|
Afløbssystemets levetid og renovering 2 Opbygning af systemgennemgangen
2.1 IndledningAfløbssystemet skal holdes i en sådan tilstand, at det opfylder ønsket funktion og ikke giver anledning til væsentlige gener for borgere, miljøet, driftspersonalet og ledningsejeren. For at forebygge gener, skal renoveringer af systemet sættes i værk før systemet svigter. Det ideelle afløbssystem skal ikke ses, lugtes, eller på anden vis forårsage gener. Afløbssystemets formål er at opsamle og flytte spildevand og regnvand fra kilde til renseanlæg og recipient samt at fungere i en integreret sammenhæng med disse omgivelser. Ligesom andre forsyningssystemer er afløbssystemet en skjult infrastruktur, som skal virke, uden at brugeren er opmærksom på, at systemet eksisterer. Så længe brugeren – individet såvel som samfundet – bliver betjent af systemet på ønsket vis og ikke bliver generet af dets drift, så længe må systemet siges at fungere tilfredsstillende. Afløbssystemet kan medføre en række forskellige gener for individ og samfund. Hver især eller i kombination kan disse gener gøre renovering påkrævet. En væsentlig type af gener skabes, når afløbssystemet har utilstrækkelig evne til at opfylde sin grundlæggende funktion – altså at lede spildevand fra kilde til recipient og renseanlæg. Under tørvejr vil samfundet altid forvente at spildevandet kan bortledes, hvorimod man under regn accepterer, at vandet ikke altid kan bortledes i den takt regnen falder. Under såvel regn som tørvejr kan afløbssystemets drift føre til, at det eksterne miljø forringes enten direkte eller via forringede vilkår for den efterfølgende rensning af spildevandet. Eksempelvis vil ringe hydraulisk kapacitet under regn kunne give anledning til hyppige aflastninger, med negativ påvirkning af recipienter til følge. Utætheder i systemet kan give anledning til ind- og udsivning, der igen påvirker recipienter og grundvand. Enkeltpersoner kan blive generet af forhold, der ikke nødvendigvis har betydning for det eksterne miljø eller systemets transportkapacitet, og utætheder kan føre til lokale lugtgener og skadedyrsproblemer. De mest udsatte enkeltpersoner er det driftspersonale, der arbejder med afløbssystemet, og arbejdsmiljøhensyn skal derfor medtages når renovering prioriteres. Hvilke forhold der vejer tungest, er ikke givet på forhånd. Skal gentagne oversvømmelser af kældre eksempelvis veje tungere end forringet badevandskvalitet? Systemgennemgangen, der er præsenteret i nærværende rapport, skal ikke give svar på sådanne spørgsmål, men giver i stedet anvisninger på, hvordan en systematisk afvejning af sådanne usammenlignelige forhold kan opnås. 2.2 Eksempel på analyse af et renoveringsprojektTil illustrering af tankegangen bag metodikken, skitseres i det følgende et (tænkt) eksempel på håndteringen af et enkelt renoveringsprojekt: Den miljøtekniske gennemgang af et afløbssystem har vist, at udløb fra en afskærende trykledning til en hovedkloak under en havnepromenade giver anledning til lugtgener, tæring af en nedstrøms beliggende betonledning og af et nedstrøms beliggende overløbsbygværk. Inspektion har vist, at tæringen foregår med en rate på omkring 1 mm betonoverflade per år, og at der jævnligt er kloaklugt i området. Den fysisk ”uhensigtsmæssige” tekniske tilstand (Tabel 2-1) i denne sammenhæng relaterer sig til selve trykledningen, idet trykledninger af en vis længde altid vil have potentiale for denne type problemer. Den direkte virkning (Tabel 2-2) på afløbssystemet er frigivelse af svovlbrinte og andre ildelugtende stoffer til kloakatmosfæren. De afledte virkninger og affødte gener (Tabel 2-3) er svovlbrintekorrosion af betonen, samt at svovlbrinte og andre ildelugtende gasser ventileres ud til byens atmosfære. Det er på alle disse tre fronter, at løsninger kan sættes ind. Løsningsmulighederne kan opdeles i tiltag, der forhindrer såvel svovlbrinte- som lugtdannelsen, tiltag der fjerner svovlbrinte (men ikke nødvendigvis lugt), og tiltag der mindsker de problematiske konsekvenser af tilstedeværelsen af svovlbrinte og andre ildelugtende stoffer. Ses problemet i sammenhæng