| Forside | | Indhold | | Næste |

Vandforsyningsteknik og regler

1. Vandforsyningsteknik

Et vandforsyningsanlæg består af indvinding, behandling og distribution som vist på nedenstående forsimplede skitse.

1.1 Råvandsledningsnet

Indledning

Råvandspumper og ledningsnet svarer stort set til vandforsyningens distributionssystem (rentvandspumper og ledningsnet).

Råvandet indeholder partikler og kemiske stoffer, som kan udfælde eller aflejres i pumper og ledningsnet. Tilsyn og vedligeholdelse bør derfor ske langt hyppigere end for distributionssystemets vedkommende.

Ved nyanlæg etableres et antal boringer, som på det pågældende tidspunkt vurderes at være tilstrækkeligt.

På grund af fx stigende vandbehov eller faldende ydelse på gamle boringer etableres nye boringer, som enten pumper ind på det eksisterende råvandsnet eller etableres med egen råvandsledning. Om man bør vælge den ene eller den anden løsning, afhænger bl.a. af, om man fra starten har dimensioneret ledningsnettet, så det tillader en større vandstrøm, uden at tryktabene bliver uacceptabelt høje.

Senere gennemgås, hvordan man dimensionerer råvandsledningen, hvor ledningsnettet er bygget op på en enkel måde (grensystem).

Dimensionering og valg af pumpe er omtalt i afsnittet om pumpeteknik, jf. håndbog nr. 4.

Stigrør

Først skal vi dog give en generel orientering omkring de almindeligste ledningsmaterialer til stigrør.

Rør og flanger af rustfrit stål eller plast er korrosionsbestandige og så glatte, at der ikke sker væsentlige afsætninger på indersiden af stigrøret.

Galvaniserede rør udsættes ofte for galvanisk korrosion umiddelbart over pumpen. Det samme gælder for sorte jernrør, som desuden let korroderer på den strækning, hvor boringens vandspejl svinger op og ned. Både galvaniserede og sorte jernrør har en ujævn overflade, hvor der forholdsvis let sker afsætninger. Vedligeholdelsen af sådanne stigrør er derfor større og dyrere end for rustfri rør og plastrør.

Metalrør og Wellmaster-slange tåler en høj belastning, mens PE-rør kun tåler en mindre belastning.

Flangerør er forholdsvis nemme at samle og skille ad, mens rør med muffe/gevindsamlinger ofte kan være vanskelige at skille ad, hvis de har været monteret i boringen en årrække.

Slangerne har kun en kobling i hver ende, så samlingen af stigrør, pumpe mm. er enkel. Ved optagning kan det til gengæld være lidt vanskeligt at håndtere lange slanger.

Rustfri rør er ikke væsentligt dyrere end de øvrige flangerør og Wellmasterslangen. Mufferør er noget billigere, men har til gengæld andre væsentlige ulemper.

Råvandsledninger

Råvandsledningsnettet adskiller sig ikke væsentligt fra rentvandsnettet. Det er normalt de samme typer materialer, man anvender, og dimensionering sker på samme måde. Den væsentligste forskel er, at råvandsnettet transporterer råvand, mens rentvandsnettet selvfølgelig transporterer rent drikkevand.

Råvandet kan i modsætning til det rensede drikkevand indeholde væsentlige mængder af kemiske stoffer eller partikulært materiale, som kan udfælde eller aflejres i ledningerne. Strømningsmodstanden i råvandsnettet øges derfor normalt meget hurtigere end i rentvandsnettet. Det er derfor vigtigt, at vandforsyningen kontrollerer og vedligeholder såvel råvands- som rentvandsnettet.

Ledningsmaterialerne er beskrevet under 1.4.1 Ledningsmaterialer.

1.1.1 Dimensionering af råvandsledning og pumpe

Generelt

Boringens driftsvandspejl har indflydelse på, hvor meget pumpen skal løfte vandet og dermed på pumpens størrelse eller antal pumpetrin. Man skal være opmærksom på, at boringens driftvandspejl kan falde med tiden.

I nogle tilfælde er behovet for vand dog mindre end boringens ydeevne. Hvis boringens ydeevne er meget større end den behandlingskapacitet, man har til rådighed, kan det af flere grunde være fornuftigt at installere en pumpe med mindre ydelse.

Når disse to forhold er fastlagt, kan man anvende følgende procedure til dimensionering af ledning og pumpe:

1. dimensioner ledninger ud fra ydelse
2. bestem friktionstab i ledninger
3. bestem tryktab i enkeltmodstande
4. bestem den geometriske løftehøjde
5. dimensioner pumpe ud fra ydelse og samlet nødvendig løftehøjde

Figur 2
Pumpens løftehøjde

Den samlede nødvendige løftehøjde for pumpen er summen af den geometriske løftehøjde (løftet fra boringens vandspejl til udløbskoten på vandværket) og friktionstabet i ledninger og enkeltmodstande, se Figur 2. For trykfilteranlæg skal man lægge det nødvendige drivtryk for filtrene til den geometriske løftehøjde.

Hvis flere boringer pumper ind på samme ledning, skal friktions- og enkelttab for denne ledningsstrækning bestemmes for samkørsel af boringerne.

