af nikkel på manganoxid (testet ved forsøg på Thorsbro Vandværk). 4. Ionbytning på naturmaterialer (zeolit, mangangrønsand, kaolinit) 5. Rensning af en del af vandet på et nanofilter eller et omvendt osmose anlæg. 6. Rensning med aktiv kul (begrænset effekt) 7. Selektiv ionbytning på syntetisk ionbyttermasse (Lewatit TP207 eller Amberlite IRC 748) Flere af metoderne er beskrevet i rapporten "Nikkelproblemer i Roskilde amt" udarbejdet af Niras og Aktor Innovation i februar Det skal endvidere nævnes, at COWI har mange års praktisk erfaring i fjernelse af tungmetaller i vand, hvilket er en vigtig faktor ved vurdering og valg af metode. Ad.1 Fældning af calcit: Den såkaldte pelletmetode er meget udbredt i Holland til delvis blødgøring af drikkevand ved udfældning af calcit. Erfaringer fra Holland viser, at nogle tungmetaller (f.eks. kobber) i et vist omfang fældes sammen med calcit, men vi snakker her om metalkoncentrationer på 1-5 mg/l og ikke i området µg/l. Metoden er forholdsvis dyr i investering og kompliceret i drift, så den er især egnet til meget store vandværker, og så tyder noget på, at den slet ikke kan reducere nikkelkoncentrationen til under 20 µg/l. Ad.2 Rensning med Metclean metoden: Metclean metoden er udviklet af Krüger, og den har været anvendt til fjernelse af nikkel i drikkevand i Brøndby, hvilket gik udmærket. Metoden anvendes dog ikke mere i Brøndby, da man har løst problemet på anden vis ved at hente grundvandet op fra en større dybde, hvor nikkelkoncentrationen ligger under 20 µg/l. Metclean anlægget er dyr i investering, og det kræver forholdsvis meget plads. Det opfylder derfor ikke AKV s krav til en god løsning. Ad.3 Absorption af nikkel på manganoxid: Adsorption og fældning af nikkel på manganoxid er testet på Thorsbo Vandværk. Metoden ser ud til at virke, men der mangler en del dokumentation, og så tyder den på at være forholdsvis dyr i investering og lidt kompliceret i drift. Metoden anses ikke for at være tilstrækkelig dokumenteret - hverken teknisk eller økonomisk. Ad.4 Ionbytning med naturmaterialer: Zeolit, kaolinit og mangangrønsand er blot nogle få udvalgte naturmaterialer, der har ionbytningseffekt over for tungmetaller, og de kan muligvis også fjerne nikkel i et vist omfang. Der mangler dog dokumentation for materialernes kapacitet og effektivitet, så det ville være noget af et eksperiment at satse på en sådan "naturløsning". Ad.5 - Rensning af en del af vandet på et nanofilter eller et omvendt osmose anlæg: Det er velkendt, at både omvendt osmose (RO) og nanofiltrering (NF) kan fjerne nikkel fra vand, men mange andre salte vil fjernes sammen med nikkel. Umiddelbart forekommer NF at være den mest oplagte løsning, da en del salte (typiske de monovalente ioner) ikke vil blive fjernet fra vandet. Derfor vil hele vandets sammensætning blive ændret - også selv om man blander det rensede vand bestyrelsen@akv59.dk CVR-nr: Side: 7

8 med % urenset vand. Samtidig vil der blive behov for at kassere % af vandet i form af et koncentrat, hvori nikkel findes sammen med de tilbageholdte salte. Metoden er forholdsvis dyr i både investering og drift, men der er ingen tvivl om, at løsningen vil være teknisk god. Dog bliver det så ikke lige til at få styr på, hvordan man skal kontrollere og styre vandets kemiske grundsammensætning, som vil ændres betydelig ved denne rensemetode. Metoden er for kompliceret og dyr at anvende på et lille vandværk som AKV Ad.6 - Rensning med aktiv kul: Det er fra nogle sider påstået, at man kan fjerne nikkel i drikkevand ved filtrering med aktivt kul. Generelt kan man sige, at aktivt kul normalt ikke anvendes til