med kommunens målsætning om at undgå lugtgener samt at have et godt arbejdsmiljø for driftspersonalet, er det dog umiddelbart klart, at tilstedeværelse af det giftige stof svovlbrinte ikke på nogen måde kan accepteres, hvorfor tiltag der blot hindrer korrosion (fx anvendelse af plastmaterialer), ikke kommer på tale. Af tilsvarende årsager er eksempelvis fældning af svovlbrinte med jernsulfat – hvorved lugtproblemer ikke fjernes – heller ikke relevant at tage i betragtning. Tilbage er dermed kun de løsningsmuligheder, der forhindrer dannelsen af såvel svovlbrinte som andre ildelugtende gasser. Af disse løsningsmuligheder ønskes anvendt en metode, der med stor sikkerhed og til enhver tid forhindrer dannelsen af de problematiske stoffer, idet selv en sjælden frekvens af lugtgener eller svovlbrinte på havnepromenaden ikke kan accepteres af politiske årsager. Der identificeres på denne baggrund følgende mulige tekniske løsninger:
Den økonomiske vurdering af disse tre metoder tager udgangspunkt i situationen før renovering. Gøres der intet ved problemstillingen, får ledningen en kortere levetid, og dermed en kortere afskrivningsperiode. Ud fra raten af nedbrydning kan den fysiske restlevetid estimeres. Derudover må der tåles gener i form af lugt og arbejdsmiljøproblemer, der ikke umiddelbart kan prissættes. Vælges at etablere en anordning til at sende en rensegris gennem ledningen, begrænses den tekniske løsning af problemstillingen derfor til mekanisk afrivning af biofilm. Der opstår ved denne løsning ikke yderligere anlægsomkostninger i forhold til de andre løsningsstrategier. På driftsomkostningssiden skal der påregnes, at ledningen hyppigt skal renses. Fysisk afrivning af biofilm er ikke ligeså effektiv som de andre tiltag, og der må fortsat forventes en nedsat levetid af nedstrøms bygværker og ledninger. Endvidere må der påregnes en vis risiko for arbejdsmiljø- og lugtproblemer. Ved tilsætning af luft, medgår der anlægsudgifter til etablering af en kompressor, der pumper luft ind i ledningen, og der medgår driftsomkostninger til at efterse og vedligeholde kompressoren. Endvidere er der strømforbrug til drift af kompressoren og et øget strømforbrug til pumpning af spildevandet, da luft i en trykledning giver anledning til energitab i ledningen. Hverken denne metode eller anvendelsen af ren ilt bekæmper generne lige så sikkert som tilsætning af nitrat, og visse ledningsudformninger er mindre velegnet til tilsætning af luft eller ren ilt. Afhængig af trykledningens udformning kan der dermed fortsat være tale om nogen risiko for lugt- og arbejdsmiljøproblemer samt muligvis en lidt nedsat levetid af systemet. Tilsætning af nitrat kræver anlæg af doseringsudstyr og lagertank, og på driftssiden opstår der udgifter til vedligehold af udstyret samt køb af tilsætningskemikalier. Af de tre metoder, har denne den sikreste effekt, og der kan påregnes fuld levetid af de efterfølgende anlægsdele samt eliminering af risiko for lugt- og arbejdsmiljøproblemer. Kommunens konkrete økonomiske vurdering af omkostningerne ved de tre løsningsmetoder viser, at for anlægsomkostningernes vedkomne er mekanisk afrivning af biofilm billigst, tilsætning af luft og ren ilt lidt dyrere, og tilsætning af nitrat dyrest. På driftsomkostningssiden er tilsætning af luft billigst, afrivning af biofilm koster arbejdstid, anvendelsen af ren ilt kræver indkøb heraf eller alternativt udstyr til iltproduktion og nitrattilsætning koster indkøb af nitrat. Levetiden af anlægget bliver kortest ved mekanisk afrivning og længst ved nitrattilsætning. Ved luft- eller ilttilsætning bliver levetiden dog ikke meget kortere end ved nitrattilsætning. Inddrages alle økonomiske forhold – altså anlægsudgifter, driftsudgifter og fysisk restlevetid – viser det sig billigst at tilsætte luft, mens tilsætning af nitrat er dyrest. Ikke desto mindre vælges den dyreste løsning, idet kommunen har en høj prioritet af målsætningen om sikkerhed for et godt arbejdsmiljø og for at undgå lugtproblemer i den indre by. En mere systematisk gennemgang af metodens anvendelse findes i kapitel . 