Adaptiv svovlbrinteforebyggelse i kloaksystemer Afrapportering for projekt støttet af VTU-Fonden 29-1-2014
1 29. januar 2014 Projekt 7301.2011: Projekt-titel Adaptiv svovlbrinteforebyggelse i kloaksystemer Hovedansøger: Grundfos Holding A/S Ansvarlig: Christian Schou Udarbejdet af: Styregruppen Bilag: Se bilagsfortegnelsen Indholdsfortegnelse 1 Perspektivering... 3 2 Evaluering... 5 3 Teknisk del... 8 4 Revisionserklæring... 9 Bilagsfortegnelse 1.1 Kommunikationsplan 1.2 Poster 2.1 Referater fra afholdte workshops 2.2 Projektflow 2.3 Tidsplan 2.4 Notat om konsekvenser og økonomi 3.1 Teknisk notat forsøg og analyser 3.2 Projektbeskrivelser 3.3. Forsøgsresultater dokumentation af funktionalitet 3.4 Notat om valg af H 2S-logger samt appendix 3.5 Notat vedr. valg og dosering af kemikalier samt slides 3.6 Notat vedr. drift og vedligehold 3.7 Notat vedr. effekt af temperatur og opholdstid på svovlbrinteproduktion 4.1 Revideret og påtegnet projektregnskab foreligger ikke på nuværende tidspunkt 4.2 Revisonsberetning foreligger ikke på nuværende tidspunkt 4.3 Evt. meddelelser og bemærkninger foreligger ikke på nuværende tidspunkt
2 Forord Denne rapport for projektet er udarbejdet på vegne af styregruppen af Grontmij. Afrapporteringen er udarbejdet løbende gennem projektforløbet og er afsluttet i januar 2014. Der foretages en selvfinansieret udvidelse af fuldskalamåleprogrammet på begge lokaliteter, hvor målingerne fortsættes i 2014. Rapporten vil herefter blive suppleret med resultater, konklusioner, udgivne artikler mv. Januar 2014 Christian Schou, Grundfos A/S Martin Lyngsø, Grundfos A/S Bruno Killerich, Grundfos A/S Carsten Kallesøe, Grundfos A/S Jes Vollertsen, Aalborg Universitet Asbjørn Haaning Nielsen, Aalborg Universitet Henry Kragelund, Vestforsyning A/S Claus Trabjerg, Vestforsyning A/S Søren Erikstrup, Mariagerfjord Vand A/S Brian Frost, Mariagerfjord Vand A/S Marianne Halkjær, Grontmij A/S Lene Rusholt, Grontmij A/S
3 1 Perspektivering 1.1 Forretningsplan og exit-strategi Projektgruppen og projektets ejer Grundfos, er yderst tilfreds med, at der er kommet en prototype til et kommercielt produkt ud af udviklingsprojektet, udover den forventede vidensopsamling og - generering. Grundfos vil i løbet af de kommende år lancere en løsning til bekæmpelse af svovlbrinte i tryksatte systemer. Løsningen vil være baseret på en række gennemtestede Grundfosprodukter i samspil. Et samspil, der i projekter har været igennem en proof-of-concept fase og er klar til en udvidet fieldtestrunde, inden det går i markedet i Grundfos portefølje. Dette vil blive gjort på tilsvarende måde, som Grundfos gør det med andre styringsløsninger. Med baggrund i projektet vil Grundfos overveje at søge en patentering for en del af løsningen og de vundne erfaringer. Der er desuden basis for at gå videre af en række forskellige spor til yderligere udvikling af løsninger indenfor svovlbrintebekæmpelse. Dette arbejde vil Grundfos drive videre i et lignende setup. Nye løsninger fra dette setup vil være bestemmende for den fremtidige strategi for produktafsættelse og markedsføring. 1.2 Forretningsmuligheder Et market survey i forbindelse med projektets ansøgning har vist, at der er et globalt potentiale for bekæmpelse af svovlbrinte. Strategisk vil Grundfos øge sit engagement indenfor løsninger af svovlbrintebekæmpelse på en bæredygtig måde, hvilket er i tråd med Grundfos overordnede værdier. Som en af hovedaktørerne på det globale marked indenfor produkter til spildevandstransport vil en løsning til bekæmpelse af korrosion og lugt samt forbedring af arbejdsmiljøet for relevante personer, være med til at styrke Grundfos position på markedet og salg af eksisterende produkter. 1.3 Formidling Formidlingen af projektet er sket gennem præsentation og indlæg ved internationale konferencer og nationale temadage samt udenlandske og danske artikler. Ved projektstart blev der udarbejdet en kommunikationsplan, som løbende er blevet revideret. Kommunikationsplanen er vedlagt denne rapport som bilag 1.1. Poster præsenteret ved konference (vedlagt som bilag 1.2): Martin Lyngsø, Asbjørn Haaning Nielsen, Bruno Kiilerich, Christian Schou, Jes Vollertsen (2013). H 2Sformation under varying flow conditions in force mains. Presented at the 5th IWA Conference on Odors and Air Emissions, San Francisco, California, March 4-7, 2013