tungmetalfjernelse, fordi aktivt kul ikke er særlig god til at absorbere polære forbindelser. Man har måske i enkelte tilfælde målt en tilbageholdelse af tungmetaller i aktivt kul, hvis metallerne er absorberet til organiske stoffer, der ofte kan absorberes af kul. Derfor må vi konkludere, at aktivt kul ikke er noget godt og sikkert valg af rensemetode, da man ikke kan forvente nævneværdig fjernelse af nikkel. Ad.7 - Selektiv ionbytning på syntetisk ionbyttermasse: Ionbytning er en gammelt kendt metode til fjernelse af ioner fra vand. Den anvendes af tusindvis af virksomheder verden over i forbindelse med blødgøring og afsaltning af vand. Selektiv ionbytning er en mere speciel ionbytningsproces, som i mere end 25 år har været anvendt til selektiv fjernelse af tungmetaller ved finrensning (polering) af industrispildevand fra et kemisk fældningsanlæg. Inden for de seneste fem år, har det tyske firma Lanxess, der fremstiller den mest kendte selektive ionbytterharpiks, TP207, været med til at etablere mindst 8 større ionbytningsanlæg i Europa til fjernelse af nikkel i drikkevand. Ved selektiv ionbytning udnytter man den egenskab ved ionbyttermassen (harpiksen), at den har større affinitet til tungmetaller end til andre positive ioner. Affiniteten til nikkel er større end for calcium og magnesium, som igen er større end for natrium. Hvis en "harpiks" på natriumform udsættes for postevand, vil alt calcium og magnesium samt eventuelt nikkel bliver optaget på harpiksen, hvor natrium ionerne bliver afgivet i stedet for. Efterhånden bliver harpiksen mættet med nikkel, calcium og magnesium, men efterhånden som der kommer mere nikkel, bliver også calcium og magnesium udbyttet med nikkel. På den måde kan man efterhånden få fjernet nikkel selektivt fra vandet, og da nikkelkoncentrationen i vandet er mere end 1000 gange lavere end koncentrationen af calcium og magnesium går der meget lang tid, før harpiksen er mættet med nikkel og skal udskiftes eller regenereres. Metoden er forholdsvis billig og særdeles effektiv, da man kan komme ned under 1 µg/l nikkel i det rensede vand. En søjle med harpiks kan typisk belastes med et vandflow, der er gange så stor som det harpiksvolumen, som er i søjlen. Ved en nikkelkoncentration på µg/l i det urensede vand, kan harpiksen holde ca. 4 år, før den skal udskiftes eller regenereres. Harpiksen afgiver ingen skadelige stoffer, hvilket er testet efter tyske drikkevandsstandarder. Metoden opfylder i enhver henseende de krav, som AKV har stillet til en kommende renseløsning, og derfor har det ikke været vanskelig at vælge selektiv ionbytning blandt de forskellige alternativer. 4. Test og beskrivelse af selektiv ionbytning Selv om alt pegede på, at selektiv ionbytning var den bedste løsning for AKV, har AKV dog valgt at få metoden afprøvet ved laboratorieforsøg hos COWI, hvor man skulle rense vand fra AKV. Forsøgsrapporten er vedlagt som dokumentation, og her skal kort fremhæves de vigtigste resultater. Der blev udført to forsøg: I første forsøg var ionbyttermassen (harpiksen) på Na-form og i andet forsøg var den på Ca-form. I begge forsøg blev nikkel reduceret fra henholdsvis 26 og 31 µg/ til 0,52 og 0,68 µg/l. bestyrelsen@akv59.dk CVR-nr: Side: 8