2.3 Dataindsamling og -systematiseringForud for enhver systemanalyse ligger indsamling og systematisering af data vedrørende systemets tilstand og drift. Informationerne forefindes på en række forskellige former, eksempelvis som resultater fra TV inspektion, driftspersonalets observationer, henvendelser fra brugere eller som resultater af modelberegninger. Tilgængelighed og systematik af informationerne er en nødvendig forudsætning for planlægning og renovering af afløbssystemet. Data skal følgelig indsamles og systematiseres løbende. Til dette formål har den danskudviklede DAS database fundet bred anvendelse i Danmark. Databasen er under konstant udvikling og revision. 2.4 Metodens opbygningSom skitseret i eksemplet i afsnit , er det første skridt i vurderingen af et renoveringsbehov en miljøteknisk gennemgang og analyse af afløbssystemet. Ved brug af teknisk-objektive værktøjer identificeres og kvantificeres først de problemer, der måtte være i et kloakopland. Herefter redegøres for mulige tekniske løsninger på problemerne. Efter den tekniske gennemgang vurderes løsningerne i økonomisk perspektiv, og der redegøres for anlægsinvesteringer, driftsomkostninger og funktionsperiode for det renoverede system. En sådan gennemført metodik vil efterfølgende give mulighed for en sammenlignende økonomisk vurdering af løsningsforslagene (Figur 2-1). Kommuner har forskellige målsætninger for deres afløbssystem. Fra politisk hold sker der en vægtning af forhold, der forskyder den forudgående tekniske og økonomiske vægtning af problemer og løsningsmuligheder. Det må forventes, at en sådan vægtning er velovervejet og derfor også formuleret i kommunens kloakfornyelsesplan. Det er med udgangspunkt i de således definerede målsætninger for kommunen, at den endelige prioritering af renoveringsopgaverne skal foregå (Figur 2-1). 2.4.1 Miljøteknisk analyse af afløbssystemets funktionDet første trin i systemgennemgangen er en miljøteknisk analyse af afløbssystemets funktion for forhold, der kan føre til et behov for renovering eller nyanlæg (Figur 2-1). I analysefasen foretages der en rent miljøteknisk kvantificering af disse forhold. Afløbssystemet bliver i denne fase opdelt i renoveringsprojekter, der analyseres hver for sig. I den miljøtekniske analyse søges der sat absolutte værdier på specifikke problemstillinger. Eksempelvis søges det bestemt hvor hyppigt der sker oversvømmelser af en byoverflade, hvilken mængde af bakterier systemets overløbsbygværker udleder eller hvor meget spildevand der siver ud af afløbssystemet. Til dette formål giver nærværende vejledning detaljerede forslag til, hvilke tekniske og miljømæssige forhold der bør vurderes, samt hvilke værktøjer der kan bruges hertil (Kapitel 3). På baggrund af analysefasens miljøtekniske del vurderes det, om det enkelte forhold udgør et problem. Altså eksempelvis om hyppigheden af oversvømmelser af byoverflader er uacceptabel, om bakterieudledningen fra overløbsbygværker er væsentlig i forhold til badevandskvaliteten, eller om det udsivende spildevand er en trussel for grundvandskvaliteten. I denne vurdering kan det være påkrævet at inddrage andre aspekter end de strengt miljøtekniske. Hvis der for eksempel ønskes foretaget en detaljeret vurdering af, om overløbenes bidrag til forringelsen af badevandskvaliteten er acceptabel eller ej, er det nødvendigt at identificere og kvantificere samtlige kilder til bakterier i badevand, samt transport og omsætning af disse i recipienten. Nærværende rapport giver forslag til, hvordan en sådan vurdering af problemernes væsentlighed kan opnås (Kapitel 3). De kommunale målsætninger, udefra kommende bindinger i form af eksempelvis myndighedskrav og andre bindinger, inddrages løbende i analysefasen, og begrænser mængden af mulige løsninger for renoveringsprojekter. Der kan være tale om en lang række forskellige bindinger, eksempelvis at en ledningsejer på forhånd har besluttet at benytte bestemte materialer eller teknologier i givne renoveringssammenhænge, at myndighederne stiller krav til omfanget af regnbetingede udledninger, eller at der ingen grundvandsinteresser er i et område. 
