Øget genanvendelse af gråt spildevand i fællesanlæg i større bysamfund

Sammenfatning og konklusioner

Genanvendelse af gråt spildevand har globalt set indtil nu fundet sin største udbredelse i enkelthusholdninger eller afgrænsede ejendomskomplekser, hvor spildevandet undergår en given behandlingsproces, inden det genanvendes. Genanvendelse af gråt spildevand er dog ikke udbredt i Danmark.

Problematikken omkring en decentral genanvendelse af gråt spildevand er, at disse renseanlæg ved utilstrækkelig vedligeholdelse ikke formår at rense det grå spildevand tilfredsstillende, hvilket indebærer, at der ved indførelsen af spildevandet i offentlige institutioner og private husholdninger introduceres en betydelig smitterisiko. Genanvendelse af gråt spildevand på decentralt niveau syntes derfor både kompliceret og fordyrende i forhold til vandbesparelsespotentialet.

En mere central og voluminøs genanvendelse af gråt spildevand vil ud fra et teknisk, økonomisk og hygiejnisk synspunkt indebære flere fordele, idet der gives bedre mulighed for kontrol med disse anlæg.

I dette projekt fokuseres på mulighederne for genanvendelse af gråt spildevand fra større producenter (svømmebade, idrætsanlæg, visse industrivirksomheder, vaskerier, etc.). Genanvendelse vil typisk finde sted hos større aftagere, hvor der kan stilles lempeligere krav til det leverede vand end svarende til drikkevandskvalitet (industrivirksomheder, vaskehaller mv.). Målet med undersøgelsen har således været at:
identificere større primæranlæg (producenter af gråt spildevand) og større sekundæranlæg (aftagere af gråt spildevand) inden for et givent case-område
identificere de pågældende virksomheders gråvandsudvekslings-potentiale
karakterisere gråvandets indhold af stoffer og mikroorganismer, som har betydning for tekniske og hygiejniske forhold
fastsætte krav til kvaliteten af gråt spildevand ved de relevante sekundæranlæg.
foretage en teknologisk, økonomisk og miljømæssig helhedsvurdering for udvalgte scenarier af koblinger mellem primær- og sekundæranlæg
fremkomme med generelle og specifikke anbefalinger til fremtidig planlægning af fællesanlæg, hvorimellem der kan udveksles gråt spildevand

Der er i projektet taget udgangspunkt i Herlev Kommune som case-område. Vandforbruget i Herlev Kommune er præget af et relativt stort husholdnings- og institutionsvandforbrug (86%), mens erhvervets andel af vandforbruget er lavt i forhold til landsgennemsnittet (10% mod 18% på landsplan). Herlev Kommunes største vandforbruger er ubetinget Herlev Amtssygehus, som aftager 8% (155.000 m3/år) af kommunens samlede vandforbrug. De største industrielle og institutionelle vandforbrugere omfatter produktions- og fremstillingsvirksomheder (6.000 – 13.000 m3/år), kontor og servicevirksomheder (2.000 – 4.000 m3/år), svømmebade (7.000 – 9.000 m3/år) og folkeskoler (2.000 – 4.000 m3/år). Udviklingen i vandforbruget blandt de største industrielle vandaftagere har de seneste år primært været påvirket af konjunkturforholdene og har således været upåvirket af vandprisens udvikling i Herlev Kommune, som er fordoblet indenfor de sidste 6 år. Til gengæld er husholdnings- og institutionsvandforbruget faldet med 25% indenfor de sidste 10 år, hvilket hovedsageligt tilskrives de hastigt stigende vandpriser i kommunen.

De indsamlede virksomhedsoplysninger er tilvejebragt gennem en spørgeskemaundersøgelse blandt de 20 mest vandforbrugende virksomheder og institutioner i Herlev Kommune. Virksomhedernes interesse for deltagelse i undersøgelsen var overvejende positiv, idet svarprocenten i spørgeskemaundersøgelsen var over 90%. Der blev på baggrund af spørgeskemaundersøgelsen indsamlet oplysninger om vand- og kemikalieforbrug, vandforbrugsmønster, nødvendig vandkvalitet og spildevandskarakterisering, økonomiske forhold samt generelle forhold omkring virksomhederne. Der blev på baggrund af besvarelser og interviews med virksomhederne udvalgt 7 potentielle primæranlæg og 6 potentielle sekundæranlæg til at medvirke i undersøgelsen.

Afdækningen af gråvandsressourcerne ved potentielle primæranlæg viste, at institutioner som svømmehaller, folkeskoler og idrætsanlæg kan bidrage med betragtelige gråvandsressourcer, hvilket fremgår af Tabel 0.1.

Tabel 0.1
Oversigt over potentielle primæranlæg og deres gråvandsressourcer i Herlev Kommune.

