Miljøprojekt, 993 – Behandling af reduceret vand på mindre vandværker

Behandling af reduceret vand på mindre vandværker

Sammenfatning og konklusioner

En del af de mindre danske vandforsyningsanlæg har problemer med at overholde kravene til drikkevandets kvalitet. Dette gælder bl.a. for almindeligt og naturligt forekommende stoffer som metan, svovlbrinte, jern, mangan og ammonium. På baggrund heraf har Miljøstyrelsen tidligere gennemført et projekt, som ud fra en gennemgang af 29 mindre vandværker med vandkvalitetsproblemer opstillede anbefalinger til, hvordan vandbehandlingen på især de mindre vandværker kan forbedres (Miljøprojekt 715, 'Undersøgelse af vandbehandlingsmetoder på en række danske vandværker').

Med henblik på at dokumentere Miljøprojekt 715's anbefalinger i praksis, samt fremme anvendelsen af disse, har Miljøstyrelsen ønsket at gennemføre et opfølgende praktisk anlagt projekt med fokus på behandling af reduceret vand. Nærværende projekt er udført med dette formål.

Til gennemførelsen af projektet skulle udvælges minimum 1 - 2 mindre vandværker med reduceret råvand, og som havde problemer med ammoniumfjernelsen. Det var et krav, at vandværkerne selv var indstillet på at afholde de nødvendige udgifter til implementering af de anbefalede tiltag indenfor en kort tidshorisont.

Der blev taget kontakt til en række vandværker, som vurderedes at kunne indgå i projektet. Efter en nærmere vurdering og drøftelse med vandværkerne blev der udvalgt 3 vandværker placeret på Bogø, Øst- og Nordsjælland, som alle havde varierende grad af reduceret råvand. De 3 vandværker - Bogø, Slimminge og Gunderød - har alle gennem længere tid haft problemer med omsætningen af ammonium.

Vandbehandlingsprocessen på de 3 vandværker er traditionel med iltning, henstand og filtrering, men der blev før ombygningen benyttet forskellige beluftningsmetoder, og der forekom både enkelt og dobbeltfiltrering. Tabel 0.1 giver en forenklet oversigt over procesopbygningen før og efter ændringerne af vandbehandlingen.

Tabel 0.1 Procesdata for de 3 udvalgte vandværker før og efter de gennemførte tiltag

	Bogø Vandværk		Gunderød Vandværk		Slimminge Vandværk
	Før	Efter	Før	Efter	Før	Efter
Indvinding	3 boringer	3 boringer, timeydelse af én boring reduceret	2 boringer	2 boringer	2 boringer	2 boringer, timeydelse af boringer reduceret
Iltning	Trappe- iltning	Trappe- iltning og bund- beluftning	INKA afblæs- ning	INKA afblæs- ning	Iltnings- bakke	Iltningsbakke
Henstands- tank	Ja	Nej	Ja	Nej	Ja	Ja
Forfilter	Ja	Ja	Nej	Ja	Nej	Nej
Efterfilter	Ja	Ja	Ja	Ja	Ja	Ja

De tekniske løsninger for en forbedring af vandkvaliteten er udført med udgangspunkt i de anbefalinger, der er givet i Miljøprojekt 715 og de fysiske forhold, der eksisterer på de enkelte anlæg. De anbefalede tekniske løsninger er derfor ikke identiske.

For Bogø Vandværk blev det vurderet, at den utilfredsstillende omsætning af ammonium primært skyldtes restindhold af reducerede gasser i vandet, såsom svovlbrinte, efter iltningen. Afblæsningen blev derfor forbedret ved ilægning af bundbeluftningsudstyr i et delareal af den eksisterende henstandstank.

Gunderød Vandværk havde før ombygningen et for lille filtervolumen til behandling af råvand med et forholdsvist højt jern- og ammoniumindhold. De eksisterende parallelle filtre blev ombygget til for- og efterfiltre, og jernfjernelsen blev omlagt fra kemisk til katalytisk afjerning.

På Slimminge Vandværk var driftstiden af filtrene per døgn for kort til, at der kunne opnås en effektiv ammoniumomsætning. Løsningen var her at reducere timeindvindingen for boringerne med henblik på at opnå en mere jævn belastning af filtrene.

Udgifterne til de nævnte ombygninger incl. bygnings-, maskin- og elarbejder, men excl rådgivning og vandanalyser, lå i intervallet fra kr. 25.000 til kr. 250.000.

Efter de nævnte tiltag var gennemført og anlæggene indkørt, var vandkvaliteten forbedret som vist i Tabel 0.2. Drikkevandskravene for ammonium og nitrit kan nu overholdes.