Figur 2-1: Princip for analyse og prioritering af renoveringsopgaver. 2.4.1.1 Udarbejdelse af løsningsforslagDen miljøtekniske gennemgang af kloakoplandene resulterer i et sæt tekniske løsningsforslag, der hver især, helt eller delvist, kan afhjælpe de identificerede problemstillinger. Løsningsmulighederne omfatter:
Der eksisterer en række forskellige teknologier, der kan løse de problemer, der optræder i et afløbssystem. Ikke alle teknologier afhjælper alle problemtyper, men har til gengæld andre fordele. Eksempelvis afhjælper en strømpeforing et indsivningsproblem, men ikke et kapacitetsproblem. På den anden side er der under anlægsfasen færre gener ved strømpeforing end ved eksempelvis opgravning. I denne fase, identificeres de realistiske løsningsmuligheder, og der redegøres for hvordan og i hvilket omfang den enkelte løsningsmetode kan afhjælpe de identificerede problemer. Løsningernes tekniske fordele og ulemper i forhold til den konkrete renoveringsopgave vurderes, sammenlignes og sammenfattes. Nærværende rapport diskuterer kort teknologier i forbindelse med kloakrenovering og hvilke problemer, de kan afhjælpe. Gennemgangen omfatter ikke nødvendigvis alle tænkelige muligheder, idet de konkrete teknologier er under konstant udvikling, og de enkelte firmaers specifikke leverancer ikke vurderes. I stedet henvises til branchens og entreprenørernes informationsmateriale. 2.4.1.2 Kvantificering af effekten af renovering – performance indikatorerDen miljøtekniske analyse omfatter – jævnfør Afsnit – en kvantificering af de forhold, der kan føre til et behov for renovering. Denne kvantificering benyttes i nærværende projekt som mål for systemets funktion. Målestørrelsen for funktion kaldes også performance indikator, efter den engelske betegnelse ”Performance Indicator” (PI), altså en indikator for afløbssystemets funktion eller ydeevne. PI er en teknisk-objektiv og fysisk målbar størrelse, der kan angives ved en numerisk værdi og som endvidere omfatter en enhed. Eksempelvis kan PI for grundvandsbelastning måles i procent af den samlede grundvandsdannelse og PI for udledning af næringssalte fra regnbetingede udledning, kan måles som kg næringssalt per år. Performance indikatorer kan benyttes til et antal forskellige analyser. Ved identifikation af relevante PI'er er det vigtigt at holde sig de efterfølgende anvendelser for øje:
Benyttes PI'er til at prioritere renoveringsprojekter på et rent miljøteknisk grundlag eller til en cost-effekt analyse, hvor såvel tekniske som økonomiske konsekvenser af en renovering analyseres, er den absolutte størrelse af PI'erne af underordnet betydning, og i stedet træffes beslutningerne på baggrund af den relative funktionsforbedring, der opnås gennem en renovering. Ønskes i stedet det absolutte serviceniveau målt, er det de absolutte PI-værdier, der er relevante. Ved såvel miljøteknisk prioritering som cost-effekt analyse, beregnes PI-værdier følgelig for såvel funktionen før renoveringstiltaget som for funktionen efter renoveringstiltaget, og den relative funktionsforbedring bestemmes. I nærværende projekt afgrænses anvendelsen af PI'er til sidstnævnte forhold, og anvendelsen af PI'er som mål for serviceniveau behandles ikke. 2.4.2 Økonomisk analyse af løsningsforslagNår den miljøtekniske gennemgang er foretaget, kan løsningerne analyseres i økonomisk perspektiv, idet der undervejs udarbejdes estimater for anlægsinvesteringer, driftsomkostninger og levetiden for det renoverede system. I den økonomiske analysefase kan de samfundsmæssige omkostninger tænkes inddraget, idet andre end anlægsejeren kan blive påført udgifter i forbindelse med en renovering. Eksempelvis kan butikker og virksomheder opleve en omsætningsnedgang, mens anlægsarbejdet står på, og færdslen kan blive forstyrret, således at virksomheder og samfundet får større transportomkostninger. Hensynet til øvrige samfundsmæssige aspekter ligger imidlertid udenfor ledningsejerens ansvarsområde, hvorfor nærværende rapport tager udgangspunkt i en selskabsøkonomisk model. Der anbefales dermed en selskabsøkonomisk Cost-Effectiveness Analyse (CEA) af de tekniske løsningsforslag. Resultatet af en Cost-Effectiveness Analyse udgør et overskueligt grundlag for en kombineret miljøteknisk og økonomisk prioritering af de enkelte saneringsprojekter eller løsningsalternativer. I en CEA rangordnes alternativerne efter medgåede samlede omkostninger for at opnå en given effekt. Den opnåede effekt