Presentasjon av renseløsninger for tunnelvaskevann

Transkript

1 Presentasjon av renseløsninger for tunnelvaskevann Eilen Arctander Vik Mona Eftekhar Dadkhah Norsk Vannforening Fagtreff 20. Mars Miljødirektoratet, Oslo 1

2 Innhold Tunnelvaskevann miljøproblem? Rensesystemer i bruk? Resipienter? Resultater av gjennomførte studier av ulike renseløsninger Oppsummering 2

3 Rensing av vaskevann fra tunnel Vaskevann fra tunnel Høye konsentrasjoner av trafikkforurensninger Bruk av vaskemiddel (0,5-1,0 %) Akutt giftig for dyreliv i vann (vaskemiddel & tungmetaller) Status tunnelvaskevann: Renseteknisk komplekst avløpsvann Lite spesifikk og konkret kunnskap tilgjengelig Oppdragsgiver: Statens vegvesen Region Øst/NORWAT Aftenposten Nett 21.febr 2013: «Tunnelene i Oslo blir ikke vasket på grunn av rumpetroll»

4 Rensesystemer i bruk i Norge Store variasjoner i vannkvalitet komplekst 90 % av tunneler ingen rensing Oppsamling av vaskevannet inni fjellhaller/utenfor Sendes inn på kommunalt nett Renses i utendørs rensedammer (naturlig nedbrytning) Slippes gradvis ut i lokal resipient Nordbytunnelen o Tunnel: 3.8 km lang; 4 felt o Vasking: 2-4 ganger per år; o 250 til 500 m ³ /vask; o ~ 600 L vaskemiddel for vegg og tak o Miljømål <10 µg/l Cu and <50 µg/l Zn 4

5 Vaskevann fra tunneler Sted Land ph Cd Pb Cu Zn TSS µg/l µg/l µg/l µg/l mg/l Nordby Norge Frejus Frankrike Italia Mont Blanc Frankrike Chamoise Frankrike Les Monts Frankrike Fourviere Frankrike Ringnes Norge < Engelberg (eøst) Tyskland Nordby,SmihagenVassum Norge Lokale krav brukt for utslipp til Nordbytunnelens resipient, Årungsbekken: Cu <10 µg/l Zn < 50 µg/l

6 Vaskevannets sammensetning sammenlignet med resipientkrav Vaskevannsprøver fra Nordbytunnelen OiW mg/l PAH µg/l Tot-P mg/l Tot-N mg/l TOC mg/l TSS mg/l Sommer (2014) 3,2 5 5,6 11, Vinter (2015) God kvalitet innsjø 0, ,4 3,5 3 Påslipp til kommunalt nett, eksempel Kystfarvann (marint miljø) 0,07 2,4 12 0,25 Vaskevannsprøver fra Nordbytunnelen Zn µg/l Cu µg/l Cr µg/l Pb µg/l Hg µg/l Cd µg/l Toks. TU Sommer (2014) Vinter (2015) God kvalitet innsjø Påslipp til kommunalt nett, eksempel Kystfarvann (marint miljø) , , ,8 3,4 1,3 0,05 0,08 0, ,9 0,64 3,4 2,2 0,05 0,24 0,01 6

7 Renseteknisk utfordring Vaskemidlet kompleksbinder tungmetaller: Cu og Zn utfordring for Nordbytunnelen Vaskevannet er toksisk Kontainerbasert løsning, sende vann til kommunalt renseanlegg eller lokale løsninger? Rensedammer eller oppsamlet vann i tunell vanlig Sedimentering, Aerob og/eller Anaerob nedbrytning

8 Vannmengder; eks. Nordbytunnelen Mengde / vask (m³) Pumpetid (timer) Beregnet mengde (m³/t) Beregnet mengde (l/sec) Vannrate i renseanlegget avhenger av volum og tid bufferkapasitet vi kan benytte. Nordbytunnelen vasker vann ca hver 3. måned og har 500 m ³ buffer/ lagringskapasitet I Oslo har vi tunneler uten noen lagringskapasitet for vannet

9 Stasjonære renseanlegg/pakkeanlegg Komplette renseanlegg bygget i tilknytning til tunnelen Finnes eksempler på dette fra utlandet. Teknologileverandører tilbyr pakkeløsninger Hvilke krav skal vi stille? Hva er BAT-Best Available Technique? Komplett renseanlegg - Sveits -Flow reduction, pumping, sedimentation, filtration ~6 mill. -Huge capacity, and cost effective i.e. cost per treated m2 S. Meland (2015)

10 Stasjonære anlegg - utfordringer Manglende plass i f.eks. urbane områder gjør bygging av stasjonære renseanlegg utfordrende Komplekse renseløsninger vil kreve kompetent personell Drift/vedlikehold ph justering rest-metallkonsentrasjoner

11 Oversikt gjennomførte labtester Råvann Råvann Sedimentert vann Biologisk behandlet vann Foregår i mange tunneler i dagukontrollert? Filtrering ph justering Aerobisk Anaerobisk Semi-Aerobisk ph justering Kjemiskfelling Kjemiskfelling Kjemiskfelling Kjemiskfelling Kjemiskfelling Filtrering Polering Polering Polering Polering Polering 11