I de følgende afsnit beskrives, hvordan man kan foretage dimensioneringen. Der gøres opmærksom på, at en pumpes arbejdspunkt kan ændres med tiden, hvis boring eller ledningsnet ændrer karakteristika.

1.1.2 Ledningsdimensionering og bestemmelse af friktionstab

Dimensionering af ledninger

Ved dimensionering af en ledning er målet at finde den ledningsdimension, som giver den mindste samlede anlægs- og driftsudgift.

Man kan opnå en anlægsbesparelse ved at vælge en mindre rørdimension, men da tryktabet i ledningen så til gengæld bliver større, stiger udgifterne til pumpedrift og måske pumpeprisen.

Normalt bør vandhastigheden (m/s) ligge mellem 0,5 og 1,0 m/s.

Ud fra ønsket ydelse/vandstrøm og den fundne diameter kan tryktabet i ledningen bestemmes ved hjælp af ledningsdiagram, se Figur 3 og Figur 4. I Figur 3 er vist et eksempel, hvor friktionstabet bestemmes for en plastledning med en indre diameter på 150 mm ved en vandstrøm på 14 l/s. Friktionstabet er på godt 4 promille eller 4 meter pr. 1.000 meter ledning.

I Figur 4 er vist et eksempel for en 200 mm støbejernsledning ved en vandstrøm på 25 l/s. Friktionstabet er 5,1 promille eller 5,1 meter pr. 1.000 meter ledning.

Hvert diagram gælder for en speciel rør-/materialetype med et bestemt ruhedsforhold. Man skal derfor være opmærksom og vælge et diagram, som gælder for den rørtype, man vil anvende. Forskellige eksempler er vist i Pumpe Ståbi og vil desuden kunne fås hos rørleverandøren.

Den omtalte metode kan selvsagt anvendes til dimensionering og tryktabsberegning for både råvandsledning og stigrør.

Figur 3
Diagram til bestemmelse af tryktab i plastrør
       

Figur 4
Ledningsdiagram for rør med ruhed på 1 mm

1.1.3 Bestemmelse af tryktab i enkeltmodstande

Enkeltmodstande

Udover friktionstabet i ledningen vil der ske tryktab i bøjninger, afgreninger, dimensionsændringer, ventiler m.m., som hver for sig virker som en modstand (i det følgende kaldet enkeltmodstand) mod vandstrømmen.

Tryktabet i hver enkeltmodstand afhænger af vandhastigheden. Hvor stærk denne afhængighed er, angives ved enkeltmodstandens modstandstal. Jo større modstandstal jo større vil tryktabet være. I Pumpe Ståbi er angivet modstandstal for en lang række forskellige enkeltmodstande.

Ud fra vandhastigheden og modstandstallet kan man bestemme tryktabet i enkeltmodstanden ud fra Figur 5. Der er vist et eksempel, hvor man ved en hastighed på l m/s og et modstandstal på 4 finder et tryktab på 0,2 mVS.

Hvis der er flere enkeltmodstande på en ledningsstrækning, kan man lægge samtlige de tilhørende modstandstal sammen og herefter bestemme det totale tryktab i enkeltmodstande på én gang.

Se her!

Figur 5
Tryktab i enkeltmodstande som funktion af vandhastighed og modstandstal

1.1.4 Bestemmelse af geometrisk løftehøjde

Geometrisk løftehøjde

Den geometriske løftehøjde svarer til den kote-mæssige afstand fra boringens driftvandspejl til indløbet ved vandværket.

Hvis man pumper direkte ind i en trykbeholder på vandværket, skal beholdertrykket lægges til den kote-mæssige afstand fra driftvandsspejl til indløbet til beholderen.

Ved fastlæggelse af den geometriske løftehøjde er den eneste ting, der ikke umiddelbart kendes, boringens driftvandspejl.

Driftsvandspejl

Driftsvandspejlet kan bestemmes, når man har målt boringens specifikke kapacitet ved prøvepumpning. Koten til driftvandspejlet bestemmes af udtrykket:

hvor

Figur 6
Alternative ledningsføringer

1.1.5 Dimensioneringseksempler

Eksempel/opgave

Man skal tænke sig, at der på en eksisterende kildeplads med kun én boring etableres endnu en boring. Den ny boring ligger i forhold til vandværket i forlængelse af den gamle boring, se Figur 6. Man vil derfor naturligt overveje, om man skal vælge den dyre løsning og føre en selvstændig ledning fra den ny boring til vandværket (I), eller om man skal vælge den tilsyneladende lidt billigere løsning og forbinde den ny boring til det eksisterende ledningsnet (II).

For at vælge det bedste af de to alternativer, må man foretage en dimensionering af ledningsnet og pumpe i begge situationer. Ved dimensioneringen tages udgangspunkt i følgende forudsætninger:

Driftsvandspejlet antages at være upåvirket af, om den gamle boring er i drift eller ej.

1.2 Krav til drikkevand

Miljøstyrelsen har den 21. september 2001 udstedt en bekendtgørelse (nr. 871) om vandkvalitet og tilsyn med vandforsyningsanlæg. I denne fastsættes de kvalitetskrav, som drikkevand og vand til brug ved levnedsmiddelfremstilling skal opfylde. Samtidig fastsætter den hvilke undersøgelser af vandet, der skal foretages; hvordan der skal føres kontrol med de indvundne vandmængder, og hvilket tilsyn der skal føres med vandforsyningsanlæggene.

