Notat Side 1 af februar 2017 Ref.: PEN

Transkript

1 Vedr.: Sjælsø Vandværk, Nye skyllevands- slamkoncentrerings- og Notat Side 1 af februar 2017 Ref.: PEN Til: Mette Pil Christiansen Bo Lindhardt Ib Ambrosiussen Nordvand Fra: Peter Borch Nielsen Kopi til: Per Noer-Hansen, Annika Lindholm 1 Baggrund Dette notat sammenfatter resultatet af byggeprogrammet for etablering af laguner/udligningsbassiner for klaret skyllevand samt beregninger af det nødvendige volumen af de nye bundfældningsbassiner og slamkoncentreringstanke på Sjælsø Vandværk til behandling af filterskyllevandet, inden udledning til Usserød Å. Behandlingsprincippet og flowveje i skyllevandsanlægget er vist i nedenstående blokskitse. Figur 1 Blokskitse af flowprincip i skyllevandsanlæg Myndigheden har i en foreløbig udtalelse meddelt, at det klarede skyllevand kan ledes til Usserød Å under følgende betingelser: o der ikke opstår problemer med for høj vandstand nedstrøms o at udledningen fordeles over så mange timer som muligt Krüger A/S Veolia Water Technologies, Danmark SØBORG Gladsaxevej 363 DK-2860 Søborg T kruger@kruger.dk AALBORG Indkildevej 6C DK-9210 Aalborg SØ T kruger@kruger.dk AARHUS Haslegårdsvænget 18 DK-8210 Aarhus V T kruger@kruger.dk GLOSTRUP SERVICE Fabriksparken 35 DK-2600 Glostrup T kruger@kruger.dk AQUACARE Fabriksparken 50 DK-2600 Glostrup T aquacare@kruger.dk ISO 9001 CERTIFIED CVR

2 Side 2 af 9 o at det er muligt ved skybrud at lukke for udledningen o at gældende miljøkvalitetskrav i henhold til Bekendtgørelse 921 af 27. juni 2016 kan overholdes o at koncentrationen af ferrojern (opløst jern) i Usserød Å højst må være 0,2 mg/l jf bilag 7 i vandplan I o at koncentrationen af jern i Usserød Å højst må være 3 mg/l 2 Laguner/udligningsbassiner Laguner/udligningsbassiner placeret mellem bundfældningsbassiner og Usserød Å vil forlænge udledningsperioden til Usserød Å, sikre at der ved skybrud ikke udledes skyllevand under fortsat normal drift af vandværket og samtidig forbedre det klarede vands kvalitet. I vedlagte bilag A er vist en tegning af et laguneanlæg bestående af 3 bassiner med et samlet volumen på ca m 3, hvoraf ca m 3 er effektivt volumen. Bundfældet klaret skyllevand kan tilføres med et flow på maksimalt ca. 300 m 3 /time til bassin 1 og afledes via bassin 2 og 3 til Usserød Å gennem flowmåler og reguleringsventil. Der er samtidig mulighed for at bypasse de enkelte bassiner ved behov. Hvert lagunebassin har nedkørselsrampe for eksempelvis bobkat, således at rengøring af bunden for aflejret slam let kan foretages. Der er udarbejdet et økonomisk overslag for etablering af et laguneanlæg inkl. udledningsanordning til recipient. Overslaget indeholder følgende hovedelementer: o Nedlæggelse og fjernelse af diverse bygværker og ledninger der ikke genanvendes o Renovering af diverse bygværker der genanvendes o Rørføring af skyllevand jf. plan o Opførelse af diverse bygværker (overfald, udløbsbygværk etc.) o Bassinopbygning med skrå sider af flisebelægning o Maskinel og elektrisk bestykning af bassiner (ventiler, flowmåler, tubiditetsmåler mm.) o Montage, installation, programmering, opstart og indkøring af anlæg o Projektering, udbud, tilsyn Tabel 1 Økonomisk overslag for laguneanlæg Overslag i tkr Bygningsarbejder Maskinudstyr og montage 650 El/SRO udstyr og installation 100 Projektering, udbud, tilsyn og indkøring 350 Total excl. uforudset Uforudset (15%) 360 Total incl. uforudset 2.760