12 Zn- filtrert (µg/l) Cu- filtrert (µg/l) KOF (mg/l) Turbiditet (NTU) Vannkvalitetsendringer Noen måleresultater Anaerob Luftet Biologisk Anaerob Luftet Biologisk Start 1 uke 2 uker 3 uker 4 uker 6,3 uker Tid etter prøvetaking 0 Start 1 uke 2 uker 3 uker 4 uker Tid etter prøvetaking 1600 Anaerob Luftet Biologisk 500 Anaerob Luftet Biologisk Start 1 uke 2 uker 3 uker 4 uker 6,3 uker Tid etter prøvetaking 0 Start 1 uke 2 uker 3 uker 4 uker 6,3 uker Tid etter prøvetaking

13 Eksisterende stasjonære Sedimenteringsbasseng renseløsninger anaerobe forhold slamfjerning kontrollert uskiftning av vann

14 Behandling av råvann/ ingen forsedimentering Ingen forsedimentering/ kun ph justering ph~12 Råvann Ingen forsedimentering/ kun kjemiskfelling ph justert ~ Resipient En mulig løsning for å nå strenge krav mer slam, behov for fellingskjemikalie og ph justering opp og ned før utslipp driftsoppfølging Tungmetall(µg/l) Zn Cu PIX-ingen ph justering PIX-pH justert ~

15 Forbehandling sedimentering 1-5 uker / 25 C Kjemiskfelling med PIX Råvann uke (kort sed) uker (lang sed) uke / 4 C 1 uke-ingen ph justering uke-ph justert (~12) uker-ingen ph justering* uker- ph justert (~12) * NaAlO 2 benyttet for kjemiskfelling. Resipient Sedimenteringstank 1 uke

16 Turbiditet (NTU) Forbehandling sedimentering Etter 1 ukes sedimentering en vannkvalitet C C 3-20 C 4-4 C 5-4 C 6-4 C min 3,5 t 19 t 24 t 48 t 72 t 96 t 1 uke Timer etter forsøkstart 16

17 NTU, mg/l, % Forbehandling sedimentering Partikkelstørrelsesfordeling i prøver sedimentert 3,5 timer og 1 uke ved 20 og 4 C. Etter 1 ukes sedimentering Turbiditet (NTU) TSS (mg/l) VSS (mg/l) KOF ufiltrert (mg/l) KOF filtrert (mg/l) % VSS av TSS Råvann C C

18 Aerobisk behandling (luftet tank) 4 uker Kjemiskfelling med NaAlO 2 Råvann Aerobisk Resipient Oppsamlingstank (luftet) Sedimenteringstank Aerob(O₂ ) Aerob(O₂ +biomass) Aerob (O₂ ) Aerob(O₂ +biomass)

19 Semi-aerobisk behandling kjemisk felling 3-5 uker / 15 C Kjemiskfelling med PIX Semi-Aerobic Tungmetall (µg/l) Zn Cu Råvann Tungmetall (µg/l) 3 uker / 4 C Zn Cu 3 uker uker Kjemiskfelling med PIX 3 uker/ph justert ~ uker/ingen ph justering 23 8 Semi-Aerobic Åpen oppsamlingstank 3 uker uker/ph justert ~

20 Anaerobisk behandling + kjemiskfelling ph justert ~ 11 + Kjemiskfelling Råvann uker / 15 C Anaerobic Ingen ph justering kjemiskfelling Kjemiskfelling/PIX Lukket oppsamlingstank Anaerob (3 uker) Sedimenteringstank Resipient Kjemiskfelling/PIX Kjemiskfelling/PAX

21 Sekvensiell filtrering d 50 = 10 µm 21

22 Anaerobisk behandling + filtrering Tungmetall (µg/l) Zn Cu 3 uker ph justering ~ 11 + Filtrering 1.2 µm 3 uker / 15 C Anaerobisk 3 uker /filtert Råvann Sekvensiell filtrering 3-12 uker/ 4 C 11 µm 5 µm 1.2 µm 0.2 µm 3 uker/filtert Anaerobisk Sekvensiell filtrering 11 µm 5 µm 1.2 µm 0.2 µm Resipient Lukket oppsamlingstank Tungmetall (µg/l) Zn Cu 3 uker uker uker/filtert

23 Rensetekniske forsøk viser: Løsninger som benyttes i dag: Sedimentering gjør mye, men ikke nok Biologisk nedbrytning; aerob og anaerob ca ~50 % reduksjon av vaskemiddel og effektiv fjerning av tungmetaller, men slam må fjernes. Temperatur er viktig for effekten, ved 4 o C langsom prosess Tilleggsrensing Filtrering er effektivt, men partiklene er små; ~1 µm ph justering er effektivt, men partikler må fjernes og ph oppjusteres før utslipp Kjemisk felling effektiv, men krever kontroll med rest-metall og de økte slammengdene Toksisitet pga vaskemiddel er en utfordring. Vaskemidler som rengjør tunnelen, men ikke kompleksbinder metall forenkler rensingen 23

24 For å summere opp.. Det er fortsatt store utfordringer langt frem til gode renseløsninger er på plass i alle tunneler i Norge Sedimentering er hovedløsning i dag, og kan fortsatt være det i fremtiden med kontrollert sedimentering, biologisk nedbrytning og kontrollerte utslipp. Slambehandling er viktig. Fjerning av sedimentert materiale! Det finnes komplette renseanlegg på markedet men der er utfordringer knyttet til plass og drift. Kost/nytte må vurderes nærmere. 24

25 Takk til Statens vegvesen for anledning til å dele informasjonen og takk til alle dere Aquateam COWI Karvesvingen 2, 0579 OSLO Eilen Arctander Vik: Svein Ole Åstebøl; Mona Eftekhar Dadkhah;