I bekendtgørelsen fastsættes der værdier for en lang række stoffer, der normalt optræder eller kan optræde i vand. Der er tale om de såkaldte "højest tilladelige værdier", og disse må ikke overskrides.

Se her!

Figur 7
Analyserapport, råvand
  

Se her!

Figur 8
Analyserapport, rent vand

Ovenfor er der vist en analyserapport med værdier for råvand fra en boring (figur 7) og en analyserapport for drikkevand (figur 8).

1.3 Vandbehandling

Indledning

Grundvandets behandling i vandværket går hovedsageligt ud på at fjerne de uønskede stoffer og luftarter, som er opløst i grundvandet, således at det behandlede vand tilfredsstiller de krav, der er til godt drikkevand.

Almindeligvis er behandlingen af grundvandet en ret simpel proces. Den består normalt af en luftning af vandet og filtrering i sandfiltre.

Luftningen foretages for at ilte opløste jern- og manganforbindelser og fjerne skadelige luftarter, medens filtreringen foretages for at fjerne de ved iltning dannede uopløselige jern- og manganforbindelser.

De stoffer, man skal have opmærksomheden henvendt på, er jern, mangan, ammonium, svovlbrinte, aggressiv kulsyre og metan.

Grundvandets luftning kan deles i to afsnit: "Iltning af opløste stoffer" og "Fjernelse af opløste skadelige luftarter", selv om de to afsnit på visse punkter dækker hinanden.

I de følgende afsnit gennemgås hvilke stoffer, som behandles, og herefter orienteres om de forskellige anlægstypers udformning.

1.3.1 Forbehandling

Iltning af uopløste stoffer

Normalt er der i Danmark i grundvandet opløste jern- og manganforbindelser. Ved iltningen dannes de uopløselige forbindelser okker og brunsten.

Jern udskilles normalt som et kolloid, der senere flokker ud (koagulerer) og kan fjernes i filtrene.

Sammen med jernforbindelserne fældes i almindelighed manganforbindelserne, men ofte går det ikke så hurtigt, og der kræves noget mere ilt. Findes manganforbindelserne som sulfater eller i vand med pH under 7, kan man have vanskeligheder med at få fældet manganet, og det kan være nødvendigt at træffe særlige foranstaltninger. En af de almindeligste metoder er at hæve pH ved tilsætning af kalk.

I mere sjældne tilfælde kan jern- og manganforbindelserne være bundet til så meget organisk stof, at en fældning med aluminiumsulfat eller lignende kan være nødvendigt.

Ammonium findes opløst i de fleste danske grundvandstyper.

Almindeligvis forekommer ammonium ikke i større mængde end ca. 1 mg/l. Det nedbrydes normalt i filtrene af nitrificerende bakterier til nitrit og derefter til nitrat under et iltsvind i filtrene.

Findes ammonium i større mængder, kan iltforbruget blive så stort, at det filtrerede vand bliver iltfrit, hvilket kan give anledning til bakterievækst i ledningsnettet.

1.3.1.1 Anlæg for luftning

Iltningstrappen

Der anvendes oftest iltningstrapper. Her styrter vandet ned over en trappekonstruktion og ledes til et reaktionsbassin, hvor opholdstiden kan være fra 1/4 - 2 timer. Ved nogle vandværker anvendes ikke et særligt reaktionsbassin, idet vandet ledes direkte ned på vandoverfladen af filteret, således at vandmassen over filtermaterialerne giver den fornødne reaktionstid.

Reaktionsbassinet skal være forsynet med et afløb, hvorigennem det kan tømmes helt, således at det kan renses for jernslam. Desuden skal der være et overløb for at undgå oversvømmelser i anlægget.

Ventilation

Ved luftningsanlægget skal der være god ventilation samtidigt med, at man må sørge for ringe tilgang af lys for at hindre algevækst.

Råvandets luftning kan også ske i lukkede beholdere under tryk, hvilket vil blive omtalt under trykfiltre.

Desuden findes der andre metoder, hvor vandet udluftes særligt kraftigt, disse vil blive omtalt under afsnittet om fjernelse af skadelige luftarter.

1.3.1.2 Fjernelse af opløste skadelige luftarter

Svovlbrinte

Svovlbrinte findes vidt udbredt her i landet opløst i grundvandet, normalt kun som spor. Dog kan man enkelte steder finde op til 15 mg/l svovlbrinte, og da ofte sammen med metan.

Svovlbrinte er giftigt og har en ubehagelig gennemtrængende lugt og kan give vækstmuligheder for svovlbakterier.

Forekommer svovlbrinten kun som spor, fjernes den ved den almindelige luftning.

Forekommer svovlbrinte i mindre mængder, kan man oftest fjerne den ved luftning. Ved større mængder må den afblæses.

Aggresiv kulsyre

Indeholder grundvandet mere fri kulsyre end nødvendigt for kalk/kulsyreligevægten, er vandet aggressivt og kan angribe beton og jern.

Små mængder aggressiv kulsyre kan normalt fjernes ved en almindelig luftning ved fald over trapper.

Større mængder kan fjernes ved en intensiv udluftning eller afblæsning.