4 Artikel planlagt til konference: Martin Lyngsø m.fl. (2014). Præsentation af resultater fra projektet. 13th International Conference on Urban Drainage 2014, Sarawak, Malaysian Borneo, September 7-12, 2014 Formidling i øvrigt: Projektet og resultater har været formidlet i forbindelse med følgende aktiviteter: Temadagen Pumpetræf 2013 den 13. marts 2013 på Ferskvandscentret, den 21. marts 2013 i Slagelse og den 4. april 2013 på Ferskvandscentret (Bruno, Christian, Jes). Temadag om lugt den 24. oktober 2013 i Roskilde (Jes). Temadagen Svovlbrinteproblemer den 5. november og den 13. december 2013 på Ferskvandscentret (Jes). Endvidere har projektet været omtalt i en artikel i Miljømagasinet i december 2012 på baggrund af omtale på VandTek 2012. Der vil ske en videre formidling af projektet og resultater efter projektperiodens udløb: Artikel til Water Science and Technology i løbet af 2014 Managing hydrogen sulfide in a pressurized sewers with multiply inputs. Evt. Artikler i Water Environment Research og/eller Urban Water Projektet forsøges præsenteret på Spildevandsteknisk Årsmøde i juni 2014 med indlæg og artikel Mulige danske artikler i Dansk Vand og Teknik og Miljø i løbet af 2014 Muligheder for indlæg på DANVA møder/kurser samt for IDA Miljø undersøges Vurdering af effekten af formidling: Projektet er blevet mødt med stor interesse fra brugere i form af forsyninger og rådgivere, idet mange står med et alvorligt svovlbrinteproblem i dagligdagen. Brugerne har givet udtryk for et stort behov for løsninger, der optimerer svovlbrintebekæmpelse med hensyn til såvel økonomi, sikker bekæmpelse, og driftsvenlighed, og at de forventer, at dette behov vil fortsætte med at stige. Som bilag til afsnit 1 er vedlagt: Bilag: 1.1 Kommunikationsplan 1.2 Poster
5 2 Evaluering 2.1 Projektets mål Målet for dette projekt er at udvikle en verificeret systembeskrivelse af et pumpesystem til svovlbrinteforebyggelse og bekæmpelse i kloaksystemer, hvor løsningen adaptivt minimerer kemikalieforbruget. Ved projektets afslutning foreligger der en systemisk beskrivelse af et adaptivt doseringssystem, der efter et demonstrationsprojekt kan kommercialiseres. Overordnet er der således tale om: At bygge på erfaringer fra forsyninger Inddrage teoretisk og praktisk viden fra forskningsverdenen Udvikling af produkt Afprøve prototypen på to udvalgte lokaliteter Projektets mål og succeskriterier er løbende drøftet gennem projektperioden, bl.a. på de afholdte workshops. Output herfra er vedlagt som bilag 2.1. 2.2 Hvordan er projektet kommet i mål? Projektets forløb fra opstart til projektafslutning er overordnet skitseret i projektflowet, der er vedlagt som bilag 2.2. Projektet har løbende været styret ved hjælp af en overordnet tids- og aktivitetsplan, som er blevet ajourført på hvert af de afholdte møder. Den seneste tidsplan er vedlagt som bilag 2.3. Vestforsynings vurdering: I forsøget i Mejrup er vi kommet frem til, at man ikke på nuværende tidspunkt kan bekæmpe svovlbrinte i et tryksat system ved at dosere jernsulfat i pumpestation 106 med den adaptive løsning, da der efterfølgende bliver pumpet ind på ledningen fra 9 pumpestationer (ejendomme). Spildevandet fra de 9 pumpestationer bliver ikke blandet med det doserede jern, og når spildevandet fra sidegrenene kommer til oppumpningsbrønden frigives en del svovlbrinte. Under projektet har der været en god erfaringsudveksling, og vi (Vestforsyning) ved meget mere om svovlbrintebekæmpelse nu, end vi gjorde før vi startede på projektet. Samarbejdet i gruppen har været, og er godt - især forløbet siden efteråret 2012 har været godt og lærerigt for os i Vestforsyning, og vi forventer, at vi finder en brugbar løsning på svovlbrintebekæmpelse i tryksatte systemer, når forsøgene fortsættes i 2014.
