Avløpssystemet - Undersøkelsesmetoder

Transkript

1 1 Innledning Pumpestasjon + Overløp + Kummer + Ledninger = Det henger sammen Begrepet Det henger sammen er et greit utgangspunkt for gjennomgang av undersøkelsesmetoder. Kloakken produseres hos abonnentene, og en ønsker transport av dette til renseanlegget med minimale driftsutgifter. Har vi separatsystem er målet at ledninger og kummer ikke skal motta uønsket vann, eller at kloakk forsvinner på veien. Har vi fellessystem er målet i tillegg at det skal være kontrollert overløpsdrift. Men hverdagen i de fleste norske kommuner er problemer med avløpssystemet, hvor utette ledninger og kummer tilføres uønsket vann, eller kloakk lekker ut i grunnen / tilføres resipienter. I de siste år er det satt inn store ressurser på bedre renseanlegg, driftsvennlige pumpestasjoner, funksjonelle overløp og bedre kunnskap om nyanlegg. Taperen i kampen er det gamle ledningsnettet, og en kan spørre seg: Er det noe hjelp i ny hjertepumpe, hvis blodårene ikke fungerer?. Innsatsen må økes på ledningsnettet, for å oppnå ambisjonsrike mål mot forurensing, og for å tilfredsstille moderate driftsbudsjett. Konklusjon: Arbeid på ledningsnettet må få en høyere status i det norske VAmiljøet.

2 2 Drift og vedlikehold av avløpsnettet består ofte i å løse akutte problemer. Mange kommuner sliter med kloakkstopper, rørbrudd og akutte spylinger. Det er vanskelig å komme over i en periode fra blålys-jobber til et mer systematisk arbeid på avløpsnettet. Når en betrakter transportsystemet for avløp har en mange målepunkt for å stille diagnose og finne feil. Pumpestasjoner, overløp og kummer er viktige målestasjoner for vannføringsvariasjoner og forurensingsmengder. Men de problemer som registreres har ofte sin årsak i et dårlig ledningsnett. Derfor vil disse målestasjonene kun gi indikasjoner på feil og i en viss grad omfanget. Men for å avdekke kilden til problemet må en ta ledningene i nærmere øyesyn. Dette innlegget omhandler derfor de mest brukte metoder for undersøkelser i selve ledningsnettet. Alternative vannføringsmålinger er tilstrekkelig omtalt i annen faglitteratur, og omfattes i begrenset grad. Rørinspeksjon med videokamera er tilstrekkelig omtalt i øvrige foredrag, og holdes derfor utenfor dette innlegg. Blant de beskrevne metoder er det sikkert behov for korreksjoner og kompletteringer. Undertegnede er derfor positiv til ethvert innspill i denne sammenheng. Følgende metoder er beskrevet: Metode Side Kuminspeksjon 4 Inspeksjon i pumpestasjoner 5 Inspeksjon i overløp 6 Fargeprøve / Bordtennis-baller 7 Røyktesting 8 Ledningslokalisering 9 Sporstoff-målinger 10 Rørtverrsnittsmåling (Tolking) 11 Fallmåling 12 Tetthetsprøving 13 Fri ammonium 14

3 3 Kuminspeksjon. 1) Vurdere avløpsnettets kvalitet. 2) Antydning om vannføring i ledningen. 3) Registrere kumtilstand. Observasjonspunkt! Tommestokkmåling! Feilkoplinger! Kumtilstand! Avløpskummene er viktige atkomstpunkt for å komme til med spyleutstyr og inspeksjonskamera. Imidlertid er kummer et viktig observasjonspunkt, og avdekker ofte ledningsnettets generelle helsetilstand. Systematisk tommestokk-måling av vannivå i kumrenner gir raske og grove indikasjoner på ledningens tetthet. Problemet med utette ledninger er at grunnvann kan trenge inn og / eller avløpsvannet lekker ut i grunnen. Dersom ledningen har utettheter, vil grunnvann komme inn når grunnvannsnivået ligger over ledningsnivået, og avløpsvann lekke ut når grunnvannet ligger lavere enn ledningen. Man kan også ha feilkoplinger, ved at sluk og andre OV-system er tilkoplet SP-systemet. I en serie kummer bør det foretas nattmålinger under tørrvær, når vannforbruket tilnærmet skal være null. Dette kan nyttes som referanse når grunnvannsnivået samtidig måles. Nattmålinger gjentas når grunnvannsnivået har økt, og en får god indikasjon på utettheter langs ledningsstrekningen. Feilkopling av spillvann til overvann er et stort problem i mange kommuner. Overvannsledninger føres ofte til lokale bekker og vann, og publikum har etter hvert blitt veldig observante på forurensinger i nærmiljøet. Overvannskummer gir god atkomst for avdekking av feilkoplinger. Montering av hønsenetting vil fange opp eventuelt toalettpapir og andre større partikler i spillvannet. Ved systematisk arbeid i en serie kummer kan feilkoplinger lokaliseres. Kombinasjonen av høy grunnvannstand og utette kummer kan tilføre betydelige mengder uønsket vann til ledningene. Et annet problem kan være dårlig renneutforming, slik at kloakk legger seg igjen i kummer og forårsaker lukt. Registrering av kumtilstand og utbedringstiltak vil bidra til kvalitetsheving på avløpssystemet.

