|
Genanvendelse af gråt spildevand på campingpladser 8. Demonstrationsprojekt
8.1 Beskrivelse af anlægskonceptPå baggrund af diskussionen i afsnit 7.4, blev et biologisk sandfilter valgt som løsning for genanvendelse af gråvand på Gals Klint Camping. Anlægget opbygges med et biologisk sandfilter som den centrale enhed, se fig. 5. Figur 5. I de efterfølgende afsnit vil de enkelte anlægskomponenter og dimensioneringen af samme blive beskrevet. I denne forbindelse anvendes begreberne spædevand og forsyningsgrad, der defineres som følger:
8.2 ForklaringstankTidligere erfaringer med gråvandsanlæg har vist, at der på flere anlæg har været problemer, i form af lugtgener, men også driftsmæssige forstyrrelser, primært grundet slamaflejringer o.l.. Ved det valgte anlægskoncept akkumuleres det biologisk producerede slam i selve sandfiltret hvor der langsomt mineraliseres. For at undgå tilslamning af indløbsbuffertank samt sandfiltrets fordelersystem og filtermateriale, ønskes en del af det suspenderede stof, primært hår, frie fedtstoffer og større partikler mv., fjernet forinden indløbsbuffertanken. Herigennem opnås en større driftsikkerhed af sandfiltret, samt en reduktion af den potentielle risiko for lugtgener ved tilslamning af buffertanken. Forklaringsenheden kan sammenlignes med en traditionel septiktank, dog med et mindre slamlagervolumen end for sort spildevand. Slam udledes efter behov til den kommunale spildevandsledning, alternativt kan tanken tømmes med slamsuger. Der vil i septiktanken kunne opstå anaerobe forhold, hvorfor der er en potentiel mulighed for lugtgener fra tanken/det lagrede slam. Det forventes, at der gennemsnitligt vil kunne fjernes ca. 40 – 50 % af det tilledte suspenderede stof i forklaringstanken. Tanken påtænkes udføre således lagret slam kan udledes direkte til kloak med kortere intervaller. Alternativt kan flere tømninger pr. sæson være en nødvendighed for at undgå lugtgener fra forklaringstanken. Strømningszonen/vandvolumenet i forklaringstanken dimensioneres på basis af den maksimale timeproduktion af gråvand, svarende til 4 m3/h. For i disse spidsbelastningssituationer til stadighed at opnå en vis fjernelse af suspenderede stoffer, dimensioneres tanken med en hydraulisk opholdstid på min. 0,5 h, svarende til en min. vandvolumen på 2 m3. Sammenholdes slamlager- og vandvolumen med de traditionelle volumener for bundfældningstanke/septiktanke /11/ og /23/, bør der med udgangspunkt i vandvolumenets størrelse etableres en bundfældningstank med et total volumen på ca. 5,0 m3. Grundet et relativt lavt indhold af suspenderet stof i det grå spildevand, kan dette volumen reduceres ved minimering af slamlagret. Afhængig af tømnings-/udledningsfrekvens mht. lagret slam, bør forklaringstankens volumen være 2,8 – 3,8 m3. For et demonstrationsprojekt på Gals Klint Camping er der valgt en tank med et totalvolumen på 3,5 m3, baseret på en tømningsfrekvens på ca. to tømninger pr. sæson. 8.3 BuffertankeBuffervolumenet i gråvandsanlæg kan betragtes som en funktion af anlæggets behandlingskapacitet i forhold til tilførslen og forbruget af gråvand. Grundlaget for beregning af nødvendige buffervolumener er de dimensionsgivende parametre fra tabel 10. Døgnfordelingen af rentvandsforbruget, hhv. gråvandsproduktionen er i samråd med Gals Klint Camping vurderet at være som angivet på figur 6.
Figur 6. På basis af døgnfordelingen vist på figur 6, er der blevet gennemført en række simuleringer af variationerne i tankvolumenerne. De i dette afsnit præsenterede resultater er baseret på en daglig behandlingskapacitet på 12 m3, fordelt over døgnet med 0,6 m3/h i driftsperioden. Formålet med simuleringerne var, at optimere buffervolumenerne og sandfilteranlæggets størrelse, for derigennem at opnå en høj forsyningsgrad med små buffervolumener. Det skal bemærkes, at der bortset fra enkelte dage i yderpunkterne af sæsonen, altid er en overproduktion af gråvand i forhold til vandforbruget til toiletskyl. Dette betyder følgelig, at der i princippet hver dag vil være overløb til offentlig kloak. Buffervolumenerne har til formål, at sikre der så vidt muligt altid kan anvendes genbrugsvand til toiletskyl, således spædevandsforbruget minimeres. Af figur 7 fremgår forsyningsgraderne på forskellige relevante tidspunkter af campingsæsonen.
