Endelig tilladelse til ændring af behandlingsanlæg (nyt vandværk) for: Horbelev Vandværk Gyldighedsperiode for ombygning: 20-08-2019 til 20-08-2019
Afgørelse Guldborgsund Kommune giver Horbelev Vandværk tilladelse til ændring af behandlingsanlægget efter vandforsyningslovens 21. Behandlingsanlægget opføres i ny bygning på nabogrund. Denne tilladelse gælder kun ændringen af behandlingsanlægget. Vilkår 1. Der gives ret til følgende nye installationer/ændringer på vandværket: Beluftning 1 stk. automatisk metan afblæsningsbeholdere DRP/SILHORKO type 15000, med iltningsanlæg bestående af oliefri kompressoranlæg med tilbehør. Forfilter 1 stk. automatisk trykfilterbeholdere SILHORKO type TFB35. Kapacitet 20 m³/t. Efterfilter 1 stk. automatisk trykfilterbeholdere SILHORKO type TFB35. Kapacitet 20 m³/t. Rentvandsbeholder 4 stk. rentvandstanke i stål på hver 23 m³. Kapacitet 92 m³. Rentvandspumper 4 stk. rentvandspumper. Kapacitet 40 m³/time. Returskylleanlæg 1 stk. skyllepumpe og 1 stk. skylleluftsblæser. 2. Efter etableringen skal rentvandet løbende analyseres for de behandlingskrævende parametre og bakteriologi. Der skal derfor minimum en gang om ugen analyseres for følgende parametre: Jern Mangan Ammonium Nitrit Metan Bakteriologi Resultaterne sendes til Guldborgsund Kommune, som vurderer hvornår vandbehandlingen er stabil og analyserne kan stoppes. I mellemtiden forsynes vandværkets forbruger med vand fra det gamle vandværk. 3. Efter en indkøringsperiode på ca. 2 måneder, skal rentvandet fra vandværket analyseres for parametrene i en udvidet kontrol samt svovlbrinte og metan. Resultaterne skal sendes til Guldborgsund Kommune. 4. Rentvandet fra det gamle vandværk skal ligeledes analyseres for de parametre som er nævnt i vilkår 2 og med samme hyppighed. 5. Tilladelsen gives under forudsætning af at bestyrelsen har godkendt ændringerne. Hvis ikke vandværket kan behandle vandet tilfredsstillende og som minimum overholde grænseværdierne i drikkevandsbekendtgørelsen, skal vandværket finde frem til en løsning og derefter ændre på behandlingsprocessen, således at grænseværdierne overholdes. Tilsyn Guldborgsund Kommune fører tilsyn med indretning og driften af vandforsyningsanlægget, samt med de indvundne vandmængder.
Redegørelse Anledning til ansøgning Horbelev Vandværk har besluttet at bygge et helt nyt vandværk på grunden ved siden af det nuværende vandværk. Dette indebærer helt nyt behandlingsanlæg. Der ønskes etableret et dobbeltfilteranlæg i lukkede filtre. Vandværket ønsker ikke et 2-strenget system således at den ene halvdel kan lukkes ned. Vandværket har ud over denne ansøgning også en ansøgning om kalkfjernelse ved ionbytning, hvor kalk (calcium og magnesium) erstattes af natrium. Ansøgningen om kalkfjernelse behandles for sig selv. Bygning af nyt vandværk kan således godt ske selv om kommunen skulle vælge af give afslag på kalkfjernelse. Guldborgsund Kommune har gjort Horbelev Vandværk opmærksom på, at der på sigt kan blive behov nye boringer. Især indholdet af salt (natrium og klorid) har været lidt svingende, og ser derfor ud til at være noget afhængig af intensiteten for indvindingen. Guldborgsund Kommune her derfor også udtrykt undren over ansøgning om kalkfjernelse ved ionbytning, der øger indholdet af natrium. I forbindelse med der gives tilladelse til det nye vandværk, skal vandværket indvinde mere kontinuerligt fra deres boringer, således at der indvindes fra alle boringer samtidig samt over det meste af døgnet. Der skal ikke nødvendigvis indvindes ligeligt fra alle boringer. Grundvandet i området Boringerne er filtersat i kalken, som i området træffes ca. 40 m.u.t. Grundvandsmagasinet er overlejret af vekslende lag bestående af moræneler og smeltevandssand. Den vestlige og østlige del af indvindingsoplandet til Horbelev Vandværk er præget af glacial-tektonik I området omkring indvindingsboringerne findes der et akkumuleret mættet/reduceret lerlag over kalken på over 15 meter. Et mindre område i den vestlige del af indvindingsoplandet har dog et akkumuleret mættet/reduceret lerlag over magasinet på mellem 10-15 meter (fra statens kortlægning). Figuren nedenfor viser et geologisk snit gennem indvindingsoplandet fra syd mod nord.