9 I første forsøg blev der som ventet optaget både Ca, Mg og Ni i ionbyttermassen i starten, mens der blev afgivet Na. I andet forsøg blev harpiksen først skyllet længe med postevand, før selve ionbytningsforsøget startede. Ved dette forsøg afgives meget små mængder Ca og Mg, mens Ni optages helt som ventet. Hvis harpiksen er konditioneret med postevand før ibrugtagning, vil en ændring i sammensætningen af vandet efter fjernelse af nikkel ikke kunne måles, selv om der aktuelt afgives ca. 30 µg/l Ca og Mg. Renseeffektiviteten ved COWIs forsøg svarer stort set til de erfaringer Lanxess har fra fuldskalaanlæg i Tyskland. Ved forsøgene kunne man kun afprøve renseeffektiviteten, da det ville kræve mange måneder at afprøve harpiksens kapacitet. Man ved dog fra mange spildevandsanlæg og de tyske vandværksprojekter, at kapaciteten nok ligger på g nikkel pr. liter harpiks. Ved spildevand regner man normalt med 30 g pr. liter harpiks. Det betyder, at 1 liter harpiks har kapacitet til at behandle 667 m 3 drikkevand med en nikkelkoncentration på 30 µg/l. Med en nikkelkoncentration på 30 µg/l er det kun nødvendigt at rense halvdelen af vandet, hvorved det blandede vand vil få en nikkelkoncentration på µg/l. Det betyder, at der vil forbruges 1 liter harpiks til at producere 1333 m 3 drikkevand. Med en årlig produktion af m 3 drikkevand skal der således kun bruges knap 19 liter harpiks pr. år ved en optagelse på 20 g nikkel pr. liter harpiks. I praksis skal vandet pumpes igennem to serieforbundne kolonner fyldt med harpiks. En effektiv ionbytning kræver kun en opholdstid i hver kolonne på 2-3 minutter. Allerede efter første kolonne vil renseeffekten være mindst 90 %, hvilket betyder, at når den første kolonne er mættet, har den anden kolonne højst brugt 10% af sin kapacitet. Her vil man normalt udskifte harpiksen i første kolonne og bytte om på rækkefølgen af de to kolonner. Herved udnytter man harpiksens kapacitet bedst muligt, og man kommer aldrig i den situation, at man ikke har nogen renseeffekt. TP207 blev oprindeligt fremstillet af Bayer i Tyskland, men i dag er ionbytningsaktiviteterne (produktion, udvikling og salg) overført fra Bayer til et nyt selvstændigt aktieselskab, Lanxess. Der foreligger ganske meget dokumentationsmateriale fra Lanxess, hvoraf de væsentligste dokumenter er vedlagt denne ansøgning: Bilag 3: Lanxess application flyer: ARN-018 "Removal of nickel from potable water" Bilag 4: Case Study fra 2009 af Neuman fra Lanxess: Removal of nickel from potable water Bilag 6: Lanxess produktinformation om TP 207 Bilag 7: Afprøvningsattest fra Hygiene-Institut des Ruhrgebiets: "Prüfzeugnis Selektivaustauscher Lewatit TP 207" Bilag 8: Lanxess attest, 26. april 2010: Bekræfter at materiaet i Lewatit TP 207 er i overensstemmelse med 11 i den tyske drikkevandsstandard fra Det første dokument giver en grundig gennemgang af, hvorledes TP 207 kan anvendes til fjernelse af nikkel i drikkevand. Den anden reference er en case story om et fuldskala ionbytningsanlæg i den tyske by Fuchshain, som i 2009 havde været i drift i fem år med stor succes. Den tredje reference er et teknisk datablad for TP 207. Den fjerde reference er en prøvningsattest fra Hygiene-Institute des Ruhrgebiets, som i 2002 afprøvede TP207. Afprøvningen viste, at TP207 ikke afgav skadelige stoffer ud over de gældende grænseværdier. Dermed opfylder TP207 de gældende tyske krav til "Ionbyttere og sorptive polymerer, der anvendes til behandling af drikkevand og vandige væsker i levnedsmiddelindustrien". I den femte reference bekræfter Lanxess, at der i TP207 kun anvendes materialer, der er i overensstemmelse med 11 i den tyske drikkevandsstandard fra bestyrelsen@akv59.dk CVR-nr: Side: 9