Figur 7. I forbindelse med beregningen af forsyningsgrader er anvendt buffervolumenerne angivet i tabel 12. Opsummeres forsyningsgraden set over sæsonen som helhed opnås en teoretisk forsyningsgrad på 95 – 98 % af det totale vandforbrug til toiletskyl. På basis af undersøgelsen, er der valgt buffervolumener som angivet i tabel 12. Tabel 12.
De relativ små tankstørrelser sikrer en kort opholdstid, Herigennem minimeres således risikoen for anaerobe forhold og efterfølgende lugtgener. Specielt i lavbelastningsperioderne vil der være en høj grad af recirkulering, hvorfor der til hver en tid ikke vil være vand der henstår mere en maksimalt et døgn i buffertankene, og normalt ikke mere end 4 – 6 timer. På figur 13, er tilførslen af spædevand samt den recirkulerede vandmængde illustreret gældende for en uge i højsæsonen.
Figur 8. Som det fremgår af figur 13, vil der selv i en periode med fuld belastning være en recirkulering. Sammenholdes denne med de lavt belastede perioder, vil recirkuleringsgraden her være 4 – 6, hvilket betyder, at middelopholdstiden i genbrugsbuffertanken ligeledes vil være ca. 4 – 6 timer. Det samlede resultat af optimeringen af tankvolumener giver på baggrund af ovennævnte flg. fordele:
Påfyldningen af spædevand er et område der tidligere har været gennemgået i forbindelse med regnvandsanlæg /3/. Tilførsel af drikkevand til et anlæg indeholdende ikke drikkevand, er en potentiel risiko for forurening af drikkevandssystemet. Der foreligger derfor retningslinier for etablering af spædevandstilførsler /16/. Påfyldning af spædevand vil ske i genbrugsbuffertanken 8.4 Biologisk sandfilterGrundet gråvandets karakteristik, bliver BOD5 den dimensionsgivende parametre for anlægget. Endvidere skal der tages højde for den hydrauliske belastning af både sandfiltret og forklaringstanken. Det biologiske sandfilters daglige behandlingskapacitet er som nævnt i forgående afsnit sat til 12 m3/d. Da der er tale om et mindre sandfilteranlæg, anvendes med udgangspunkt i /12/ og /14/, en dimensionsgivende belastning på 20 g BOD5/m2 × d, hvilket giver et areal af det biologiske sandfilter på ca. 90 m2 baseret på en behandlingskapacitet på 12 m3/d. Denne areal belastning er noget større end de i /12/ angivne 12 – 15 BOD5/m2 × d. Det må dog forventes, at denne større arealbelastning ikke vil udgøre et problem, både grundet gråvandets karakteristik, der i forhold til almindeligt sort spildevand kun indeholder begrænsede mængder næringssalte og suspenderet stof. Endvidere er COD/BOD forholdet relativt lavt (ca. 1,7), hvorfor det vurderes, at den øgede arealbelastning kompenseres af gråvandets sammensætning. Den hydrauliske belastning i en spidsbelastningssituation vil være 130 l/m2× d, denne værdi ligger en anelse over de i /12/ anbefalede 80 – 100 l/m2× d. Det vurderes dog, at denne hydrauliske overbelastning ikke vil have den store betydning for renseeffekten i sandfiltret, grundet gråvandets karakteristik. Registreringerne af forbrugsdata for gråvand på Gals Klint Camping viser, at der i år 2000 kun var ca. 20 % af dagene hvor der var en gråvandsproduktion større end 10 m3/d. Derfor skønnes de ovennævnte belastninger ikke at udgøre et problem. 8.5 DesinfektionSom tidligere nævnt er indholdet af mikroorganismer en væsentlig kvalitetsparameter. Følgende løsninger er taget i betragtning i nærværende projekt, jf. diskussionen i afsnit 7.4:
En livscyklusanalyse i projektets fase 2 vil bl.a. være en afgørende parameter for hvilken desinfektionsløsning der endeligt vil være den optimale, miljømæssigt set. Desinfektion med hydrogenperoxid anvendes som udgangspunkt i det aktuelle tilfælde, da Gals Klint Camping som økologisk campingplads ikke anvender klor i driften. Metoden har en god desinficerende effekt og tilførslen af et iltpotentiale giver en ekstra sikkerhed mod lugtgener. Prismæssigt vurderes hydrogenperoxid behandlingen at være en anelse dyrere end en klorering. Pasningsniveauet er lavere end tilfældet vil være med et UV-anlæg. 8.6 Drift af anlæggetErfaringer omkring driften af biologiske sandfiltre viser, at et tryksystem med stødvis belastning giver den bedste udnyttelse af filterarealet /12/. For at sikre der til stadighed er renset gråvand i genbrugsbuffertanken tilsigtes det, at anlæggets behandlingskapacitet fordeles over en stor del af døgnet, således tilførslen af spædevand minimeres. Driften af anlægget tilrettelægges derfor i en fastlagt justerbar driftscyklus, som angivet i tabel 13. Tabel 13.