Primæranlæg

Gråvandsressource [m3/år]

Vandtype

Svømmehaller

3.200 – 5.500
1.200 – 2.100

Brusevand
Filterskyllevand

Folkeskoler

1.000

Brusevand

Idrætsanlæg (Skøjtehal)

1.200

Afrenset is*

Sygehus

22.000

Regnvand**

Industrielle fremstillings- virksomheder

4.400

RO-koncentrat (tyndt),
destillationsvand

750

Konc. rengøringsvand


*

Sæsonbetonet gråvandsressource (1/9 – 1/4).
** Regnvand blev medtaget som potentiel gråvandsressource på grund af en stor eksisterende vandopsamlingsmulighed.


En stikprøveanalyse af gråvandet fra 4 potentielle primæranlæg blev foretaget for bestemmelse af relevante fysisk-kemiske- og mikrobiologiske parametre.

Gråvand fra svømmehaller og andre institutioner, hvor hovedkilden af den grå spildevandsproduktion stammer fra brusebadning, vurderes at indeholde et vist potentiale for mikrobiologisk eftervækst i situationer, hvor gråvandet skal opsamles og opbevares i udligningstanke (COD: 50 – 100 mg/l, SS: 100 – 200 mg/l, total – N: 5 – 10 mg/l, total – P: 1 – 2 mg/l). Da det af tekniske årsager kun var muligt af få analyseret filterskyllevand fra svømmebade, blev vandkvaliteten af brusevand fra institutioner med et typisk stort vandforbrug til brusebadning skønnet ud fra andre gråvandsundersøgelser af tilsvarende vandtyper.

På industrielle fremstillingsvirksomheder blev lettere forurenet overskudsvand fra produktionslignende forhold kategoriseret som gråt spildevand. Gråvandskvaliteten varierer dog stærkt afhængigt af, hvilken procestype vandet stammer fra. Således blev vandkvaliteten af gråvand fra en medicinsk fremstillingsvirksomhed bestemt til omtrent at kunne leve op til kravene i Drikkevandsbekendtgørelsen. Fra en anden virksomhed, der fremstiller rengøringsprodukter, blev der produceret mindre gråvandsmængder i forbindelse med rengøring af procestanke, og her var forureningsgraden med hensyn til COD betydelig (> 3.000 mg COD/l).

Regnvand - opsamlet på Herlev Amtssygehus - blev på grund af stor overskudsproduktion ligeledes medtaget i undersøgelsen. Denne vandtype blev vurderet til i perioder at være meget uhygiejnisk på grund af en periodisk kraftig eftervækst af mikroorganismer. Til gengæld vurderedes den tekniske vandkvalitet udenfor vinterperioder, hvor der saltes, at være høj på grund af en lav hårdhedsgrad, ledningsevne og saltindhold.

Tabel 0.2
Oversigt over potentielle sekundæranlæg i Herlev Kommune og deres procesvands- behov.

Sekundæranlæg

Procesvandsbehov m3/år

Proces

Jernindustriel fremstillings- virksomhed

4.400

Kølevand
Vand til fosfateringsproces

Stålvarmebehandling

7.000

Kølevand

Låsefabrik

5.000 – 7.300

Vand til forchromningsproces

PVC-fremstillings- virksomhed

4.200

Vand til rensning af procesluft

Servicestation

2.500

Bilvask

Kommunal materialegård

600

Rengøring af køretøjer


En identifikation af større vandforbrugende virksomheder viste, at en række industrier vil kunne stille lempeligere krav til det leverede genbrugsvand end svarende til drikkevands-kvalitet. Disse virksomheder er opstillet i Tabel 0.2.

På baggrund af en afstands- og vandmængdematrice blev en række mulige koblinger mellem de udpegede potentielle primær- og sekundæranlæg bedømt, for hvilke forhold omkring vandmængdeudveksling og geografisk nærhed var optimal. De to mest oplagte scenarier var:

Scenarie 1: Centralapoteket (P) – Northor A/S (S)
Scenarie 2: Hjortespringbadet (P) – Papyro-tex A/S (S)

I scenarie 1 er opgraderingsbehovet af vandkvaliteten minimal, idet der er tale om udveksling af vand af en kvalitet, der er tæt på drikkevandskvalitet. Vandet, der består af overskydende destillationsvand og tyndt koncentrat fra et RO-anlæg, formodes at være lettere aggressivt, hvilket kan afhjælpes med en pH-justering og evt. kalktilsætning. Vandet skal primært benyttes til kølevands- og fosfateringsprocesser på Northor, der er en jernindustriel fremstillingsvirksomhed, beliggende ca. 100 m fra Centralapoteket. Der kan potentielt udveksles ca. 4.400 m3/år, såfremt der etableres en udligningstank i størrelsesordenen 10 m3 ved Centralapoteket til udjævning af flowvariationer. Da vandkvaliteten er høj, ses der ikke at være arbejdsmiljømæssige forhold af afgørende betydning, som skal tilgodeses. På baggrund af en logistisk gennemgang af indvendige og udvendige forhold ved virksomhederne omkring etablering af et komplet gråvandsudvekslingsanlæg blev de økonomiske forhold belyst. Således blev den totale anlægsinvestering opgjort til 509.575 kr. med årlige omkostninger på 15.690 kr. for vedligeholdelse og drift af anlægget. Den årlige vandbesparelse udgør 89.900 kr. med en vandpris på 20,43 kr. (ekskl. moms og vandafgift), hvilket giver en nettonutidsværdi af investeringen på 52.600 kr. pr. år over en 20-årig afskrivningsperiode med en realrente på 4%.