Råvandet fra boringerne DGU.nr: 238.159; 238.421 og 238.640 stammer fra samme magasin og har som udgangspunkt samme vandkemi. Vandet indeholder ingen nitrat og vandtypen er bestemt til vandtype D. Sulfatindholdet er generelt lavt og stabilt i indvindingsboringerne (mellem 2,3 mg/l og 15 mg/l ved de seneste analyser i indvindingsboringerne). Der er ikke påvist pesticider. Ved en enkelt prøve i 2009 var der spor af xylener i boring 238.421. Det er ikke genfundet siden og kan derfor være en fejl. De lave og stabile sulfatkoncentrationer og generelt ingen påvisning af nitrat indikerer således, at området omkring indvindingsboringerne ikke er sårbart overfor nitrat. Nuværende boringer Vandværket har 3 aktive indvindingsboringer. Her ses vandkemien. Boring DGU nr. Enhed 238.159 mg/l 238.421 mg/l 238.640 mg/l ph 7,0 7,2 7,2 Bikarbonat 407 437 381 NVOC 3,0 4,7 2,8 Calcium 100 110 97 Magnesium 20 28 17 Natrium 57 210 33 Kalium 4,1 7,4 3,8 Jern 1,0 1,2 1,4 Mangan 0,011 0,029 0,014 Klorid 96 360 46 Fluorid 0,65 0,99 0,67 Sulfat 4,0 24 3,5 Ammonium 2,1 2,1 1,9 Svovlbrinte 0,12 0,59 0,11 Metan 1,5 0,082 2,6 Arsen 0,49 µg/l 0,12 µg/l 0,044 µg/l Nikkel 0,12 µg/l 0,76 µg/l 0,049 µg/l Grænseværdi mg/l 7-8,5 >100 4 ingen 50 175 10 0,1 0,02 250 1,5 250 0,05 0,05 0,01 5 µg/l 20 µg/l
238.159: Boringen har et moderat indhold af jern og en modetat til højt indhold af ammonium. Saltindholdet (natrium og klorid) viser at boringen er påvirket af salt grundvand. Upåvirket grundvand har et kloridindhold på ofte under 30 mg/l og ikke over 50 mg/l. Det er derfor af stor vigtighed, at der ikke pumpes for kraftigt i fra boringen, dvs. der skal pumpes med en mindre pumpe mange timer i døgnet. Saltindholdet er dog langt under grænseværdien, men hvis indholdet svinger samtidig med at det er lige over upåvirket grundvand kan det være meget følsomt for indvindingen. Ved en senere analyse er saltindholdet faldet en smule, hvilket igen viser at boringen er følsom. 238.421 Boringen har et moderat indhold af jern og en modetat til højt indhold af ammonium. Saltindholdet (natrium og klorid) viser at boringen er meget påvirket af salt grundvand. Upåvirket grundvand har et kloridindhold på ofte under 30 mg/l og ikke over 50 mg/l. Det er derfor af stor vigtighed, at der ikke pumpes for kraftigt i fra boringen, dvs. der skal pumpes med en mindre pumpe mange timer i døgnet. Saltindholdet er ved den viste boringskontrol over grænseværdien. En senere analyse viser dog et fald i saltkoncentrationen så indholdet er nu 11 og 196 mg/l for henholdsvis natrium og klorid, hvilket er under grænseværdien. Målingen er efter at vandværket har været opmærksomme på pumpestrategien og pumpet mindre kraftigt. Det viser at boringer er meget følsom for kraftig indvinding. NVOC indholdet er også højt og over grænseværdien. Boringen må ikke anvendes uden opblanding med vand fra de øvrige boringer. 