Anlægget etableres endvidere således der både kan recirkuleres, alternativt at sandfilteranlægget ikke tilføres gråvand når genbrugsbuffertanken er fuld. 8.7 AnlægsøkonomiAnlægget påtænkes placeret som angivet på figur 9. Det skal bemærkes, at tanke placeres relativt tæt på bygningen, placeret i en udgravning, mens selve sandfiltret placeres et stykke væk, for ikke at "optage" arealer, der senere kunne udnyttes til andre formål.
Figur 9. I tabel 14 er opstillet overslagspriser for etablering af demonstrationsanlægget. Priserne er baseret på erfaringspriser fra lignende arbejder, samt konkrete tilbud fra leverandører. Alle priser er ekskl. moms.
8.7.1 Rentabilitet af anlæggetSom tidligere nævnt, er en direkte afskrivningsperiode på ca. 6 år en væsentlig parameter for, hvorvidt campingpladser vil være interesserede i at investere i et gråvandsanlæg. På figur 10 er afskrivningsperioden for demonstrationsanlægget sammenstillet med vandprisen anno 2001 og besparelsespotentialet. Figur 10. Betragtes de kommuner der har de højeste totale vandpriser, vil anlægget have en afskrivningsperiode < 6 år i ca. 15 % af landets kommuner. Accepteres 6 – 7 års afskrivningsperiode vil demonstrationsanlægget være rentabelt i ca. 34 % af landets kommuner med det nuværende prisniveau, jf. figur 10. Ved en 7 – 8 års afskrivningsperiode vil anlægget være rentabelt i forhold til landsgennemsnittet. For Middelfart Kommune og Gals Klint Camping vil perioden være ca. 9 – 10 år. På baggrund af ovennævnte må det forventes, at der p.t. vil være en generel interesse for at etablere gråvandsanlæg med de nuværende forudsætninger. Anlægget på Gals Klint Camping ville med en vandpris på eksempelvis ca. kr. 31,50 og det nuværende besparelsespotentiale på ca. 1108 m3, have en afskrivningsperiode på 6 år. Alternativt ville et besparelsespotentiale på ca. 1500 m3 og en vandpris på ca. kr. 22,50/m3 ligeledes give en afskrivningsperiode på 6 år. Eksemplerne illustrerer, at rentabiliteten af et gråvandsanlæg, naturligvis er afhængig af den lokale vandpris samt besparelsespotentialet i kombination. Det skal dog påpeges, jf. afsnit 4.2, at fremtidige prisstigninger på vand formentlig medvirker til, at konceptet i langt flere tilfælde vil være rentabelt med en afskrivningsperiode på £ 6 år. Forholdet omkring forbedret spildevandsrensning i det åbne land er en yderligere faktor, der kan medføre en stigende interesse for at kunne rense og genanvende gråt spildevand. Dette skyldes det forhold, at på pladser hvor der under alle omstændigheder skal etableres en forbedret spildevandsrensning, vil etableringen af gråvandsanlægget delvis kunne finansieres på baggrund af en reduktion i anlægsstørrelsen for det almindelige spildevandsanlæg. Det må derfor konkluderes, at der p.t. er relativt store dele af landet, hvor et gråvandsanlæg vil være rentabelt. Campingpladser med et stort vandforbrug vil endvidere have en bedre forrentning af anlægsinvesteringen, end tilfældet er for Gals Klint Camping. Et stort vandforbrug kan i dette tilfælde være et større gennemsnitligt vandforbrug til toiletskyl, en længere sæson eller en kombination af begge. Da Gals Klint er en rimelig typisk dansk campingplads, må det forventes, at op til ca. en tredjedel af de danske campingpladser allerede nu vil kunne drage økonomisk fordel af et gråvandsanlæg. Med en udsigt til, at vandprisen sandsynligvis vil stige i årene fremover, vil rentabiliteten for et gråvandsanlæg blive gunstigere. I de områder af landet hvor en forbedret spildevandsrensning vil blive påkrævet, vil etablering af et gråvandsanlæg med de nuværende vandpriser være rentabelt i stort set alle tilfælde.
|