4 4 Inspeksjon i pumpestasjoner. 1) Vurdere kvalitet på innløpsvannet. 2) Pumpenes gangtid - Periodevariasjoner. Olje og fett! Sand! Pumpestasjonen ligger i avløpsystemets lavpunkt, og mangelfull drift av fett- og oljeutskillere oppstrøms i systemet vil raskt avdekkes her. Olje og fett er lettere enn vann og vil derfor være synlig på overflaten i pumpesumpen. Fettholdig avløpsvann vil også gi fettavsetninger på sumpveggen. Olje og fett tilført kommunalt ledningsnett er mange steder et stort problem, og problemets kilde bør oppspores og eieren pålegges tiltak. Kommuner som intensiverer driftstilsyn av fettutskillere, har registert nedgang i antall kloakkstopper. Dersom oppstrøms ledningsnett har store utettheter kombinert med fine omfyllingsmasser kan sandtransport i rør frem til pumpestasjonen gi driftsproblemer. I denne situasjon vil også høytrykksspyling av ledninger kunne vaske inn sand i ledningen. Først og fremst vil sandpartikler bidra til sterk slitasje på pumpehjul, men det er også eksempler på totalhavari av pumper på grunn av sandslitasje. Årsaken til sandtransport i avløpsledninger kan også være mangelfull tømming av sandfang i fellessystem. Fra overfylte sandfang vil det under nedbør bli vasket sand i avløpsledningen. Vannmåling! Pumpestasjonene er i seg selv en grov vannmåler i separatsystem. Ved å registrere gangtid på pumpene sammenholdt med nedbørsmålinger, kan en få en klar sammenheng med utette ledninger. Dersom pumpenes gangtid øker under nedbør, er dette et varsel om feilkoplinger og / eller utette ledninger.

5 5 Inspeksjon i overløp. 1) Vurdere kvalitet på innløpsvannet. 2) Registrere overløpsfrekvens. 3) Registrere driftsforstyrrelser. Olje, fett, sand! Beskrivelsen for Inspeksjon av pumpestasjoner gjelder også for overløp. Registrering av olje eller fett er tegn på at tilkoplede fett- / oljeutskillere ikke driftes tilfredsstillende. Registrering av sand varsler om utette ledninger og / eller mangelfulle tømmerutiner for sandfang i fellessystem. Olje, fett, sand vil også kunne bidra til driftsproblemer i selve overløpet. Ledning for videreført vann har mindre dimensjon enn innløpsledning, og er utsatt for gjentetting. Overløpsdrift i tørrvær! Dersom vann går i overløp under tørrvær, uten at det kan observeres gjentettingsproblemer i ledning for videreført vann, indikerer dette tilførsel av mye fremmedvann. Det er derfor viktig å observere overløpsdriften i forhold til nedbørsmålinger, på samme måte som for pumpestasjoner.

