Membranfiltrering til rensning af gråvand for vandgenbrug i ejendomme

6 Membrananlæg – Vurdering af Teknik og Økonomi

6.1 Driftsmæssige forhold

Der har ikke været problemer med tilstopning, beskadigelse mv. (vækst af biofilm) af membran under pilotforsøget med de valgte membrantyper. Nanofiltrer med type HL 51 membran er normalt mere modtagelig for tilstopning end ultrafiltrerings membranerne. Det vurderes således, at ved små membrananlæg med en kapacitet på 1 m3/time (små membranarealer), vil tilstopning slet ikke eller yderst sjældent kunne forekomme. På større anlæg > 10 m3/time vil der være mindst driftsudgift ved at vælge ultrafiltreringsanlæg.

Der må forventes en rensning af membraner pr. 14 dag med det pågældende gråvand. Dette kan foregår automatisk under drift af membrananlægget. Behov, herunder hyppighed, for returskylning og rensning kan dog først endeligt fastlægges efter fuldskalaforsøg i en ejendom.

Der er ikke konstateret større partikler og større fedtforekomster i det grå spildevand fra ejendommen. Det skal dog bemærkes, at anlægsleverandøren har oplyst, at større forekomster af fedt, olie, kartoffelskræller, hår etc. bør fjernes før rensning i et membranfilter for at få en optimal rensning uden tilstopningsproblemer. Det er således nødvendigt, at membrananlægget ved fuldskalaforsøg forsynes med en forrensning i f.eks. en lamelseparator eller lign., hvor bundfald og flydestoffer kan fjernes automatisk direkte til kloak.

6.2 Membaranfilteranlæg – Funktion og opbygning

6.2.1 Funktion

Membranfilteranlæg er af typen, M38, som en standardunit med filterplader (plate & frame typen) hver med 8 enkeltmembraner. Hver filterplade har en overflade på 0,15 m2. Et membranfilteranlæg med 4 filterplader har således 0,6 m2 filteroverflade.

Pilotforsøgene er kørt med M38 som er en standardunit med filterplader (plade & ramme typen) . I fuldskalaforsøg tænkes anvendt et kassettemodul. Fordelen ved kassette typen i forhold til f. eks. spiralfilter typen og plade & ramme typen er, at filteroverfladen løbende kan renses ved hydraulisk returskylning. Spiralfilter typen og plade & ramme typen kan kun renses ved separat rengøring ved gennemskylning med rengøringsmiddel.

Forsøgsanlægget, M38 er et crossflow anlæg hvor vandet ved pumpetryk på 1-6 bar ledes gennem filtret, og forureningen i gråvandet tilbageholdes på membranoverfladen, og det rene vand trænger igennem filtermaterialet til filtrets udløbskanaler.

Membrantyper er vist på følgende figur. 6.1

Figur 6.1 Membranenss opbygning for forsøgsanlæg. Det urene spildevand løber i filterkanal (cross flow), og urenheder opsamles på membranoverfladen (perme). Det rene vand fortsætter gennem filteroverfladen til de mange kanaler i membranmaterialet.

Membranenss opbygning for forsøgsanlæg. Det urene spildevand løber i filterkanal (cross flow), og urenheder opsamles på membranoverfladen (perme). Det rene vand fortsætter gennem filteroverfladen til de mange kanaler i membranmaterialet.

6.2.2 Opbygning af standard membrananlæg

Figur 6.2 viser et diagram for opbygning af driftsformer i et standard membrananlæg. Det ene er til kontinuer drift, og det andet er til batchvis drift. I begge anlæg er der mulighed for at recirkulere det rensede vand igennem filtret.

Klik her for at se Figur 6.2

6.3 Beregnet behandlingspris for vandgenbrug

På baggrund af det gennemførte forsøg, kan der beregnes anlægs- og driftsøkonomi for et standard filteranlæg som er i handlen i dag og to modeller, som ved produktudvikling kan udvikles til dette marked for genbrug af gråvand.

Der opstilles følgende beregning af behandlingspris for disse 3 anlægsmodeller:

Model 1 – Standard filteranlæg med kapacitet på 1 m3/time som er i handlen i dag
Model 2 - Som Model 1 udviklet med membraner med længere levetid, lavenergi pumper og større automatiseringsgrad som nedsætter tilsyn og vedligehold
Model 3 - Som Model 2 med større kapacitet på 1,5 m3/time

Tabel 6.1 – Økonomi for membrananlæg ved fuld udnyttelse (100% drift). Prisniveau oktober 2003.

Parameter Enhed Model 1 Model 2 Model 3
Kapacitet m3/time 1 1 1,5
Anlæg:        
Filteranlæg, tot kr. 270.000 270.000 200.000
Drift:        
Membranudskift kr. 46.000 46.000 32.000
Levetid, membr. År 3 5 7
Elforbrug kr./m3 0,8 0,5 0,15
Tilsyn timer/uge 3 1 0,3
         
Beregnet vandpris:        
Kapitaludgift kr./m3 1,4 1,4 0,71
Membranudskift kr./m3 1,93 1,16 0,39
EL-forbrug kr./m3 1,0 0,62 0,19
Vedligehold kr./m3 5,36 1,79 0,36
I alt: kr./m3 9,69 4,97 1,65

Beregningsforudsætninger i tabel 6.1:
Driftstid: 8000 timer /år
Levetid: 20 år, 6 % p.a.
El: 1,25 kr./kWh
Tilsyn og vedligehold: 300 kr./time

For at få et totalt renseanlæg, skal der yderligere afsættes anlægspris til:

Forrensning: Udligningstank og forrensningsanlæg. Det vurderes til en samlet behandlingspris på ca. 1 kr./m3.

UV anlæg med den aktuelle kapacitet anslås til en behandlingspris på ca. 0,50 kr./m3.

Den forventede behandlingspris for model 1 vil således være ca. 12 kr./m3 ved anvendelse af et standard membrananlæg som udnyttes 100% (ca. 50-100 lejligheder).

Det vil dog være muligt at halvere prisen ved at optimere udstyret. Dette kræver dog en efterspørgsel fra kunder til disse mindre membrananlæg til en enkelt ejendom, før det vil være interessant for leverandører at udvikle på de eksisterende store membrananlæg.

I ejendommen i Ryesgade 1 vil det mindste membrananlæg model 1 kun blive udnyttet ca. 30%, og behandlingsprisen vil være på ca. 40 kr./m3. Membrananlæg med kun 30% udnyttelse er således kun økonomisk interessante, når vandprisen overstiger denne behandlingspris.

Hvis det skal være økonomisk interessant her og nu for enkelt ejendomme som Ryesgade, skal der ske en videreudvikling af det nuværende membrananlæg til model-2, og behandlingsprisen vil således kunne falde til 24 kr./m3 , som svarer til den nuværende gennemsnitlige omkostning til køb og afledning af spildevand.

I prisberegningerne er forudsat, at dobbelt rørsystem til gråt og sort spildevand samt pumpeanlæg til genbrugsvand er etableret i ejendommen.

 



Version 1.0 Juli 2005, © Miljøstyrelsen.