238.640 Jern og Ammonium er i samme niveau som de øvrige boringer. Boringen har dog et markant lavere indhold af salt (natrium og klorid). Det er lige omkring upåvirket grundvand. Indholdet af metan og højere og indholdet af sulfat er lavt, hvilket ofte betyder en god beskyttelse mod forurening fra overfladen. Dette er kemisk set den bedste boring. Der er p.t. ikke funder miljøfremmede stoffer (bortset fra 1 analyse i boring 238.421 i 2009, som måske er en fejl) og boringerne er også undersøgt for de seneste pesticider. Vandværkets største udfordring er indholdet af salt, som ligger i den moderat høje ende. 2 af boringerne viser også, at de er meget følsomme for pumpeintensiteten. Balanceret indvinding Et hvert vandværk bør tilstræbe at have en balanceret indvinding. Balanceret indvinding tager udgangspunkt i harmonisk eller skånsom indvinding, hvor man indvinder fra alle boringer samtidig og i mindst 20 timer i døgnet. Ved balanceret indvinding tager man højde for hver enkelt boring beskaffenhed med geologi, sænkning og vandkemi. Derudover tages også højde for vandbehandlingen. Rent behandlingsmæssigt er der ikke så stor forskel på kemien i de 3 boringer, da alle boringer indeholder stort set samme koncentrationer af de behandlingskrævende stoffer. Vandtypen er som udgangspunkt ens, men der er dog stor forskel på visse centrale parametre, så som salt i boringerne. Boring 238.421 har mest salt og ser ud til at være meget følsom for indvinding. Boring 238.159 har moderate mængder af salt og er lidt følsom, og boring 238.640 er den bedste boring rent saltmæssigt. Alle 3 boringer er meget og unødvendigt dybe, og rådgiver har nævnt at de måske vil plomberer i dybden, en metode der nogle gange har vist sig gavnlig for mindre salt i vandet. Boringernes dybde eller transmissivitet forklarer dog ikke entydigt den store forskel i saltindhold. TEM overflyvningerne viser, at det salte grundvand generelt træffes længere oppe kalken mod nord og øst, hvorfor boring 238.421 er værst ramt og derefter boring 238.159. Det bør der tages højde for i indvindingsstrategien, således at boring 238.640 indvinder 40-50%, boring 238.159 indvinder 30-40% og boring 238.421 indvinder 20-30%. Den procentvise indvinding er ikke tiden de skal indvinde, da de bør indvinde ca. 20 timer i døgnet og fra alle boringer samtidig, men det er den procentvis pumpekapacitet for de enkelte boringer. Pumpestørrelsen bør dog have en vis reservekapacitet, og ved normal drift være reguleret ned med frekvensomformer. Udgangspunktet for den samlede råvandspumpekapacitet er 9 m³/time. Filterne har en kapacitet på 20 m³/t, og det er absolut ikke nødvendigt med en højere kapacitet for råvandspumperne (samlet). Pumperne bør dog være så store, at man kan tage en boring ud af drift til renovering eller andet, mens de 2 andre fortsat kan drive vandværket ved normal drift (samlet 9 m³/time). Pumpernes størrelse bør derfor ligge på mellem 5 og 10 m³/t for hver boring, og så justeres ned med frekvensomformer.
