Undersøgelse af vandbehandlingsmetoder på en række danske vandværker

Sammenfatning og konklusioner

Ved projektet er vandbehandlingen undersøgt på 29 mindre danske vandværker og et enkeltindvindingsanlæg, de fleste med erkendte overskridelser af drikkevandskvalitetskravene. Undersøgelserne har haft til formål at få opstillet en række anbefalinger til forbedring af de undersøgte vandværker, samt anbefalinger af generel karakter om bestemte vandbehandlingsanlæg til de forskellige vandtyper.

Udvælgelse af vandværker til projektet er foretaget på baggrund af udtræk fra GEUS database over indberetninger af drikkevandskvalitet. Ved udtrækkene er der identificeret værker med observerede overskridelser af drikkevandskvalitets-kravene. Vandværkerne er udvalgt således at materialet dækker forskellige råvandskvaliteter, der behandles på værkerne ved hjælp af forskellige typer anlæg. Samtidig er der ved udvælgelsen af anlæg taget hensyn til at få en væsentlig repræsentation af værker, der har overskridelser af kvalitetskravene for de udvalgte kemiske parametre, der er valgt som analysegrundlag ved undersøgelsen.

Undersøgelsen vedrører de behandlingsmetoder, dvs. luftning samt enkelt eller dobbeltfiltrering i åbne eller lukkede anlæg, som er hyppigst anvendte på danske vandværker. Der er indhentet systematiserede anlægs- og driftsdata fra de medvirkende vandværker, hvor niveauet for de leverede oplysninger er varierende, men giver en rimelig tilfredsstillende dækning for undersøgelsen som helhed. Medvirkende hertil har været de informationer, der er indhentet ved besøg, måling og prøvetagning trin for trin i behandlingen, som er udført på de enkelte værker.

De indhentede data ved undersøgelsen omfatter de væsentligste kemiske parametre med relation til den traditionelle vandbehandling på danske vandværker. Disse er: Ilt, metan, svovlbrinte, jern, mangan, ammonium, nitrat, nitrit, pH og aggressiv kuldioxid. Der er udført 6 vandprøvetagninger og analysering på hvert vandværk samt målt turbiditet ved kontinuert måling på værkerne.

Der indgår en række forhold, som er betydende for opnåelse af en acceptabel vandbehandling. Som de væsentligste kan nævnes: Udluftning af uønskede gasser fra råvandet, iltning af råvandet, filterhastighed, filtermateriale, stoffjernelse i filtrene samt filterskylning og i tilknytning hertil den umiddelbare effekt på vandkvaliteten, som skylningen giver anledning til.

Der er ved undersøgelsen vist forskelligartede problemer med vandbehandlingen, som omhandler råvandets kvalitet, beluftningens effektivitet og forskellige anlægs- og driftsmæssige forhold ved filtreringen.

Sammenfattende afdækker projektets resultater en række kategorier af problemer for de undersøgte værker. De fleste af disse vurderes at være typisk forekommende på mindre vandværker.

Indvinding af forskellige råvandstyper til et vandværk viser sig ofte problematisk for vandbehandlingen på et mindre vandværk, især da behandlingsanlægget sjældent er indrettet til den regulering af eksempelvis beluftningsanlægget, som vil være en forudsætning for indvinding af eksempelvis råvand med og uden metan.

Overkapacitet og drift med fuld belastning i få dagtimer er vurderet som medårsag til problemer for mange af værkerne i undersøgelsen. Problemer med anlægsmæssig overkapacitet har sammenhæng med det generelt faldende vandforbrug i dansk vandforsyning, og problemer med vandbehandlingen opstår, når driften af anlægget ikke justeres efter det ændrede grundlag. Det samme kapacitetsmæssige forhold giver også ofte problemer med en unødvendig høj frekvens for filterskylning, som giver anledning til de kvalitetsproblemer ved filtreringen, der har tilhørende og umiddelbar sammenhæng med filtrenes skylning. Dette er i undersøgelsen set ved de udførte on-line turbiditetsmålinger, som er relateret til jernindhold. Et lignende problem med kvaliteten i relation til ammonium i forbindelse med filterskylning er set for enkelte værker i undersøgelsen.

Da undersøgelsen har vist kvalitetsproblemer ved den uhensigtsmæssige driftsform med høj filterbelastning i få dagtimer, er der som en konklusion ved undersøgelsen peget på, at en løsning måske kan være at ændre driften til mere kontinuitet over flere af døgnets timer. En konkret eftervisning af dette, som en brugbar løsning, der giver forbedret vandkvalitet, kan forhåbentlig danne grundlag for ændret praksis på værkerne. Det kunne eksempelvis gøres ved et demonstrationsprojekt på et eller et par værker.

Råvandets forbehandling, eksempelvis ved udluftning af mindre indhold af metan og svovlbrinte eller afblæsning af større indhold, er for flere værker i undersøgelsen utilstrækkelig, hvilket for disse værker vurderes at give anledning til problemer efterfølgende med såvel ammoniumomsætningen i filtrene som jernfjernelsen.

Det understreges, at vanskeligt behandleligt råvand med eksempelvis højt indhold af metan forudsætter en beluftning med den nødvendige luftindblæsning, så også højt ammonium kan omsættes tilstrækkeligt i filtrene. Det bemærkes, at problemer med kalkfældning f.eks. som følge af forøget beluftning kræver en særskilt en egnet løsning.