Det kan endeligt være nødvendigt at binde den resterende aggressive kulsyre ad kemisk vej, hvilket kan ske ved kalktilsætning. Herved opnår man, at den aggressive kulsyre automatisk fortærer den nødvendige mængde kalk.

Egentlig kalktilsætning egner sig bedst for større vandværker med temmelig meget tilsyn.

Ved mindre vandværker kan man anvende filtre med alkalisk filtermasse af brændt Dolomit (Magno, Akdolit o.a.), som i kemisk henseende væsentligt består af magnesiumoxid og kalciumkarbonat.

Metan forekommer i visse egne af Danmark, opløst i grundvandet.

Metanet skal fjernes, før vandet ledes til filteranlægget.

Metan har voldt mange vanskeligheder, idet den i filteranlægget fremkalder stærk iltsvind og så stærk vækst af mikroorganismer, at filtrene bliver tilstoppet, såfremt metanet ikke fjernes, før vandet ledes til disse.

En blanding af metan og luft er eksplosiv med et metanindhold på ca. 6 - 13%.

Metanet kan fjernes effektivt ved afblæsning.

Vandet ledes gennem et ca. 2 m dybt bassin, forsynet med ledevægge. Samtidig indblæses atmosfærisk luft gennem et perforeret rørsystem anbragt ved bassinets bund. Da partialtrykket af metan i luften er 0, vil metanet blive fjernet af luftboblerne, der stiger op gennem vandet fra bunden.

Afblæsning

Afblæsning kan også ske med den såkaldte Inkablæser. Her ledes vandet i et tyndt lag over perforerede plader samtidig med, at der under disse indblæses en betydelig mængde atmosfærisk luft. Efter afblæsningen behandles vandet på almindelig måde gennem forfiltre og efterfiltre.

1.3.1.3 Tilsætning af ren ilt

Oxygenet føres i form af små bobler ind i en rørstreng, og under forudsætning af passende turbulens, rørlængde og tryk kan opnås en næsten fuldstændig udnyttelse af oxygenet.

Ren ilt (oxygen)

Karakteristisk for iltning med ren oxygen er brugen af et helt lukket system, hvorigennem oxygenet ledes fra lagertank og opløses i vandet under næsten fuldstændig udnyttelse.

1.3.2 Filtrering

Grundvandet filtreres for at fjerne de ved luftningen dannede uopløselige jern- og manganforbindelser. Filtreringen sker almindeligvis ved at lede vandet gennem et sandfilter.

Som filtermateriale anvendes normalt vasket, sorteret lerfrit sand uden organisk forurening.

Filtersand

Til afjerningsfiltre foretrækker man almindeligvis sand med kantet form, da dette har størst hulrumsprocent og en ru overflade. Endvidere skal det have en nogenlunde ensartet kornstørrelse, som giver de største hulrum mellem de enkelte korn.

Da filtersandets kornstørrelse er af stor betydning for et filters ydeevne og driftsform, er det formålstjenligt for at kunne sammenligne forskellige slags filtersand, at have nogle tal, der karakteriserer det pågældende sand.

Den effektive kornstørrelse (de) defineres som den maskevidde i mm, der lader 10% af sandet passere (efter vægt), medens ensartethedskoefficienten (ek) defineres som forholdet mellem middelkornstørrelsen og den effektive kornstørrelse, idet middelkornstørrelsen (dm) er defineret som den maskevidde i mm, der lader 60% af sandet passere. Man får således, at ek = dm/de, og det fremgår heraf, at jo mindre ek er, desto nærmere er de enkelte sandkorn ved at have samme diameter.

De nævnte betegnelser giver ikke fuldstændig oplysning om fordelingen af kornstørrelsen i filtersandet, hvorfor man bør supplere tallene med sandets kornkurve.

På Figur 9 er vist kornkurver for 4 sorter filtersand med angivelse af effektiv kornstørrelse og ensartethedskoefficient.

Figur 9
Kornkurver for filtersand

Anvendes filtersand med lille kornstørrelse, trænger urenhederne kun i ringe grad ned i filtersandet. Der dannes derfor på sandoverfladen en såkaldt filterhud, der i det væsentlige består af et lag af de ved luftningen dannede flok og af kolloide jernog manganforbindelser.

Anvender man grovere filtersand, dannes der ingen egentlig filterhud. Jern- og manganforbindelserne trænger et stykke ned i filterlaget. Herved får filtret en vis volumenvirkning, således at filtermodstanden stiger proportionalt med den behandlede vandmængde.

Kornstørrelsen må derfor afpasses efter mængden og karakteren af de urenheder, der findes i råvandet under hensyntagen til den ydeevne, man ønsker i forbindelse med filtreringens effektivitet og filterperiodernes længde (gangtid).

Filterhastighed

Et filters ydeevne afhænger af den filterhastighed, man kan byde filtret med tilpas lange filterperioder, uden at der opstår så stor filtermodstand, at der er fare for gennembrud og dermed dårlig filtrering.

Ved filterhastigheden forstås filtrets ydelse i m3 pr. time divideret med filteroverfladen i m2 og udtrykkes i m pr. time. Filterhastigheden er altså en nominel størrelse og betydelig mindre end vandets virkelige hastighed mellem de enkelte sandkorn.