10 På baggrund af disse og flere andre referencer er der fyldestgørende dokumentation for, at det er sundhedsmæssigt fuldt forsvarligt at anvende TP207 til drikkevandsbehandling. Dels indeholder TP207 kun materiale, som er tilladt ifølge den tyske drikkevandslovgivning, og dels har man ved afprøvning dokumenteret, at der ikke sker "afsmitning" af uønskede stoffer (målt som TOC og monokloreddikesyre), hvilket betyder, at den uden yderligere dokumentation kan anvendes til behandling af drikkevand. 5. Anlægsopbygning og drift Ionbytningsanlægget består at to Eurex kolonner fra Silhorko monteret på ramme. Kolonnerne har D = 400 mm, H = 1900 mm. Hver kolonne rummer 135 liter harpiks, TP207. Tilslutning til det bestående system fremgår af figuren. Drikkevand til ledningsnettet P1 P2 P3 Ionbytter 2 Ionbytter 1 3 nuværende pumper Drikkevandet pumpes ud til forbrugerne med tre frekvensstyrede forsyningspumper. Når ionbytningsanlægget bliver etableret, vil pumpe 1 (P1) altid pumpe gennem de to ionbyttersøjler, hvorefter det rensede vand blandes med vandet fra de andre pumper i det hovedrør, som går ud til forbrugerne. Det vil blive styret således, at P1 altid pumper mindst halvdelen af vandet for at sikre en nikkelkoncentration på ca. det halve af råvandets nikkelkoncentration. Skulle nikkelkoncentrationen i råvandet stige til over 40 µg/l engang i fremtiden, kan systemet let ændres, så en større del af vandet bliver renset i ionbytningsanlægget. De to ionbyttersøjler monteres på en ramme, der optager en gulvplads på 1,0 x 2,0 m. Den planlagte placering fremgår af lay-out tegningen i bilag 1. Kolonnerne leveres af Silhorko fyldt med TP207. Før kolonnerne kan tages i brug, skal de skylles med postevand. TP207 levers på Na-form, og ved skylning med postevand kommer de på Ca-form og Mg-form. En kolonne med 135 liter TP207 skal skylles med ca. 40 m 3 postevand for at få alt natrium udbyttet med calcium og magnesium. Efter skylning med 40 m 3 postevand er søjlen klar til ibrugtagning. Tilslutningen bliver lavet således at hele søjlen let kan frakobles og erstattes med den nye søjle. Samtidig skal rækkefølgen af søjlerne byttes om ved at ændre på nogle ventilstillinger. Det er tidligere beregnet, at 1 liter TP207 kan rense 667 m 3 vand, hvis vi forudsætter, at nikkelkoncentrationen er 30 µg/l og kapaciteten er 20 g nikkel pr. liter harpiks. Regner vi lidt mere forsigtigt med en kapacitet på 10 g nikkel pr. liter harpiks forbruges 1 liter harpiks til at rense 333 m 3 vand. En søjle med 135 liter harpiks kan således rense m 3 vand. Såfremt kun halvdelen af vandet skal renses og bruges til fortynding af det resterende vand, svarer det til, at man kan producere m 3 vand til forbrugerne, før harpiksen i første søjle skal skiftes. Med et årligt vandforbrug på knap m 3 skal der således tidligst skiftes harpiks efter 3½ år. Det er en meget konservativ beregning, og i praksis bliver det formentlig ca. efter 4 år. Det vil dog afhænge af bestyrelsen@akv59.dk CVR-nr: Side: 10

11 nikkelkoncentrationen i råvandet, blandingsforholdet mellem renset og urenset vand samt, hvor godt man udnytter harpiksens kapacitet. Det er aftalt med Silhorko, at de leverer ny kolonne fyldt med harpiks og tager den gamle kolonne retur, hvor de sørger for destruktion af harpiksen på forbrændingsanlæg. Det skal nævnes, at det er mere almindeligt at regenerere et ionbytningsanlæg i stedet for at udskifte harpiksen, når den er mættet, men det ønsker AKV ikke. Dels vil anlægget koste betydeligt mere i investering, og dels ønsker AKV ikke at opbevare og håndtere kemikalier i forbindelse med regenereringen. Det skal hertil nævnes, at harpiksforbruget vil være meget lille, og derfor vil der næppe heller være nogen økonomisk fordel i at etablere et anlæg med regenereringsfaciliteter. Den daglige drift stiller ikke store krav til personalet. Anlægget kan i princippet klare sig selv, men det vil dog blive inkluderet i den