3 Side 3 af 9 Som det fremgår, vurderes det at projektet kan gennemføres indenfor en samlet budgetramme på ca. 2,8 mio. kr. inkl. 15 % tillæg til uforudsete udgifter. 3 Volumen af bundfældningsbassiner og slamkoncentreringstanke Historisk set, gennem de seneste par år, er der maksimalt returskyllet filtre på ét døgn ved usædvanlige skyllesituationer på Sjælsø Vandværk, svarende til produktion af ca m 3 skyllevand. Middelproduktionen af skyllevand ved den maksimale drikkevandsproduktion på 2 * 1000 m 3 /time er beregnet til 877 m 3 /døgn. Ved den nuværende vandindvinding på ca. 7,8 mill. m 3 /år svarende til en vandproduktion på ca. 2 x 450 m 3 /time, er middelproduktionen af skyllevand til sammenligning 394 m 3 /døgn. Praktiske laboratorieforsøg har vist, at der kræves op til 16 timers bundfældning af suspenderet stof i skyllevandet for at indholdet af total-jern kommer under 3 mg/l. Bundfældningstiden kan reduceres til timer ved tilsætning af jernkoaguleringsmiddel. En drifts- og anlægsøkonomisk sammenligning, gennemgået på internt statusmøde d , viste ikke en betydelig økonomisk fordel i at benytte koaguleringsmiddel. Det anlægsøkonomiske overslag var på ca. 14 mill kr uden koagulering og ca. 13,5 mill kr med koagulering. Endvidere har tilsætning af kemikalie en negativ konsekvens for arbejdsmiljø og miljø. Det anbefales derfor at bundfælde det suspenderede stof uden tilsætning af koaguleringsmiddel og med en bundfældningstid på 16 timer inden udledning til laguneanlæg/usserød Å. I de følgende figurer og tekst er der gennemgået 3 simuleringer af volumenet af skyllevand i 4 stk 500 m 3 bundfældningsbassiner + 1 stk slamkoncentreringstank á 270 m 3 + ét laguneanlæg som vist i bilag A. Forudsætningen for de 3 simuleringer er: 1. Maksimal skyllevandsproduktion i usædvanlige driftssituationer. Returskylning på samme døgn af i alt 11 filtre fordelt med skylning af: - Anlæg I: 2 stk. forfiltre, 3 stk. efterfiltre - Anlæg II: 3 stk. forfiltre, 3 stk. efterfiltre Dette svarer til en samlet skyllevandsmængde på ca m Middel skyllevandsproduktion ved maksimal drikkevandsproduktion på 2*1000 m 3 /time fordelt med skylning af: - Anlæg I: 2 stk. forfiltre, 1 stk. efterfilter

4 Side 4 af 9 - Anlæg II: 1 stk. forfilter, 1 stk. efterfilter Dette svarer til en samlet skyllevandsmængde på ca. 870 m Middel skyllevandsproduktion ved nuværende drikkevandsproduktion på 2*450 m 3 /time fordelt med skylning af: - Anlæg I: 1 stk. forfilter, 0 stk. efterfilter - Anlæg II: 1 stk. forfilter, 0 stk. efterfilter Dette svarer til en samlet skyllevandsmængde på ca. 420 m 3. I nedenstående tabel er gengivet de benyttede simulerede filterskylninger over 6 døgn. Tabel 2 Simulerede filterskylninger over 6 døgn Dag Antal skyl forfilter anlæg Antal skyl efterfilter anlæg Antal skyl forfilter anlæg Antal skyl efterfilter anlæg Total m3 skyllevand Simulering 1: Maksimal skyllevandsproduktion i usædvanlig driftssituation Simuleringen er vist i figur 2. Der er ved beregningerne benyttet et udledningsflow af klaret vand fra bundfældningsbassiner og slamkoncentreringstanke på 150 m 3 /time/tank. For at reducere ledningsdimensioner er det forudsat, at der maksimalt udledes klaret skyllevand til lagunen fra 2 bassiner/tanke samtidigt. Dette er muligt ved at fordele filterskylningen af de 11 filtre over ca. 6 timer og forskyde udledningen til lagunen nogle timer. For at undgå overløb i laguneanlægget viser simuleringen, at udledningen af vand til Usserød Å skal være minimum 110 m 3 /time såfremt laguneanlægget er tømt til minimumniveau ved start af tilledningen af klaret vand. Under disse betingelser kan det klarede vand fra slamkoncentreringstanken netop nå at blive afledt fra lagunen inden der tilledes klaret vand fra næste døgns filterskylninger. Der vil i denne situation ikke være ledigt volumen i lagunen ved f.eks. skybrud. Tabel 3 Sammenfatning af benyttede flow ved simuleringen i figur 2 Klaret vand til lagune, totalt, maks. 300 m 3 /time Klaret vand fra bundfældning og/eller slamkoncentrering til lagune 150 m 3 /time/tank Klaret vand fra lagune til Usserød Å 110 m 3 /time Slam fra bundfældningsbassin til slamkoncentrering 150 m 3 /time