Åbne filtre

Filterhastigheden ved åbne filtre er normalt 3 - 6 m/time, og den effektive kornstørrelse ligger almindeligvis mellem ca. 0,7 og ca. 1,5 mm og med ensartethedskoefficient på ca. 1,3 (kurve III, Figur 9).

Valget af kornstørrelse afhænger af råvandets beskaffenhed og filteranlæggets indretning.

Åbne filteranlæg bygges som regel af jernbeton. Man skal sørge for god ventilation, og der må kun være ringe tilgang af lys for at undgå algevækst i filtrene.

Filtersandet hviler almindeligvis på bærelag af sten af forskellige kornstørrelser, fx 8 cm 2 - 5 mm, 8 cm 5 - 8 mm, 8 cm 8 - 14 mm og 8 cm 18 - 25 mm.

Filterskyldning

Åbne filtre skylles normalt, når tryktabet er nået ca. 1 - 1,5 mVS afhængig af filterkonstruktionen. Det bemærkes, at ved filtre med grove filtermaterialer kan man ikke altid skylle filtrene efter tryktabets størrelse, men må skylle efter hvor stor vandmængde, der har passeret filtret.

Det grundlæggende ved filterregenerering er at fjerne det aflejrede jern og mangan og genskabe porøsiteten i det filtrerende lag. Dette gøres ved at ekspandere filtermaterialerne.

Den tid filtret skal skylle, når det gøres effektivt med den rette hastighed og ekspansion, er i almindelighed ca. 6 min., og dette uagtet, hvor lang gangtid filtret har haft, idet man i almindelighed kan sige, at lang gangtid og lav filterhastighed og kort gangtid og stor filterhastighed følges ad. Det vil altså sige, at det er mængden af afsat stof, som skal fjernes, der er den afgørende faktor.

Det er nødvendigt med en visuel bedømmelse af skyllevandets farve for at fastslå den endelige tid for regenerering af filtret.

Skyllevandsmængden varierer normalt mellem ca. 0,8 - 2% af den filtrerede vandmængde afhængig af jern- og manganmængden.

Figur 10
Trykfiltre

Lukkede filtre (trykfiltre)

Lukkede filtre - også kaldet trykfiltre - er filtre, der arbejder under tryk større end atmosfærens. Disse filtre bygges af cylindriske stålbeholdere.

Luftningen af råvandet kan ske ved indblæsning af atmosfærisk luft ved hjælp af en kompressor eller en injektor. Luften indblæses enten i filtrets tilgangsledning eller i et særligt blandingskammer. Mængden af den indblæste luft er mellem 100 og 200 l pr. m3 behandlet vand. Vandspejlshøjden holdes konstant ved hjælp af en automatisk luftudlader, hvorigennem den overflødige luft kan undvige.

Tidligere betragtede man det som den største fordel ved trykfiltre, at man kun behøvede en pumpe. Den sugede vandet fra boringerne og pressede det gennem trykfiltret direkte ud i ledningsnettet under fuldt tryk. Imidlertid er der ved denne fremgangsmåde den ulempe, at vandet bliver overmættet med luft, som undviger ved tapstederne og giver vandet et mælket udseende.

Filterhastigheden ved trykfiltre er ofte noget større end ved åbne filtre, ca. 6 - 8 m/h. Ved særligt let behandleligt grundvand med ringe jern- og manganindhold kan man nå op på filterhastigheder på 15 - 20 m/h.

Det skal slutteligt bemærkes, at trykfiltre er underkastet Arbejdstilsynets forskrifter vedrørende trykluftbeholdere mv.

1.4 Ledningsnet

1.4.1 Ledningsmaterialer

Støbejernsrør har fra de tidligste ledningsanlæg og op til ca. 1960 været den mest anvendte rørtype, og da de rigtigt behandlet og rigtigt lagt har en lang holdbarhed, er der i de fleste lidt ældre vandforsyninger stadig væk en stor procentdel af ledningsnettet, der består af støbejern med de krav, disse stiller til vedligeholdelse mv.

Støbejernsrør

Støbejernsrør fremstillede, indtil midten af halvtredserne af "gråt" støbejern, som er hårdt, stift og "skørt" med god modstand overfor korrosion, men mindre god modstand overfor mekaniske påvirkninger slag, sten og sætninger i jorden.

De duktile støbejernsrør har væsentlig bedre modstandsdygtighed over for mekaniske påvirkninger både direkte slag og sætninger i jorden.

Støbejernsrørene samles forholdsvis let med den såkaldte Tyton-samling, der er en gummiring indlagt i en udsparing indvendig i muffen. Når den glatte spidsende presses ind i muffen, presses gummiringen sammen og danner derved en tæt, men alligevel lidt fleksibel samling.

Støbejernsrørenes største ulempe er, at de er ret tunge at håndtere, men da de kan tåle ret høje tryk, og i øvrigt ellers med en passende ud- og indvendig behandling er gode til vandledninger, er de ikke røget helt ud af markedet, specielt ikke i udlandet og kan til visse opgaver stadig være det bedste valg.

PVC-rør

De første PVC-rør blev introduceret i Danmark i slutningen af halvtredserne og blev hurtigt udbredt i vandforsyningskredse.

PVC-rørene fremstilles i en Extruder, af et granulat af Polyvinylchlorid.

