Praktiske værktøjer til vurdering af filtres driftstilstand

Transkript

1 Praktiske værktøjer til vurdering af filtres driftstilstand Professor emer. Erik Arvin, DTU Miljø Hvad får I med hjem? Redskaber til at bedømme filtrenes driftstilstand - trin for trin, som ressourcerne nu rækker! Ideer til filteroptimering Starten på en filterdoktor karriere 1

2 1 m Filteropbygning 3 Snit i filter Filter hastighed 3-15 m/h Råvand Brugt skyllevand Granulært materiale Dyser Bærelag Rentvands kammer Luft til returskylning Vand til returskylning Figur: Laure R. Lopato Rent vand 2

3 Et traditionelt mindre filter Betydning af tilgængelighed til filtrene!! 3

4 Åbne filtre Overdækkede sandfiltre 4

5 Overdækkede sandfiltre Trykfilter DTU Environment 5

6 Koncentration [mg/l] Trin 1. Indledende driftsoversigt - Fungerer filtrene efter hensigten? Driftsoversigt Afgang Plot jern, mangan, ammonium, nitrit og turbiditet mod tiden. Opfyldes bekendtgørelsens krav? 0,25 0,2 0,15 Jern 0,1 0, Figur: Laure Lopato Dato Jern max Mangan Mangan max 6

7 mg/l Vandværk med dårlig ammonium-fjernelse mg/l 2,5 2 Ammonium efter vandbehandling 2004 Trin 2. Hvordan var filtrene oprindeligt dimensioneret? 1,5 1 0,5 0 2, jan 29. mar 19. apr 26. apr 1. jun 14.jun 5. jul 19. jul Ammonium efter vandbehandling 2004/2005 ammonium Hydraulisk belastning og filterhastighed? Forudsatte gangtid? Tilbageskyl strategi? (flow og tid for vand og luft) Filtermateriale og kornstørrelsesfordeling? Tykkelse af filtrerende lag? Skaf konstruktionstegninger og studér dem! 1,5 ammonium 1 0,5 Fra dårlig til effektiv ammoniumfjernelse i Torplille Vandværk Henrik Blomhøj, Tage Selchau og Erik Arvin. Vandposten (151). s jul jul- 28. feb- 7. mar- 14. mar- 18. mar- 18. apr- 25. apr

8 Filteropbygning oprindeligt! Trin 3. Hvordan er virkeligheden i dag for de enkelte filtre? Hvordan er den aktuelle: Hydraulisk belastning og filterhastighed? Reelle gangtid? Tilbageskyl strategi? (flow af vand og luft og tid for de enkelte processer) Filtermateriale og kornstørrelsesfordeling? Tykkelse af filtrerende lag? Hvilke konstruktionsændringer er foretaget? Figur: Finn Mollerup 8

9 Trin 4. Observationer fra driften af de enkelte filtre? Hvordan ser overfladen af filteret ud? Er der variationer i filtermaterialets udseende hen over filteret? Bølger filteroverfladen? Er der lunker? Hvordan er disse placeret i forhold til indløbsbygværket? Er vandet jævnt fordelt hen over indløbsbygværket? Optræder filteroverfladen homogen eller inhomogen under tilbageskyl? Hvor er der evt. vinduer Hvordan afgives luft under tilbageskyl med vand? Tabes filtermateriale under tilbageskyl? Studie af filteroverfladen Figur: Laure Lopato 9

10 Filteroverfladens variation Studie af indløbsfordeling Tykkelse af det filtrerende lag Dybde (cm) Længde (cm) Figur: Laure Lopato Brede (cm) 10

11 Observationer fra driften - tilbageskyl 5. Nøjere driftsundersøgelse Flowvariationer i filtreringsperioden Turbiditet i filtreringsperioden Trykstigning i filtreringsperioden Figur: Laure Lopato 11

12 Turbiditet [FNU] Driftsundersøgelse - turbiditet Trin 6. Nøjere tilbageskyl-undersøgelse Undersøgelse af filterexpansion Partikelkoncentration/turbiditet under tilbageskyl Effekt af trinvis øgning af vandhastighed 1 0, : : : : : : : : :00 Dato Figur: Laure Lopato 12

13 Returskyl-undersøgelse Måling af filterekspansion under tilbageskyl Figurer: Laure Lopato Figurer: Laure Lopato 13

14 Trin 7. Undersøgelse af filtermaterialet i de enkelte filtre Sigteanalyse Kornstørelsesfordeling - sigteanalyse Stokkemetode Penetrometer, avanceret stokkemetode Bestemmelse af vingestyrke Belægning på filterkorn Belægninger ned gennem filteret? Forekomst af mudderboller Slamtilbageholdelse i filterlagene Udgravning af dele af filter observere snit i filter Tilstandsvurdering af filterdyser/filterbund Figur: Finn Mollerup 14

15 Stokkemetode simpel og videregående Filtermateriale undersøgelse Figurer: Laure Lopato Figurer: Laure Lopato 15

16 Udtagning af niveaubestemte sandprøver Udgravning af filter Per Kirkeby maleri? Figur: Laure Lopato 16

17 Trin 8. Videregående undersøgelser Tryktab gennem filter Tryktab ned gennem filteret Måling af vandets overmætning Sporstofforsøg til bestemmelse af porevandshastigheder Bestemmelse af stofprofiler gennem filter: omsætningshastighed for ammonium, jerm mangan Bestemmelse af luftindhold i filtermaterialet med sulfittracer Figur: Finn Mollerup 17

18 Måling af luftovermætning i tilløb og udløb Salt tracer Videregående undersøgelse 3 6 Ammonium profil Figur: Laure Lopato 18

19 Depth [cm] Sporstofforsøg i fuldskalaanlæg Stofprofiler ned gennem filter As [µg/l] Fe [µg/l] As V As III Fe III Fe Total 20 As Total Fe II

20 Trin 9. Fremtidige undersøgelser? TDR Time domain reflectometry Georadar Andre ideer? TDR Georadar Trin 10. Filteroptimering? Forbedre forbehandling Forbedre returskylning Reducere flow/bedre flowkontrol Øge vandniveau over filter Nyt indløbsdesign Nyt filtermateriale Nyt bærelag Rens/udskift dyser Figur: Laure Lopato Figurer: Laure Lopato 20

21 Konklusioner Tak for opmærksomheden! Der er rigtig mange muligheder for at overvåge filtrenes driftstilstand Mange af redskaberne er simple og hurtige at udføre Redskaberne giver inspiration til optimering af filtrene Men det kan være svært at finde årsagen til sygdommen fra måling af driftstilstanden Overvågningen kan også bruges til Dokumenteret Drikkevandssikkerhed (DDS) 21