5 Side 5 af 9 Note: Bassin 1, 2, 3 og 4 er skyllevandsbassiner, hvorfra der efter henstand på 16 timer udledes klaret skyllevand til lagunen. Konc. 1 er opkoncentreringsbeholderen for slam. Lagune er lagunen, der bremser / fordeler udledning af skyllevand til Usserød Å. Volumen i lagunen er angivet på højre y-akse. Figur 2: Simulering af volumener ved maksimal skyllevandsproduktion på ca m 3 /døgn 3.2 Simulering 2: Middel skyllevandsproduktion ved maksimal drikkevandsproduktion Simuleringen er vist i figur 3. Der er ved beregningerne benyttet et udledningsflow af klaret vand fra bundfældningsbassiner og slamkoncentreringstanke på 150 m 3 /time/tank og for at reducere ledningsdimensioner er det forudsat, at der maksimalt udledes klaret skyllevand til lagunen fra 2 bassiner/tanke samtidigt. For at nå at tømme laguneanlægget inden næste døgns påfyldning viser simuleringen, at udledningen af vand til Usserød Å skal være minimum 40 m 3 /time. Der vil være et uudnyttet volumen i laguneanlægget på ca. 400 m 3, som er ledigt i f.eks. skybrudssituationer.

6 Side 6 af 9 Volumen per beholder (m3) Volumen lagune (m3) Tid (timer) Bassin 1 Bassin 2 Bassin 3 Bassin 4 Konc. 1 Lagune Figur 3: Simulering af volumener ved middel skyllevandsproduktion på ca. 870 m 3 /døgn ved maksimal drikkevandsproduktion på ca. 2*1000 m 3 /time Tabel 4 Sammenfatning af benyttede flow ved simuleringen i figur 3 Klaret vand til lagune, totalt, maks. 300 m 3 /time Klaret vand fra bundfældning og/eller slamkoncentrering til lagune 150 m 3 /time/tank Klaret vand fra lagune til Usserød Å 40 m 3 /time Slam fra bundfældningsbassin til slamkoncentrering 150 m 3 /time 3.3 Simulering 3: Middel skyllevandsproduktion ved middel drikkevandsproduktion Simuleringen er vist i figur 4. Der er ved beregningerne benyttet et udledningsflow af klaret vand fra bundfældningsbassiner og slamkoncentreringstanke på 150 m 3 /time/tank og for at reducere ledningsdimensioner er det forudsat, at der maksimalt udledes klaret skyllevand til lagunen fra 2 bassiner/tanke samtidigt.