PVC-rør er stive rør, der leveres i lige længder normalt i 6 m længde. De har en meget glat overflade, der kun giver et lille energitab ved gennemstrømning, og som betyder, at der ikke forekommer afsætninger på den indvendige rørvæg. Derved bevarer PVC-røret sin lave rørmodstand igennem tiden.

En ting, man bør være opmærksom på, er ridser i rørets overflade, som er større end 10% af rørets godstykkelse. Disse rør bør kasseres, da der kan opstå brud, når rørene kommer under tryk.

Udvidelseskoefficienten for PVC-rør er 0,06 mm/m pr. grad Celcius. Lægges der en 100 m lang ledning på en varm sommerdag ved en temperatur på 28 - 30 grader, vil ledningen, når den afkøles til 8 grader, trække sig sammen ca. 120 mm altså svarende til en hel muffelængde.

Rørene samles let med indstiksmuffer med gummiringe som Tytonsamlingen, der giver en tæt samling, som dog alligevel kan bevæges nogle få grader.

PE-rørene fremstilles på samme måde som PVC-rørene i en Extruder, men råmaterialet, der anvendes, er Polyethylen.

De fremstilles i forskellige kvaliteter, der tidligere karakteriseredes ved deres vægtfylde som lav (PEL), medium (PEM) og høj (PEH). Der er efterhånden kommet en udvikling inden for området, hvilket har medført blandinger som PELM eller videreudvikling som PE100. Der henvises herom til de respektive kataloger fra fabrikanterne.

PE-rør

PE-rørene findes både som mere bløde og bøjelige rør (PEL), der i mindre dimensioner og tryktrin kan leveres i ruller, og som forholdsvis stive rør (PEH), der leveres i lige længder á 12 m. De har de samme gode strømningsmæssige og afsætningsmæssige egenskaber som PVCrør.

De har også de samme gode lægningsegenskaber som PVC-rør, og hertil kommer yderligere deres større bøjelighed, der bevirker, at de er mere egnede end andre ledningsmaterialer, hvor sætninger i jorden kan forventes som fx i byggemodningsområder.

PE-rørene er ikke diffusionstætte, dvs. at de ikke er modstandsdygtige over for indtrængen af fremmede stoffer i molekyleform, fx hidrørende fra en eventuel forurening i jorden. Der er eksempler på, at vand har fået afsmag af gas eller benzin eller olie, hvis der har været disse stoffer i den omgivende jord.

Et særligt problem, som man skal være opmærksom på, er, at udvidelseskoefficienten er endnu større end PVC's, idet den er 0,22 mm/m pr. grad Celsius. Den er dermed næsten 4 gange så stor som for PVC, og i det før omtalte eksempel med en 100 m lang ledning, der afkøles fra 28 grader til 8 grader, vil sammentrækningen være 440 mm, altså næsten en halv meter.

Man skal ligeledes være opmærksom på, at PE-rørene ikke tåler for høje driftstemperaturer. Den nominelle trykklasse, de er lagt ud for, svarer til det maksimalt tilladelige driftstryk, som røret må udsættes for i kontinuerlig drift ved temperaturen 20 grader C.

PE-rørene blev tidligere samlet med mekaniske samlinger af flere forskellige typer, idet tætheden opnåedes med en gummiring, og trækfastheden opnåedes med en klemring.

Der anvendes mere og mere svejsesamlinger, idet rørtyperne netop er udviklet til at kunne samles ved plastsvejsning. Sammensvejsningen bygger på, at polyethylen begynder at flyde ved en temperatur på ca. 200 grader C. Foretages der herefter en kraftig sammenpresning af overfladerne under et vedvarende tryk, vil de til dels smeltede materialer svejses sammen og opnå samme styrke som røret.

Der skelnes i denne forbindelse mellem spejlsvejsning og elektrosvejsning, idet spejlsvejsningen igen kan deles i stuksvejsning og i muffesvejsning, medens elektrosvejsning altid er muffesvejsning.

Fordele og ulemper

I nedenstående skemaer er vist en samlet opstilling over fordele og ulemper for de 3 rørtype:

Ledningsmateriale: Duktil støbejern

Fordele
  
Høj styrke og sejhed.
Stor modstand mod træthedsbrud.
Nem at samle.
Fleksible samlinger tolererer nogen vinkeldrejning.
Diffusionstæt over for organiske forbindelser.
Nemt at søge ledningen.
Nemt at lækagesøge.
  
Ulemper
  
Sårbar overfor korrosion, hvis udvendig og/eller indvendig korrosionsbeskyttelse ødelægges.
Kræver løfteværktøj ved lægning.

Ledningsmateriale: PVC

Fordele
   
Korrosionsfri.
Let at håndtere.
Let at samle.
  
Ulemper
 
Ikke diffusionstæt over for specielle organiske forbindelser.
Tåler ikke ophold i sollys i længere tid.
Ledningssøgning vanskelig.
Lækagesøgning vanskelig.

Ledningsmateriale: PE

Fordele
  
Korrosionsfri.
Relativt lette.
Fleksible.
På ruller i mindre dimensioner.
Alternative lægningsmetoder.
Kan svejses.
  