Tabel 0.2 Rentvandskvalitet før og efter gennemførelsen af de nævnte tiltag

	Bogø Vandværk		Gunderød Vandværk		Slimminge Vandværk		Drikkevands- krav
	Før	Efter	Før	Efter	Før	Efter
Ammonium (mg/l NH₄)	0,20	< 0,05	0,09	< 0,05	0,22	< 0,05	0,05
Nitrit (mg/l NO₂)	0,02	< 0,01	0,091	0,01	0,01	< 0,01	0,01
Nitrat (mg/l NO₃)	3,9	4,2	5,3	7,2	1,1	1,6	50

Projektet har således eftervist, at der med de rette tiltag kan opnås en rentvandskvalitet, som overholder gældende krav for ammonium og nitrit selv med en forholdsvis lille investering for vandværker som indvinder fra reducerede magasiner.

I rapporten er der yderligere opstillet generelle eksempler på mulige tiltag til forbedring af nitrifikationen i vandværksfiltre – jf. Tabel 0.3.

Projektet har desuden vist, at der på mange vandværker er store problemer med overholdelse af det skærpede drikkevandskrav for turbiditet på 0,3 FTU. På Gunderød og Bogø vandværker resulterede de nævnte tiltag samtidigt i en reduktion i rentvandets turbiditet fra ca. 0,5 FTU til ca. 0,2 FTU. Turbiditeten af rentvandet på Slimminge vandværk forblev på ca. 0,5 FTU efter tiltaget var gennemført, hvorfor en dobbeltfiltrering eller eventuel omlægning til katalytisk afjerning vil være påkrævet herudover.

Tabel 0.3 Eksempler på tiltag til forbedring af omsætning af ammonium (nitrifikation) i vandværksfiltre

Årsag	Eksempel på tiltag til forbedring	OBS
Råvandsboringer med stærkt varierende vandkvalitet	Udjævn råvandskvaliteten ved ændring af indvindingsstrategien

Restindhold af reducerede gasser efter afblæsningen	Forøg afblæsningen	Vær opmærksom på risiko for forøget kalkudfældning i filtre og ledningsnet
	Reducér indholdet af gasser i det indvundne råvand ved lukning af de mest belastede boringer

Lavt iltindhold	Forøg beluftningen af vandet	Vær opmærksom på risiko for forøget kalkudfældning i filtre og ledningsnet

Hæmmende stoffer afgives fra tidligere enhedsprocesser	Periodevis rengøring af beluftningsudstyr og reaktionstanke.	Vær påpasselig med at undgå mikrobiel forurening under arbejdet

Filtervolumen for lille	Forøgelse af filterhøjde eller –areal
	Reducér råvandspumpers kapacitet	Rentvandsbeholders volumen skal kunne imødekomme spidsbelastninger.
	Omlægning til katalytisk afjerning	Filtermateriale skal eventuelt samtidigt udskiftes

Kortvarig eller diskontinuert indpumpning over døgnet	Reducér råvandspumpers kapacitet	Rentvandsbeholders volumen skal kunne imødekomme spidsbelastninger.
	Forøg driftsniveau i rentvandstank	Rentvandsbeholders minimumsvolumen samt produktionskapaciteten skal sammen kunne imødekomme spidsbelastninger.

I reduceret vand kan ofte kan forekomme problemer med overholdelse af drikkevandskravet for NVOC og/eller farvetal. Fjernelse af naturligt organisk stof kan være problematisk specielt for mindre danske vandværker, da de til rådighed værende processer typisk er svære at implementere i traditionelle vandværker og kræver en særlig ekspertise i driften. Under dette projekt er der yderligere lavet en teoretisk gennemgang af de mulige rensningsmetoder for naturligt organisk stof. En oversigt over metoderne og estimerede priser for vandbehandlingen inklusive de nødvendige anlægs- og driftsomkostninger er vist i Tabel 0.4.

Tabel 0.4 Oversigt over teknologier til rensning for naturligt organisk stof

Teknologi	Kubikmeterpris (små anlæg) (DKK/m³)
Koagulering og filtrering	2,9
Membranfiltrering	7,8
Ionbytning	3,7
Ozon og aktiv kul filtrering	1,7

Set i forhold til danske vandværkers gennemsnitlige produktionspris på 4,61 kr/m³ (2003) er fjernelsen af naturligt organisk stof en forholdsvis kostbar proces på små anlæg.

Den klart billigste proces er ozontilsætning med efterfølgende aktiv kulfiltrering.

En attraktiv proces for små vandværker vurderes også at være koagulering med direkte filtrering, som kan benyttes ved mindre overskridelser af farvetal og NVOC.

Ionbytning kan overvejes benyttet i blødtvandsområder og er forholdsvis enkel at anvende i praksis.

Membranfiltrering giver en meget god rentvandskvalitet, men kubikmeterprisen er væsentligt højere, hvilket primært skyldes indregning af afledningsafgift af en stor mængde rejektvand.