I scenarie 2 er der tale om udveksling af brusevand opsamlet fra baderum på Hjortespringbadet. Vandet sendes til virksomheden Papyro-tex, der er en kalandreringsvirksomhed (fremstilling af PVC-folie), der forbruger vand til vask af procesluft. Afstanden mellem virksomhederne er ca. 250 m. Der blev fra Papyro-tex stillet krav om, at der ikke måtte forekomme partikler i gråvandet, der kunne bevirke en tilstopning af sprinklerdyserne. Derudover måtte der ikke kunne opstå lugtmæssige gener i forbindelse med anvendelsen af vandet. Der forbruges årligt ca. 5.500 m3 vand til brusebadning på Hjortespringbadet og ca. 1.200 m3/år til filterskyl, men der er på Papyro-tex p.t. kun behov for ca. 3.500 m3/år, som kan dækkes af gråvand fra Hjortespringbadet. For udligning af forskelle i flowvariationer er det nødvendigt at etablere en udligningstank på 15 m3.

For rensning af det grå spildevand blev der foreslået en løsning bestående af et kombineret tryksandfilter og et UV-anlæg for fjernelse af partiklerne og hæmning af den mikrobielle vækst i udligningstanken. Derudover monteres et patronfilter ved aftapningsstedet for yderligere fjernelse af partikler i vandstrømmen. Renseanlægget blev således ikke designet til en komplet rensning af det grå spildevand, da de forholdsvise lave koncentrationer af opløste næringsstoffer i vandet ikke blev anset for problematiske for anvendelsen på Papyro-tex.

Da det rensede gråvand fra Hjortespringbadet skal benyttes i en lukket proces på Papyro-tex, ses der ikke at kunne opstå umiddelbare arbejdsmiljømæssige problemer, da der ingen fysisk kontakt opstår i forbindelse med anvendelsen af gråvandet.

En gennemgang af de logistiske forhold på virksomhederne i scenarie 2 viste, at det kun var nødvendigt med mindre omfattende indvendige arbejder, som gav udgifter i størrelsesordenen 95.000 kr. til etablering af de nødvendige faciliteter til opsamling og distribution af gråvandet på begge virksomheder. Til gengæld er de nødvendige udendørs anlægsudgifter for etablering af brønde, afløbsledninger, trykledninger, udligningstank og renseanlæg omfattende. Således blev den samlede nødvendige anlægsinvestering opgjort til 898.975 kr.; heraf 308.000 kr. til udendørs etablering af renseanlæg og udligningstank. Driftsudgifterne udgør 32.600 kr., hvilket giver en nettonutidsværdi(tab) på – 4.100 kr. på anlægsinvesteringen. Såfremt hele den grå spildevandsmængde på 7.700 m3/år fra Hjortespringbadet kunne have været udnyttet, ville det have givet en nettonutidsværdi på 82.000 kr. pr. år over en 20-årig afskrivningsperiode. Det skal i den forbindelse bemærkes, at anlægsomkostningerne stort set vil være uændrede, og at driftsomkostninger kun vil blive marginalt forøget ved behandlingen af den ekstra vandmængde.

Konklusionen er derfor, at såfremt der ikke forekommer særlige forhold, som gør installationsudgifterne eller rensningskravene i forbindelse med etablering af et gråvandsopsamlingssystem særligt fordyrende, vil der være god økonomi i at etablere og drive sådanne gråvandsudvekslingsanlæg, der måtte ligge geografisk nært placeret (f.eks. op til ca. 500 m afstand). Hovedforudsætningerne er dog, at vandprisen i kommunen ligger på et tilstrækkelig højt niveau (20 kr. eller mere pr. m3 ekskl. moms og vandafgift), og at der som minimum kan udveksles gråvandsmængder i størrelsesordenen 4.000 – 5.000 m3/år. Desuden skal det sikres, at der ikke opstår arbejdsmiljømæssige problemer, f.eks. som følge af mikrobiologisk eftervækst i udligningstanken.

Ved fremtidig planlægning af vandforbrugende fællesanlæg vil det være oplagt dels at indrette afløbssystemet på en hensigtsmæssig måde, der gør det muligt efterfølgende at opsamle gråvandet, uden at det kræver fordyrende indgreb i installationerne, og dels at placere disse gråvandsproducenter i områder, hvor det vil være muligt for potentielle gråvandsaftagere at udnytte den til rådighed værende gråvandsressource.