7 Side 7 af Volumen per beholder (m3) Tid (timer) Volumen lagune (m3) Bassin 1 Bassin 2 Bassin 3 Bassin 4 Konc. 1 Lagune Figur 4: Simulering af volumener ved middel skyllevandsproduktion på ca. 420 m 3 /døgn ved middel drikkevandsproduktion på ca. 2*450 m 3 /time For at nå at tømme laguneanlægget inden næste døgns påfyldning viser simuleringen, at udledningen af vand til Usserød Å skal være minimum ca. 20 m 3 /time. Der vil være et uudnyttet volumen i laguneanlægget på ca. 750 m 3, som er ledigt i f.eks. skybrudssituationer. Tabel 5 Sammenfatning af benyttede flow ved simuleringen i figur 4 Klaret vand til lagune, totalt, maks. 300 m 3 /time Klaret vand fra bundfældning og/eller slamkoncentrering til lagune 150 m 3 /time/tank Klaret vand fra lagune til Usserød Å 20 m 3 /time Slam fra bundfældningsbassin til slamkoncentrering 150 m 3 /time 3.4 Opsummering af simuleringer Baseret på ovenstående simuleringer vurderes det, at den netop acceptable men sikre dimensionering af et nyt skyllevandsbehandlingsanlæg, hvor myndighedskravene overholdes og der ikke vil forekomme begrænsninger i forhold til vandproduktionen, er:

8 Side 8 af 9 o Projektering af 4 stk selvrensende bundfældningsbassiner á 500 m 3 effektivt volumen og bygning af 3 stk i første fase. Ved usædvanlige driftssituationer med behov for mange skylninger per døgn, kan disse fordeles over flere døgn med et skyllevolumen på m 3 /døgn. Såfremt vandværkets produktion forventes øget i forhold til den nuværende kan det 4. bassin opføres. o 2 stk slamkoncentreringstanke á 220 m 3 effektivt volumen (kapacitet til 3*50 m 3 bundfældet slam per tank + 70 m 3 volumen som slamlager per tank). Der projekteres med 100 % overkapacitet som sikkerhed. o 1 stk laguneanlæg som beskrevet i afsnit 2. o Afledning af 150 m 3 /time per bundfældningsbassin til lagune eller slamkoncentrering o Afledning af 150 m 3 /time klaret vand per slamkoncentreringstank til lagune o Maksimal afledning af 300 m 3 /time til laguneanlægget totalt o Der skal i nødstilfælde (ved lukning af laguneanlægget eller dele deraf) udledes op til 300 m 3 /time udenom laguneanlægget. Udledningen af klaret vand til Usserød Å i de forskellige situationer er opsummeret i tabel 6. Her er angivet det beregnede flow samt udledningen tillagt en sikkerhedsfaktor på 25 %. Tabel 6 Opsummering af udledningsflow af klaret vand til Usserød Å Beregnet udledningsflow Maksimalt udledningsflow (sikkerhedsfaktor på 25%) m 3 /time l/s m 3 /time l/s Nødsituation Usædvanlig driftssituation Maksimal produktion, middel skyllevandsproduktion Nuværende produktion, middel skyllevandsproduktion 20 5,6 25 6,9 Med ovenstående design kan der i normal driftssituation være ét bundfældningsbassin og én slamkoncentreringstank ude af drift (under renovering/service/tømning) uden at dette begrænser mulighederne for returskylning så betydeligt, at produktionskapaciteten af drikkevand reduceres. Samlet overslag på denne anlægsløsning er mill kr incl. laguneanlæg. Såfremt der ønskes besparelser kan laguneanlægget udelades, hvorved der kan spares ca. 1½ - 2 mill kr på anlægsomkostningerne. Udledningen af vand til Usserød Å vil fordeles over færre timer og være med et højere flow. Vandkvaliteten vil forringes, men fortsat overholde myndighedskravene under de givne forudsætninger. Laguneanlægget vil dog give større robusthed i designet.

9 Side 9 af 9 4 Konklusion og placering Baseret på ovenstående gennemgang anbefaler Krüger, at der arbejdes videre med et projektforslag for et skyllevandsbehandlingsanlæg uden koaguleringsanlæg og bestående af: o 4 * 500 m 3 selvrensende bundfældningsbassiner o 2 * 220 m 3 slamkoncentreringstanke o 1 stk laguneanlæg med 3 bassiner som skitseret i bilag. En mulig placering af skyllevandsanlæggets enheder er gengivet i nedenstående simple oversigtsbillede fra området med de nuværende skyllevandsbassiner. Placeringen fastlægges endeligt i projektets næste fase. Figur 5 Oversigtsbillede med eksempel på placering af skyllevandsanlæggets enheder..

10 Bilag A Tegning af udligningsbassiner (laguneanlæg)

11