måles som PI'er identificeret ved den tekniske analyse. Bindeledet mellem den miljøtekniske analyse og den økonomiske analyse findes dermed i PI-værdierne. Generelt vælges det alternativ, som minimerer cost-effectiveness ratioen (C/E), hvilket indikerer, hvor meget det koster at opnå en defineret enhed af effekt. Hvis effekten er den samme for alle alternativer, rangordnes alene efter finansiel fordelagtighed af alternativerne. En sådan gennemført metodik vil efterfølgende give mulighed for en sammenlignende økonomisk vurdering af løsningsforslagene I evalueringen af de miljøtekniske løsningsforslag indgår dog typisk flere effekter, dvs. der rangordnes efter flere kriterier. CEAen giver således flere rangordener, som hver belyser løsningsforslagets grad af målopfyldelse i forhold til et givet kriterium. Beslutningstageren skal derfor forholde sig til flere forskellige rangordener af det samlede udvalg af løsningsforslag. 2.4.3 Målsætninger og prioritering af renoveringsopgaverI planlægningen af renoveringsopgaver og identifikationen af, hvilke renoveringsteknologier der ønskes benyttet, er det nødvendigt at foretage et valg mellem størrelser, der ikke – på et objektivt miljøteknisk eller økonomisk grundlag – kan vurderes indbyrdes. Det er nødvendigt at afveje, om eksempelvis en sikring af grundvandskvaliteten har højere prioritet end et godt arbejdsmiljø for de ansatte, eller om oversvømmelserne af fru Hansens kælder har højeste prioritet. Ideelt set søges alle problemer og gener undgået ved rettidig renovering. Typisk står de økonomiske rammer sjældent mål med dette ideal, og der må prioriteres således, at de ”vigtigste” opgaver løses først, samt at der fås ”mest for pengene”. Hvilke problemstillinger, der er de vigtigste, og om det er vigtigere at afhjælpe få men alvorlige problemer frem for mange, men lettere problemer, er en lokalpolitisk beslutning og – i visse tilfælde – baseret på myndighedskrav, hvilket grundlæggende set også er politisk besluttet. For at opnå en konsistent og langsigtet renoveringsstrategi, er det nødvendigt at kommunen definerer og prioriterer de målsætninger, der ud over teknisk-økonomiske forhold ligger til grund for kommunens kloakrenovering. Af hensyn til den langsigtede strategi, bæredygtighed og sammenhæng i den enkelte kommunes renovering af sit afløbssystem, er det nødvendigt at prioriteringen er klart formuleret og ikke underkastet tilfældige beslutninger over kort tid. Det må derfor forventes, at kommunens prioriteringer ikke blot er kendt af kommunen, men vil være tilgængelig for eksempelvis rådgivere og entreprenører. 2.4.4 Brugerens anvendelse af metodikkenAnalysen af afløbssystemets tilstand kan betragtes fra en række forskellige indgangsvinkler. Analysen kan tage udgangspunkt i gener for brugeren, gener for anlægsejeren, et konkret fysisk forhold i afløbssystemet eller en virkning af sådanne forhold på selve afløbssystemet. Analysen kan også tage udgangspunkt i et behov for at udvide kendskabet til systemets tilstand, således at kommunen gennem renoveringsplanlægning kan foregribe fremtidige gener. Det er vigtigt at forstå, at denne analyse – det vil sige den systematiske tilgangsvinkel – er afgørende nødvendig for at gøre hele renoveringstiltaget meningsfuldt og ikke tilfældigt besluttet. I mange tilfælde bliver et renoveringsbehov initieret af, at brugere ikke bliver serviceret på acceptabel vis. Eksempelvis kan der forekomme for hyppige oversvømmelser eller en uacceptabel badevandskvalitet. Renoveringsbehovet kan ligeledes initieres af, at fysiske forhold skaber driftsproblemer, for eksempel at der skal spules. I andre situationer er det mere indirekte forhold, der gør sig gældende, eksempelvis at udsivning ønskes minimeret af hensyn til et forsigtighedsprincip – altså at være på den sikre side med hensyn til potentiel grundvandsforurening fra utætte kloakker. For at imødekomme de forskellige indgangsvinkler til analyse af afløbssystemets tilstand, indeholder nærværende rapport oversigter og beskrivelser af såvel
Under hvert punkt er der krydshenvisninger, således at det eksempelvis for en ”virkning på afløbssystemet” er beskrevet hvilke fysiske årsager der kan være hertil samt hvilke gener det medfører. Tabel 2-1: Tekniske tilstande der potentielt skaber uhensigtsmæssige funktioner i afløbssystemet.
Tabel 2-2: Uhensigtsmæssige tekniske funktioner af afløbssystemet
Tabel 2-3: Gener der kan medføre et renoveringsbehov.
|