Ulemper
  
Svejsesamling kræver uddannet personale.
Ikke diffusionstæt over for organiske forbindelser.
Tåler ikke længere tids ophold i solen.
Ledningsøgning vanskelig.
Lækagesøgning vanskelig.

Afspærringsmidler

En vigtig del af et vandledningsnet er afspærringsmidlerne såvel ventilerne på forsyningsledninger, som stophaner til de enkelte ejendomme.

Ventilerne leveres med flanger, med muffer for PVC-rør og med glatte ender beregnet for tilslutning til fx støbejernsrør.

Endvidere er der udviklet ventiler med et fra fabrikantens side påmonteret stykke PE-rør, således at ventilen ved hjælp af det påmonterede PE-rørs spidsende kan svejses til selve PErøret.

Ventiler, beregnet til stikledninger, kan leveres i dimensionerne 32 - 63 mm med direkte tilslutning for PErør.

Ved aflukning for en vandstrøm med en ensidig belastning, fx i forbindelse med et vandledningsbrud, skal der ved store hovedledninger anvendes betydelig kraft til at lukke en skydeventil, og der kan derfor i stedet anvendes de såkaldte drejespjældsventiler.

Disse ventiler består af et cylindrisk hus af samme dimension som den ledning, de indbygges i, hvori er lejret et drejespjæld.

Fordelen ved denne konstruktion er, at vandstrømmen ved ensidig påvirkning på drejespjældet, i lige stor grad hjælper til som yder modstand mod lukningen, og aflukningen foregår derfor uden besvær.

En ulempe kan være, at drejespjældet altid befinder sig i vandstrømmen og derved kan slides i årenes løb.

Fittings

Af fittings så som bøjninger, tee-stykker, anboringen og lignende findes der et righoldigt udvalg både inden for gummiringssamling, flangesamling, klemringssamling og svejsesamling. Der henvises i denne forbindelse til de respektive fabrikanters og leverandørers udførlige kataloger.

Da plastrør formentlig er det mest anvendte ledningsmateriale til vandledninger i dag, er såvel samlingsmetoder som fittings i en stadig udvikling, og selv en udførlig omtale ville ikke kunne medtage alle former.

De, der beskæftiger sig med anlæg og vedligeholdelse af vandledninger, må derfor henvises til de omfattende leveringsprogrammer fra rørfabrikanter og leverandører af fittings.

1.4.2 Anlæg af vandledninger

Generelt

Forud for udførelsen af et vandledningsarbejde skal der foretages en række vurderinger og undersøgelser inden den endelige beslutning om dimension, ledningsmateriale og tracé. Og endelig skal der også forhandles med og ansøges om tilladelse til udførelse hos forskellige myndigheder og evt. grundejere. På grundlag af de ovenfor nævnte undersøgelser og beslutninger udarbejdes der er projekt, der anvendes som grundlag for selve udførelsen.

Dimensionering

Beslutning om ledningens dimension bør først træffes efter nøje overvejelser om de eksisterende og om de fremtidige krav til forsyningen, ledningen skal tilfredsstille.

Valg af ledningsmaterialer

De fleste vandforsyninger har en indarbejdet rutine med udførelsen af vandledninger.

Man skal dog til stadighed være opmærksom på fremkomsten af nye og bedre materialer. De nye PE-ledninger giver mulighed for at etablere et fuldt sammensvejset ledningssystem, der giver maksimalt sikkerhed mod korrosion og ledningsbrud ved sætninger i jord mv.

Det er rigeligt anstrengelserne værd at sætte sig nøje ind i, hvad leverandørerne kan oplyse om materialernes egenskaber og især om samlingsmåderne.

På baggrund heraf må den projekterende træffe sit valg af ledningsmateriale og samlingsmåde, således at der opnås den største grad af sikkerhed ud fra rimelige økonomiske overvejelser.

Tracé

Valget af tracé kan have stor betydning for omkostningerne ved selve udførelsen.

Værre er det, når man skal etablere en ny vandledning i en eksisterende vej, hvor der i forvejen er fyldt godt op med andre ledninger. Det kan knibe med at holde respektafstand til de andre ledninger, og omlægninger af disse kan komme på tale.

Det er vigtigt at sikre sig, at vejmyndigheden, normalt kommunens eller amtets vejafdeling, er indforstået med valget af tracé, for at kunne få en senere opgravningstilladelse.

Ved forsyning af spredt bebyggelse i "Det åbne land" kan det blive nødvendigt for at fravige princippet om altid at følge vejforløbet. Normalt er det mest hensigtsmæssigt at følge vejene, men ved de større afstande kan der blive tale om at gå ind over marker mv., for at vælge en mere økonomisk tracé og for ikke at få for lange stikledninger, da gårdene mange gange ligger noget væk fra den offentlige vej. Når forsyningsledningerne således etableres hen over privat ejendom, skal de sikres ved en tinglysning på ejendommen.

Projekt

Til udførelsen af større ledningsarbejder vil det normalt være påkrævet at udarbejde et egentligt projekt, der i tegningsform og i beskrivelse nærmere redegør for, hvor og hvordan ledningen skal etableres.

Ved projektudarbejdelsen skal den projekterende tage stilling til alle de forhindringer, der forudsigeligt kan opstå, og angive løsninger på, hvordan de kan klares ved udførelsen.

Figur 11
Diagram over ledningsprojekt

Figur 12
Stykliste

På Figur 11 er der vist et eksempel på diagram over et ledningsprojekt, og på Figur 12 er der vist en stykliste.

De er en stor hjælp både ved indkøb af materialer og ved en eventuel regningsudskrivning. Endvidere er det også for montøren en stor hjælp at have diagrammer og styklister til en bedre forståelse af, hvordan den projekterende havde tænkt sig, at ledningsforbindelserne skulle være.

Krydsninger

Der vil næsten altid være visse ledningsstrækninger, der krydser mere specielle og dermed som regel også mere vanskelige strækninger at passere.

Det er derfor vigtigt, at den projekterende på forhånd forbereder disse krydsninger i sit projekt og angiver holdbare løsninger.

Opgravning og tilfyldning

En ledningsgravs profil afhænger af de lokale jordbundsforhold, pladsforhold, det anvendte ledningsmateriale og selvfølgelig ledningens dimension og lægningsdybde.

Under alle omstændigheder skal Arbejdstilsynets krav overholdes, ligesom vejmyndigheden kan have stillet specielle krav i forbindelse med opgravningstilladelsen.

Har man viden om andre eksisterende ledninger i området, men ikke er sikker på deres beliggenhed eller dybde, kan det være formålstjenligt at grave nogle prøvehuller forud for påbegyndelsen af det egentlige gravearbejde.

Hvis der graves i asfaltarealer, kræves det ofte, at der inden opgravningen skæres i asfalten uden for ledningsgraven, således at asfalten ikke trækkes med op ved opgravningen.

Figur 13
Eksempel på ledningsgrav

I Figur 13 er vist en ledningsgrav med almindeligst anvendte betegnelser og mål.

Tilfyldningen om rørene er dels af styrkemæssig art, idet rørene skal hvile i hele deres længde på et ensartet stenfrit materiale, og dels af korrosionsmæssig art, idet uens sammensat jord kan forårsage tæringer på metalliske dele i ledningen.

Figur 14
Metoder til lukning af ledningsgrav med asfaltbelægning

Retablering af overfladebelægningen er den afsluttende operation i forbindelse med vandledningsarbejdet. Figur 14 viser forskellige metoder til retableringen.

DS 475

Der findes en dansk "paraplynorm" for etablering af ledningsanlæg i jord, DS 475 (alle former for ledningsanlæg), hvori der også gives detaljerede anvisninger for opgravning og tilfyldning.

Rørarbejde

Støbejernsrør er i almindelighed ikke særligt udsatte for hverken brud eller korrosion, når de lægges i en stabil jordbund. I bunden udlægges ca. 10 cm udretningslag af sand eller grus. Opklodsning med træ bør kun anvendes i særlige tilfælde, og trækklodserne bør fjernes før tilfyldningen og erstattes med grus, der stampes ind under ledningen.

PVC-rør har været det mest anvendte ledningsmateriale til vandledninger, og lægningsmetoder og lægningsforhold formodes at være velkendt af alle, der har beskæftiget sig med vandledningsarbejde. Nogle enkelte forhold skal dog omtales.

PVC-rør er "koldskøre" og skal behandles med forsigtighed i frostvejr. De er ligeledes sårbare overfor forhold, der kan bevirke revnedannelser, og bør derfor altid lægges i grus eller sand.

Ved kurvede ledningsstrækninger kan man have tilbøjelighed til at tvinge rørene rundt i kurven uden af anvende bøjninger. Uanset at rørene er noget bøjelige, kan dette være farligt, idet man overfører trækspændinger til muffen, der på længere sigt kan medføre brud.

PE-rør har en klar fordel ved anlæg af ledninger i jord, hvor der kan forventes sætninger. Til modvirkning af eventuelle påvirkninger fra sætninger, og på grund af rørenes store udvidelseskoefficient, lægges de i bløde bugtninger i ledningsgraven, således at påvirkningerne kan optages af ledningsstrengen.

Hovedparten af de i dag anvendte ledningsmaterialer har ikke trækfaste samlinger, bortset fra svejste samlinger til PE-rør, og skal derfor forankres ved retningsændringer af ledningen, således at samlingerne ikke skydes fra hinanden, når der sættes vandtryk på.

Den mest almindelige metode til denne forankring er støbning af en betonklods modsat den side, der svinges til, eller på bagsiden af et tee. For ikke at beskadige formstykket lægges et lag plastfolie (ikke blødgjort) eller lignende mellem dette og betonen.

Ibrugtagning

Inden ibrugtagning af ledningen skal den tæthedsprøves og renskylles, således at kravene til drikkevand kan overholdes.

Derudover skal ledningen indmåles og registreres. Som hjælp hertil findes en Dansk Standard, DS 462 Norm for registrering af ledninger.

1.5 Litteratur

Norm for mindre ikke-almene vandforsyningsanlæg, DS 441
Norm for almene vandforsyningsanlæg, DS 442
Norm for registrering af ledninger, DS 462
Norm for lægning af ledninger, DS 475
Der er endvidere en række europæiske normer under udarbejdelse.
Vandforsyning, Teknisk Forlag
Vandteknik, diverse numre, DVF
DVF-kursusbog, Vandforsyningsteknik, diverse numre.