normale vedligeholdelsesprocedure. Personalet instrueres om funktion samt drift og vedligeholdelse ved idriftsætning, og der indsættes en detaljeret beskrivelse i driftsmanualen. Trykfald over ionbytningskolonnerne aflæses dagligt, og hvis trykfaldet bliver uacceptabelt højt, foretages en returskylning af én eller begge kolonner. Det første år udtages månedlige vandprøver til nikkelanalyser efter 1. ionbytningssøjle, da det er denne søjle, som først bliver mættet med nikkel. Hver 3. måned udtages også vandprøver til nikkelanalyse efter 2. ionbyttersøjle for at måle den totale renseeffekt. Prøvetagningsprogram for 2. år fastlægges, når resultaterne fra første år foreligger og er vurderet. Det forventes, at der går mindst 3-4 år, før nikkelkoncentrationen efter første søjle er så høj, at ionbytningskolonnen bør udskiftes med en ny. I god tid før kolonneskift konditioneres en ny ionbytterkolonne ved gennemskylning med ca. 40 m 3 postevand, så den er klar til ibrugtagning. Før gennemskylningen påbegyndes desinficeres kolonne og harpiks med hypochlorit. De første 5 m 3 skyllevand udledes til kloak, mens de næste 35 m 3 returneres til rentvandstanken med et flow på 250 l/h. Tilledning til rentvandstanken påbegyndes dog først efter, at det i en vandprøve er konstateret, at skyllevandets mikrobiologisk kvalitet er i orden. Med denne fremgangsmåde vil vandets hårdhed i rentvandstanken falde med ca. 10 % i en periode på ca. 6 dage. Mens kolonnen gennemskylles anbringes den langs væggen til filtertanken, og den forsynes med rent vand fra prøvehane ab vandværk. Når den nye søjle tilsluttes bliver den monteret som anden søjle, mens den gamle anden søjle bliver første søjle. På den måde udnyttes harpiksens kapacitet bedst muligt, ligesom renseeffekten bliver optimal. Der laves leveringsaftale med Silhorko vedrørende levering af ny ionbyttersøjler og returnering af de gamle, idet Silhorko skal levere dokumentation for, at den brugte harpiks bortskaffes på lovlig vis. I tilfælde af uforudsete driftsproblemer med ionbytningsanlægget lukkes ionbytningsanlægget, og der anvendes fortyndingsvand fra Solrød Vandværk, indtil ionbytningsanlægget atter er klar til drift. Ud fra erfaringer fra tilsvarende udenlandske anlæg forventes ikke mikrobiel forurening forårsaget af ionbytningsanlægget. Såfremt harpiksen alligevel mod forventning vil give anledning til mikrobiel forurening af vandet, kan den desinficeres ved skylning med en tynd opløsning af natriumhypochlorit. bestyrelsen@akv59.dk CVR-nr: Side: 11

12 Bilag. ANDELSSELSKABET 1. Layout tegning af vandværksbygning med nyt ionbytningsanlæg 2. Nikkel i drikkevand. Præsentation af Flemming Dahl på AKV s generalforsamling den Application flyer fra Lanxess: ARN-018 Removal of nickel from potable water, Lanxess case study: Nickel removal from potable water, by dr. Stefan Neuman, March COWI rapport fra : Forsøg med selektiv ionbytning af nikkel 6. Lanxess produktinformation om TP Afprøvningsattest fra Hygiene-Institut des Ruhrgebiets: "Prüfzeugnis Selektivaustauscher Lewatit TP 207" 8. Lanxess attest, 26. april 2010: Bekræfter at materiaet i Lewatit TP 207 er i overensstemmelse med 11 i den tyske drikkevandsstandard fra Silhorko prospekt over EUREX kolonner (81F) bestyrelsen@akv59.dk CVR-nr: Side: 12

13 Bilag 1: Lay-out tegning af vandværksbygning med nyt ionbytningsanlæg. Lay-out tegning af vandværk med nyt selektivt ionbytningsanlæg Dør 3 nuværende pumper Beluftningsrum Husboring Vand til forbrugerne Betjeningsgang 5,30 m 2 kolonner på ramme (Selektiv ionbytter) Eltav le Sandfilter 3,30 m 2,00 m 1,00 m bestyrelsen@akv59.dk CVR-nr: