Blødgøring af drikkevand centralt på vandforsyningerne DANVA's Årsmøde 27. maj 2011 Lizzi Andersen 1
Baggrund Hårdhed 1000 m 3 % af sum 5-10 30.896 19,7 10-15 29.159 18,5 15-20 37.347 23,8 20-25 59.148 37,6 > 25 674 0,04 Redegørelse udarbejdet for: Naturstyrelsen, DANVA, Århus Vand, Vandcenter Syd, Nordvand & Københavns Energi 2
Omfang af redegørelsen Tekniske og miljømæssige beskrivelser Generelle konsekvenser af blødgøring Teknologibeskrivelser af potentielle teknologier Sammenligning af teknologier Samfundsøkonomisk screeningsanalyse 3
Teknologier i redegørelsen Hovedteknologier: Kalkfældning: Udfældning af CaCO 3 ved dosering af NaOH (herunder Pellet-metoden) Ionbytning: Fjernelse af Ca +2 og Mg +2 ved ionbytning Nanofiltrering: Fjernelse af divalente ioner - herunder Ca +2 og Mg +2 - ved nanofiltrering Andre teknologier: Omvendt osmose Magnetiske metoder Ultralyd og pulserende strøm 4
Teknologibeskrivelser og konsekvenser Økonomi for vandforsyninger og forbrugere (investering, arealbehov, drift og vedligehold, levetid, resulterende vandpris) Ressourceforbrug for vandforsyninger og forbrugere (energi, kemikalier, vandspild, ændret levetid af apparater, andet) Resulterende vandkvalitet Miljø- og sundhedseffekter hos vandforsyninger og forbrugere (CO 2, affaldsprodukter, sundhedsmæssige konsekvenser) 5
Hvad er en samfundsøkonomisk screening? En samfundsøkonomiske screening er en økonomisk analyse, hvor der foretages en konsistent afvejning af et tiltags gevinster og omkostninger for samfundet som helhed. Resultatet af den samfundsøkonomiske vurdering udtrykker summen af fordele og ulemper ved tiltagets økonomiske konsekvenser. I den samfundsøkonomiske analyse medregnes såvel de direkte økonomiske konsekvenser som en række af de miljømæssige og øvrige eksterne omkostninger og effekter udtrykt i kr. Vurderingen af et tiltags samlede lønsomhed baseres på værdien af det samfundsøkonomiske overskud i forhold til en referencesituation uden tiltaget. En positiv samlet værdi indikerer, at det vil være fordelagtigt for samfundet samlet set at gennemføre projektet. En negativ værdi indikerer det modsatte. 6
Scenarier og vurderingsparameter for den samfundsøkonomiske screening Referencescenarium/do nothing scenarium: Dagens situation uden blødgøring med fordeling af vand på hårdhed som i dagens situation. Scenarium I: Blødgøring fra hårdhed 22 o dh til hårdhed 8 o dh. Scenarium II: Blødgøring til hårdhed 17 o dh til hårdhed 8 o dh. A: Stort vandværk ( 1.500.000 m 3 /år) og pelletmetoden B: Lille vandværk ( 160.000 m 3 /år) og ionbytning C: Lille vandværk med nanofiltrering Resultaterne af den samfundsøkonomiske screening opgøres som kr. per m 3 drikkevand afsat fra vandforsyningen. Det vil sige kr. per m 3 drikkevand af hårdhed 8 o dh. 7
Scenarier fordelt på hårdhed Hårdhed o dh Reference* Scenarier IA-C Scenarier IIA-IIC < 10 20 % 100 % 20 % 10-15 20 % 0 % 80 % 15-20 25 % 0 % 0 % >20 35 % 0 % 0 % I alt 100 % 100 % 100 % 8
Data i den samfundsøkonomiske screening Vandforsyning og ledningsejer Anlægsomkostninger til ny teknologi Driftsomkostninger til ny teknologi Ændret energiomkostninger ved pumpning af vand i tilkalkede rørledninger Omkostninger til afkalkning af vandforsyningsledninger Omkostninger til ledningsnet ved ændring i korrosion Forbruger Apparater, levetid og effekt på denne Apparater, effekt på energiforbrug (el) Apparater, effekt på kemikalieforbrug Apparater, priser Elpriser Forbrug af kalkfjerner Pris på kalkfjerner Forbrug af shampoo og sæbe, pers. hygiejne Pris på shampoo og sæbe Forbrugeroplevet effekt Forbrugertidsforbrug Sundhedseffekter inkl. effekt på tænder Miljø- og klimaeffekter Priser på miljø- og klimaeffekter Erhverv Lavere omkostninger til blødgøring af vand til opvaskemaskiner, kølevand, RO-vand, vaskerier og levnedsmiddelindustri Rensningsanlæg og ledningsejer Besparelser ved fosfatfjernelse 9