6 Mariagerfjord Vands vurdering: Mariagerfjord Vand har oplevet projektet som meget givende i forhold til vores kendskab til svovlbrinteproblematikken. Det er dog ærgerligt, at det ikke i projektperioden har været muligt at finde et validt og holdbart produkt (logger) til at måle svovlbrinten i oppumpningsområdet, da det er hele grundlaget for, at den forsøgte proces virker. Mariagerfjord Vand er fortsat meget interesseret i at fortsætte forsøget, da vi anser potentialet for at optimere svovlbrintebekæmpelse for så stort, at en styrbar og valid bekæmpelse er en forudsætning for at drive vores over 200 km lange trykledninger, der transporterer mellem 5 og 6 millioner kubikmeter spildevand om året. Vi har oplevet et rigtig godt projektforløb, hvor udvekslingen af erfaringer og teorier har kunnet bruges af alle, og er blevet diskuteret i en bred dialog. Vi håber, at projektet kan fortsættes, således at der kan skabes klarere konklusioner på et validt grundlag. Mariagerfjord Vand er meget interesseret i at fortsætte som forsøgskanin med forsøgslokaliteter og driftserfaringer. Aalborg Universitets vurdering: Aalborg Universitet har stor interesse i, at viden om svovlbrinte i afløbssystemer øges, og at der udvikles koncepter, metoder og teknologier for at bekæmpe svovlbrinte og de af svovlbrinten afledte skadelige effekter. Projektet har bidraget væsentligt hertil - især den sidste del, men har også skabt grundlæggende ny viden. Projektet har endvidere bidraget væsentligt til at øge samarbejde og vidensdeling mellem parterne. Samarbejde omkring svovlbrinte i afløbssystemer, som blev igangsat ved VTUF-projektet, vil fortsætte fremover, og projektet har derfor haft stor nytteværdi også i denne sammenhæng. Grundfos vurdering: Forløbet har været vurderet internt i Grundfos jf. afsnit 1.1. Endvidere er der sammen med serviceteknikeren hos Grundfos foretaget en evaluering af, hvordan opsætningen af det fysiske system har været. Det krævede nogle ressourcer at sætte sig ind i, hvordan systemet skulle sættes sammen, (hvilke enheder der skulle bruges samt brug at nyt udstyr) samt hvordan det var tiltænkt, at systemet skulle fungere.
7 I forbindelse med installation af løsningen i større antal, vil en stor udfordring være den tekniske kommunikation og særligt robustheden af denne. Gennem projektforløbet er erfaringerne, at der på nuværende tidspunkt ofte mistes forbindelse til enhederne, og i mange tilfælde kræver det, at IOboardet bliver genstartet. Det er noget, der skal gøres fra Grundfos side og kræver altså, at der er en dedikeret person, der har ansvaret for at opretholde forbindelsen, da det ikke er noget forsyningerne selv kan varetage. Endvidere vurderes det, at en del af problemet overordnet ligger i det danske telenetværk, der generelt set ikke er af en høj nok standard pt. Derfor kan dette også blive et større problem de steder, hvor netværkerne er af lavere standard end i Danmark. Grontmijs vurdering: Grontmij har deltaget i projektet med projekt- og procesledelse. Herigennem har vi fået udvidet vores erfaring med og kompetence indenfor ledelse af innovations- og udviklingsprojekter med mange forskellige deltagere (virksomheder og fagligheder). Her har projektet især biddraget med læring omkring fokus på tydelig kommunikation og gensidige forventningsafstemninger. Grontmij ser et klart potentiale for projektet i sammenhæng med den helhedsplanlægning, der skal foretages for afløbssystemerne for at minimere og bekæmpe svovlbrintedannelse. Der har gennem hele projektperioden været stort fokus på samarbejdet mellem de 5 parter, hvor der bl.a. har været afholdt flere workshops undervejs. Projektforløbet har givet anledning til både frustrationer, gode grin samt en åben og ligeværdig dialog mellem de forskellige involverede, der har ført til ny viden og konstruktive løsninger på udfordringerne. 2.3 Hvordan er projektets potentiale? Projektet vurderes af alle parterne at have et stort fremtidigt potentiale, som før nævnt. Eksport/markedspotentiale for vandbranchen er beskrevet under afsnit 1.1. I projektet er der forsøgt udarbejdet en foreløbig økonomisk vurdering for løsningen, som fremgår af bilag 2.4. Som bilag til afsnit 2 er vedlagt: Bilag: 2.1 Referater fra afholdte workshops 2.2 Projektflow 2.3 Tidsplan 2.4 Notat om konsekvenser og økonomi