Grundlæggende er det en forudsætning for optimal vandbehandling, at der er tilstrækkeligt ilt til at opfylde iltforbruget ved processerne i filtrene. Dette er ikke altid tilfældet, og især ikke ved høje ammoniumindhold i råvandet. Da der ofte er dobbeltfiltrering på værker med høje ammoniumindhold i råvandet, kan en løsning med supplerende ilttilførsel ud over primær beluftningen være mellemiltning mellem for- og efterfiltre. For værker med den type råvand men uden dobbeltfiltrering, er problemet af anlægsmæssig karakter, som kan være en fejl allerede ved anlæggets dimensionering, og løsning kan da kræve etablering af ekstra filter. Også her kunne en løsning med mellemiltning eftervises ved en form for demonstrationsprojekt på et værk.

I undersøgelsen er det på flere værker konstateret, at trykfilteranlæg med kompressorbeluftning ikke får tilført tilstrækkeligt ilt til vandet, hvilket da giver anledning til at det leverede vand ikke overholder kvalitetskravet for ilt. Der er også modsat set eksempler på, at luft fra kompressorbeluftning ikke afluftes ordentligt inden filtreringen og dermed passerer gennem filtrene med nedsat filtereffektivitet til følge. Da begge typer problemer i flere tilfælde vurderes at være forårsaget af problematisk funktion og vedligeholdelse af anlægget, peger dette på behov for at få et produkt fra branchens leverandører, der i højere grad er robust og driftsvenligt for mindre vandværker. Trykfilteranlæg er hyppigt anvendte på mindre værker landet over.

Ud over de anførte konkrete problemer er der værker med forskellige former for uhensigtsmæssigt design, og der er eksempler på design med uhensigtsmæssig sammensætning af procestrin og af utilstrækkelig kapacitet af procestrin (f.eks. utilstrækkelig beluftning). Sidstnævnte er ofte for råvand, der kan betegnes som vanskeligt behandleligt og giver derfor markante kvalitetsmæssige overskridelser.

Problemer med jernfjernelsen, som fremgår af undersøgelsen ved generelle overskridelser af kvalitetskravene, kan ofte være forårsaget af det anvendte filtermateriale. Det gælder materialets kornstørrelse, som for kvarts er anvendt i en for grov kornstørrelse, idet finrensningen da ikke er tilstrækkelig. Dette bevirker, at den mængde jern, der som okker afsættes i filtret, er for ringe set i forhold til tidspunktet, hvor der foretages filterskylning. Dette er et behandlingsproblem, der kræver en indsats med udskiftning af filtermateriale til det rigtige valg, og for mange værker vil det ofte samtidigt være relevant at foretage en gennemgang og eventuel renovering af filteranlægget som helhed.

Et andet problem for filtrene kan være, når filterlaget ikke er tilstrækkeligt dybt til at varetage såvel jernfjernelsen som manganfjernelsen. Sådanne filtre har ikke tilstrækkelig højde for ilægning af tilstrækkeligt lag af filtermateriale. Er filterhastigheden samtidig høj, giver det anledning til generelle overskridelser af jern og mangan, Det er vurderet, at problemet med forhøjet mangan kan være større end set ved undersøgelsen, men årsagen er vist.

Ved undersøgelsen er vist flest overskridelser af de gældende kvalitetskrav for jern og for ammonium. Efterfølgende er det ilt, nitrit og mangan. De mest markante overskridelser for jern set ved undersøgelsen vurderes overvejende at have sammenhæng med filterskylningen, der er vurderet som et generelt forekommende problem. Problemer med for ringe fjernelse af metan og svovlbrinte fremgår ikke som kvalitetsmæssige overskridelser som sådan, men undersøgelsen indikerer de tilhørende problemer med fjernelse af ammonium og af jern i filtrene, hvis fjernelsen af metan og svovlbrinte ved råvandets forbehandling er for utilstrækkelig.

Dårlig pasning af drift og ringe vedligeholdelse er desværre et af de mere generelle problemer set i denne undersøgelse. En utilstrækkelig kompetence hos driftspersonalet på de mindre vandforsyningsanlæg synes også problematisk set i lyset af undersøgelsens resultater.

Alt i alt forekommer der at være et opsparet behov for på de mindre almene vandforsyningsanlæg at få et systematiseret check af anlæggene med fokus på funktion. Det gælder funktionen ved den aktuelle råvandskvalitet, effektiviteten af beluftningen, filterbelastningen og skylleprocedurerne samt anlæggets vedligeholdelsesstand.

Undersøgelsen har undersøgt funktionen af de anvendte behandlingsanlæg og effektiviteten af vandbehandlingen i henhold til gældende kemiske kvalitetskrav for drikkevand. Den kontrolmæssige side af vandværkerne har ikke indgået som element i undersøgelsen. Men konsekvenser som manglende overholdelse af kvalitetskravene gennem længere tid er fremkommet ved undersøgelsen, og resultaterne synes dermed også at påpege, at myndighedskontrollen med de mindre vandforsyningsanlæg trænger til en opstramning. Dette er også af stor betydning som en del af grundlaget for opretholdelse af den decentrale vandforsyning i Danmark, med det store antal relativt små forsyningsanlæg.