Sammenligning af teknologier Ionbytning Nanofiltrering Pelletmetoden Investering, kr. pr. m 3 /h 5.500-11.800 18.300-38.900 24.600-29.000 Arealbehov, faktor 1,0 1,7-2,7 2,0-3,7 Drift og vedligehold, faktor 1,0 1,5 5,0 Levetid, år 20 15 20-25 Energiforbrug, kwh/m 3 0,05-0,07 0,26-0,34 0,047 Kemikalieforbrug, kg/m 3 0,32-0,41 0,005 0,43 Andre forbrugsmaterialer Ionbyttermasse Membraner Sand Vandspild, % af råvand 1,5-2,0 8-12 1-2 Affaldsprodukt, g/m 3 0 0 0,18-0,28 10
Sammenligning af resulterende vandkvalitet Parameter Råvand Pellet (med NaOH) Ionbytning Nanofiltrering Alene Opblanding Alene Opblanding Alene Opblanding o dh 17-22 5 8 0 8 0,5-7 8 Hårdhed, mmol/l 3,0-3,9 0.9 1.4 0 1.4 0,05-0,7 1.4 Ca, mmol/l 1,9-3,8 0,3-0,5 0,5-0,9 0 50-70 % 50-95 % 50-70 % Mg, mmol/l 0,5-0,8 Uændret Uændret 0 50-70 % 85-95 % 50-70 % Na, mg/l 30-60 Stigning: 30-80 Stigning: 30-75 Stigning: 140-180 Stigning: 80-120 25-90 % 15-45 % HCO 3, mg/l 250-400 Reduktion: 85-210 Reduktion: 85-190 Uændret Uændret 45-95 % 20-50 % ph 7,0-8,0 8,5-8,8 7,5 Uændret Uændret 6,0-7,5 7,0-7,5 11
Generelle konsekvenser Vandselskaberne Mindre kalk i ledningssystemet Ingen korrosionsmæssige konsekvenser Mindre fosfor-rensning på rensningsanlæggene CO2-emissionerne følger konsekvenserne m.h.t. energiforbrug Lidt øget arbejdsmiljøpåvirkning Husholdningerne Mindre energiforbrug Mindre CO2-emission Mindre kemikalieforbrug Længere levetid på apparater Mindre tid til vedligeholdelse Sandsynligvis sundhedseffekt p.g.a. lavere magnesium- og calciumindhold i vandet 12
Konsekvenser for erhverv, eksempel vaskeribranchen På vaskerierne anvendes i dag stort set kun blødgjort vand fremstillet ved ionbytning Eksempler tyder det på, at vaskerierne ofte bruger noget mere salt en nødvendigt til regenerering af ionbytterne (anslået til 23 %) Såfremt vandværkerne leverer vand med 8 ⁰dH, skal vandet alligevel blødgøres på vaskerierne, da man ønsker at vaske i vand helt uden hårdhed De danske vaskerier vil formentligt kunne spare 500 tons salt pr. år til regenerering samt halvdelen af det vand, som anvendes til regenerering Det svarer til en vandbesparelse på ca. 1 % eller 14.000 m 3 /år eller mere, hvis vaskerierne bruger mere vand end nødvendigt til regenerering. 13
Total gevinst i kr/m3 Sammenligning af hovedanalysen af scenarierne 2 1 0-1 -2-3 -4 Scenarie IA Scenarie IB Scenarie IC Fra 22 ⁰H Fra 22 ⁰H Fra 22 ⁰H Fra 17 ⁰H Fra 17 ⁰H Fra 17 ⁰H I alt kr./m 3 Pellet Nano-filtrering Ionbytning Pellet Nano-filtrering Ionbytning 1,5-3,0 0,4 0,3-2,9 0,3 14
DKK/m3 Følsomhedsanalyser 4 3 2 1 0 Scenarie IA Scenarie IB Scenarie IC Scenarie IIA Scenarie IIB Scenarie IIC -1-2 -3-4 -5 Basis Ingen levetidsforøgelse for kaffemaskiner og elkedler Levetidsforøgelser for opvaske-og vaskemaskiner Ingen levetidsforøgelser af toilet og vandhaner Tidsgevinst ved afkalkning halv så stor som i basis Anlægsstørrelse 500.000 m3 Uden spildevandsomkostninger Ingen effekt på hjertetilfælde Ingen effekt på caries Lavere vandforbrug Skatteforvridning Driftsomkostninger, +25% Driftsomkostninger, -25% 15
Ikke værdisatte effekter Effekt Påvirkning af samfundsøkonomisk resultat Effekter for erhverv + Levetid af ledningsnet + Elforbrug i ledningsnet + Korrosion i ledningsnet 0 Arbejdsmiljø ved drift af blødgøringsprocessen - Krævet uddannelse til drift af blødgøringsprocessen - Metalindholdet i spildevandsslam + Forbedret økonomi i fjernvarmen + Bortskaffelse af husholdningsmaskiner og installationer + Vandsmag? Tidsforbrug og oplevelse ved hårvask? 16