8 3 Teknisk del Projektets forsøgsbeskrivelse, analyseprogram og forsøgsopstilling er beskrevet i bilag 3.1. De to projektlokaliteter er nærmere beskrevet i bilag 3.2, og af bilag 3.3 fremgår projektets tekniske resultater (dokumentation af funktionaliteten). Et centralt punkt i projektet har været den valgte svovlbrintelogger, dette er nærmere beskrevet i bilag 3.4. Øvrige tekniske notater omkring valg og dosering af kemikalier, drift og vedligehold samt temperatur og opholdstid er vedlagt som bilag 3.5, 3.6 og 3.7 I bilag 3.3 er vist resultater fra projektet. Der ses data fra de to udvalgte strækninger ved Mejrup (Vestforsyning) og Skivevej (Mariagerfjord Vand), hvor der ikke er nogen form for svovlbrintebekæmpelse, og disse sammenlignes med svovlbrintedata, hvor der tilsættes kemikalie efter algoritmen udarbejdet i dette projekt. Overordnet set fungerer algoritmen som forventet, hvilket vil sige, at der ændres doseringsmængde afhængig af målte svovlbrintedata fra dagen før. Der tilsættes dog store mængder kemikalie i Mejrup, hvilket tilskrives sideledninger med høje svovlbrinteproduktioner. Det anses ikke for en mulighed at sænke kemikalieforbruget yderligere i Mejrup med den valgte metode, og derfor afsluttes forløbet her. Forsøget har dog ført til en større forståelse for de problemstillinger, som knytter sig til en trykledning med sideledninger. Disse erfaringer kan bruges af parterne fremover samt i forbindelse med videreudviklingen. På strækningen Skivevej har bekæmpelsen ikke haft den ønskede virkning, og der forsøges derfor med en øget doseringsmængde i 2014, hvorfor måleperioden for denne strækning udvides. De oprindeligt planlagte forsøgsperioder har i projektforløbet flere gange været udskudt. Dette skyldes dels tekniske og driftsmæssige forhold, hvor bl.a. spildevandsledningen på den oprindelige strækning ved Handest hos Mariagerfjord Vand måtte udskiftes, hvilket nødvendiggjorde udpegning og klargøring af en ny forsøgsstrækning (Skivevej) midtvejs i projektforløbet. Endvidere har forskellige problemer med de valgte loggere for måling af svovlbrinte påvirket forsøgsperiodens længde, og dermed sikring af valide data. Som bilag til afsnit 3 er vedlagt: Bilag: 3.1 Teknisk notat forsøg og analyser 3.2 Projektbeskrivelser Mejrup og Skivevej 3.3. Forsøgsresultater dokumentation af funktionalitet 3.4 Notat om valg af H 2S-logger samt appendix 3.5 Notat vedr. valg og dosering af kemikalier samt slides 3.6 Notat vedr. drift og vedligehold 3.7 Notat vedr. effekt af temperatur og opholdstid på svovlbrinteproduktion
9 4 Revisionserklæring Projektregnskabet afsluttes når svovlbrintemålingerne er afsluttet i 2014. Som bilag 4.1 og 4.2 vedlægges senere revideret og påtegnet projektregnskab, revisionsberetning og evt. meddelelser samt bemærkninger jf. VTU-Fondens revisionsinstrukser: Revisionsinstruks for tilskud ydet af Vandsektorens Teknologiudviklingsfond. For revision af regnskaber for projekttilskud på 250.000 kr. og derover. Denne instruks trådte i kraft den 31. januar 2012. Som bilag til afsnit 4 er vedlagt: Bilag: 4.1 Revideret og påtegnet projektregnskab foreligger ikke på nuværende tidspunkt 4.2 Revisonsberetning foreligger ikke på nuværende tidspunkt 4.3 Evt. meddelelser og bemærkninger foreligger ikke på nuværende tidspunk