Vandbehandling Et vandværk skal kunne fjerne eller omdanne stofferne jern, mangan, ammonium, svovlbrinte og metan, hvis de er tilstede i råvandet. Fjernelse eller omdannelse sker ved iltning og filtrering. Mængden af metan og svovlbrinte kan reduceres allerede i beluftningsdelen af anlægget (i et åbent system). Der kan dog være en lille rest som kræver biologisk omdannelse og ilt. Jern og mangan optager ilt og fjernes i forfiltret som okkerslam. Ammonium omdannes biologisk til nitrit og videre til nitrat. Fjernelsen af mangan kan dog også foregår i efterfilteret da den er afhængig af koncentrationen af ammonium. Råvandet bør kunne behandles med dobbeltfiltrering, hvad der også er søgt om. Dimensionering Vandværket indvinder årligt ca. 55.000 m³, og har en indvindingstilladelse på 65.000 m³/år. Ifølge den beregningsmetode som kommunen har anvendt i deres vandforsyningsplan kræver det følgende dimensionering: Indvinding Boringer Behandling Rentvandstank Udpumpning 55.000 m³/år 9 m³/t 9 m³/t 73 m³ 14 m³/t 65.000 m³/år 11 m³/t 11 m³/t 86 m³ 16 m³/t Ansøgt 20 m³/t 92 m³ 40 m³/t Nuværende anlæg 30 m³/t 30 m³/t 280 m³ 55 m³/t Som det ses er behandlingsanlægget dimensioneret så der er en god reserve kapacitet hvis vandværket skulle nødforsyne andre anlæg. Reservekapaciteten så de kan leverer ca. 65.000 m³/år, samt 11 m³/time. Iltning og Iltforbrug Iltning har det formål, at mætte vandet med ilt. I åbne systemer vil der også ske en afgasning af svovlbrinte og metan. Vandet kan maksimalt iltes til 10-1 ilt. Drikkevand skal have et iltindhold på minimum 5 mg/l når det forlader. Det betyder, at råvandet maksimalt må have et iltforbrug på 5-6 mg ilt/l. Hvis vandet iltes mellem filtrene, og der kommer ilt når vandet kommer i rentvandstanken, kan iltforbruget være større. Praktiske erfaringer viser at: Svovlbrinte Metan Jern Mangan Ammonium ca. 0,5 mg/l ilt ca. 4,0 mg/l ilt ca. 0,15 mg/l ilt ca. 0,3 mg/l ilt ca. 3,4 mg/l ilt Med de praktiske erfaringer giver råvandet et iltforbrug på ca. 7 mg ilt/l, ved fuld afblæsning af metan og svovlbrinte. Rådgiver har også valgt at tilfører ilt i processen mellem de 2 filtreringer. Der er meget lidt svovlbrinte, men en smule metan i råvandet. Især boring 238.640 har en del metan. Der er derfor også valgt et beluftningssystem som rådgiver vurderer kan afblæse metanen. En eventuel rest vil kunne hæmme de bakterier som skal omdanne ammonium og nitrit. Indholdet af gassen kuldioxid vil også blive mindsket under iltning. Da kuldioxid er en syre vil ph stige under iltningen da noget af syren forsvinder. En øget ph-værdi har den ulempe, at vandets evne til at opløse kalk bliver dårligere. Dette kan betyde, at der udfældes kalk allerede i filtrerne med dårlig vandbehandling til følge. Dette er især et problem hvis indholdet af bicarbonat er meget højt. Råvandet har et moderathøjt indhold. Ammoniumomsætningen danner dog syre, hvilket mindsker problemet. Forfilter (jern, mangan) Indholdet af jern i råvandet overskrider drikkevandskravene og skal derfor fjernes på vandværket. Jern og mangan bliver fjernet i forfiltreret (dog lidt usikkert hvor mangan fjernes).
Når vandet ledes direkte fra iltning til filter uden henstand, vil jern hovedsageligt blive fjernet ved en autokatalytisk proces, hvor jernoxiderne bygger sig til filteret i stedet for at reagere direkte med ilt og danne jernoxid som partikler. At der ikke dannes små partikler af jernoxider har den fordel, at der ikke er små kolloider som slipper gennem filteret. Dette kan give et forhøjet indhold af jern og turbiditet i drikkevandet. Den autokatalytiske jernfjernelse fungerer bedst ved: - filterhastigheder >2,0 m/t (meget afgørende) - opholdstider i filteret >7,5 min. - ph værdi >7,5 - iltmættet vand (opløst oxygen >10,0 mg/l) - valg af et filtermateriale med stor overflade (f.eks. LUXOVIT). Der omdannes ofte også en del ammonium i forfilteret. Efterfilter (ammonium, nitrit) Indholdet af ammonium i råvandet overskrider drikkevandskravene og skal derfor fjernes på vandværket. Bakterier på overfladen af filtermaterialet omdanner ammonium til nitrit, og derefter vil andre bakterier omdanne nitrit til nitrat. Denne proces kræver ilt og optimale betingelser for bakterierne. Det er vigtigt, at belastningen på filtrene sker så jævnt som muligt. Således at filterhastigheden holdes nogenlunde jævn. Dette gøres ved stabil indvinding. ph-værdien må ikke stige så meget, at der er risiko for at kalk fælder ud i filtrene. Dette stiller krav til beluftningen, da det er under beluftning af råvandet at kuldioxid udluftet fra vandet og ph-stiger. Omdannelsen af ammonium giver dog et syrebidrag, som til dels kan afhjælpe denne ph-stigning. Hvis ikke gasserne svovlbrinte og metan omsættes ordentlig, kan de bakterier som skal omsætte svovlbrinte og metan komme i konkurrence med de ammonium og nitrit omdannende bakterier. Indholdet af svovlbrinte og metan er dog meget lavt. Rentvandstank Hvis et vandværk køre over hele døgnet frem for kun at indvinde når der er brug for vandet (i dagtimerne) vil der være brug for en relativ stor rentvandstank, idet der bruges mere vand i spidsbelastningerne end behandlingsanlægget kan klare. Sådanne vandværker bør have en rentvandskapacitet på mindst 30 % af et maksimalt døgn. Jeg større vandværket er jo mindre udsving er der mellem maksimum og minimum døgn. Det nuværende vandværk har en meget stor rentvandstank på samlet ca. 280 m³, hvor der med den nuværende indvinding kun er behov for ca. 73 m³. Der er søgt om samlet set en rentvandkapacitet på 92 m³, hvilket Guldborgsund Kommune vurderer som passende. Indkøring Ethvert nyt anlæg kræver en del indkøring før de kan behandle vandet, især omsætning af ammonium. Ofte har vandværket i den periode også problemer med overskridelser af de bakteriologiske parametre. Vandværket og deres rådgiver skal finde den indkøring hvor forbrugerne har mindst gener. Vilkårene 2, 3 og 4 omhandler indkøringsfasen. Inden for indkøringsfasen skal vandværket eller rådgiver holde kommunen ajour med tiltag. Når ammonium/nitrit-omsætningen er blevet acceptabel (kommunens vurdering) kan det være nødvendig at køre vandet over UV-anlæg hvor der fortsat er bakterier i vandet.
Vurdering Vi vurderer, at det nye behandlingsanlæg er dimensioneret, så det vil kunne klare vandværkets fremtidige drift. Vi vurderer samtidig, at behandlingsanlægget er teknisk udført således, at det kan behandle det råvand som vandværket oppumper og levere vand af tilfredsstillende kvalitet. Hvis der på sigt bliver behov for nye boringer bør vandværket dog være opmærksomme på, at råvandets kemiske sammensætning kan være anderledes. Dette kan give problemer med driften, som i givet fald skal justeres så det passer til det aktuelle råvand Skulle vandværket mod forventning ikke kunne levere vand af tilfredsstillende kvalitet, skal de tilpasse eller ændre behandlingsanlægget, således, at drikkevandet som minimum overholder grænseværdierne i drikkevandsbekendtgørelsen. Dette kan eventuelt ske i samråd med rådgiver. Justering og optimering af vandværksprocessen kræver ikke godkendelse fra kommunen, men hvis det er nødvendigt at foretage væsentlige ændringer end hvad denne tilladelse indeholder, skal vandværket have tilladelse fra kommunen. Jakob Lysholdt afdelingsleder Henrik Andersen civilingeniør