6 6 Fargeprøve / Bordtennis-baller. Avdekke feilkoplinger. Feilkoplinger er dyrt! Fargeprøve! HMS! Bordtennisballer! Alternativ! Når det bygges separat ledninger for spillvann og overvann er det viktig at private boliger og veisluk tilknyttes etter samme prinsipp. I alt for mange tilfeller registreres feilkoplinger. Når dette oppdages i ettertid koster det både tid og penger, spesielt i tettbebyggelse. Når feilkoplinger er oppdaget starter et nitidig arbeid med lokalisering. Dersom feilkoplinger er lokalisert til noen få abonnenter kan en ta i bruk fargestoff, som doseres i f.eks. toalettet. Et effektivt fargestoff er Pyranin 120 % (Grønn - Fluoriserende - Pulver ). Vær oppmerksom på at svært små doseringer (mindre enn ½ teskje) ofte er nok. Deretter observerer man i kummer på hoved-ledningene, om fargen kommer til syne i spillvanns- eller overvanns-ledningen. Metoden er arbeidskrevende ved at man bl.a. må ha atkomst til private abonnenter eventuelt i veisluk. Andre fargestoff kan være konditorfarge, og andre fargesettende stoff. Men sørg for at datablad på stoffet er tilgjengelig med tanke på krav til helse, miljø og sikkerhet. Et noe mer rasjonelt opplegg kan oppnås ved bruk av nummererte bordtennisballer (Husk å bruke vannfast tusj). Husnummer kan f.eks. angis på baller og skylles ned i toalettet fra flere abonnenter samtidig. Deretter fanges ballene i kummer på hovedledningen, i spillvanns- eller overvannsledningen. Fortsatt kreves atkomst til private abonnenter. Dersom det er vanskelig å begrense antall eiendommer, kan det være tidsbesparende å ta i bruk røyktesting (Se egen beskrivelse).

7 7 Røyktesting. 1) Avdekke feilkoplinger. 2) Avdekke svært utette skjøter. Feilkoplinger! Lufting og takrenne! Varsling! HMS! Utette skjøter! Dersom feilkoplinger er lokalisert til et større antall abonnenter kan det være fornuftig å foreta røyktesting. Angrepspunkt er hovedledninger, og problemet med atkomst i private eiendommer unngås. Røyktesting må foretas i enten spillvanns- eller overvannsledningen. En og en kumstrekning avgrenses ved montering av tetteplugger opp- og nedstrøms (Ved stor vannføring bør det legges opp til forbipumping). Røykpatron (Evt. røykboks) henges ned i en kum, som tilføres et overtrykk. Til dette kan en improvisere med en liten luftkompressor og tett kumlokk-gjennomføring. Det er også på markedet bensindrevet vifteaggregat spesielt bygget for dette formålet, som plasseres over kumåpningen og gir god tetthet mellom vifte og kum. Alternativt kan det også benyttes røykmaskin. Dersom en har valgt å avgrense spillvannsledninger for røyktesting, skal røyk fortrinnsvis stige opp fra kloakklufting over hustak. Stiger røyk opp fra takrenner / drenering er feilkoplingen avdekket. Dersom en velger å avgrense overvannsledningen for røyktesting avdekkes feilkoplinger ved røyk opp fra kloakklufting over hustak. Før røyktesting igangsettes må abonnenter generelt varsles, og spesielt gjøres oppmerksom på viktigheten av vann i alle vannlåser. Og selvfølgelig må Brannvesenet varsles. På samme måte som for fargesettende stoff er det viktig at tilført røyk er sikret med datablad med tanke på krav til helse, miljø og sikkerhet. Noen kommuner har også med hell tatt i bruk røyktesting av avløpsledninger, for å avdekke svært utette skjøter. Forutsetningen for å få røykutslag i terreng er imidlertid at ledningen ikke ligger for dypt, og at jordsmonnet ikke er for tett. En og en kumstrekning avgrenses ved montering av tetteplugger opp- og nedstrøms (Ved stor vannføring bør det legges opp til forbipumping). Her også må naboer og Brannvesen varsles.

8 8 Ledningslokalisering. Bestemme nøyaktig ledningstrasé. Ukjent trasé! Radiosonde! Metallsøker! Ved arbeid på eldre ledningssystem kommer en ofte opp i situasjoner hvor nøyaktig ledningstrasé ikke er kjent. Flere metoder kan tas i bruk, men i utgangspunktet må det være atkomst til ledningen i en ende. En liten, batteridrevet radiosonde monteres på ei stakefjær, og føres innover i ledningen. Radiosonden sender hele tiden ut et signal, som fanges opp av radiopeileutstyr på terrengoverflaten. Systemet består av peilemottaker med peileantenne og høretelefoner. Noen inspeksjonskamera er utstyrt med radiosonde for denne type ledningslokalisering. Metallsøker kan også benyttes til ledningslokalisering ved søking på videokamera eller metall-stakefjær. Metoden kan gi feilutslag dersom kabler eller andre metallrør ligger i bakken i samme område.

9 9 Sporstoff-målinger. 1) Beregne infiltrasjonsvannmengde tilført ledningen. 2) Diverse lekkasje fra spillvann til overvann. Litium! Det mest vanlige sporstoff til undersøkelser på ledningsnettet er Litiumklorid (LiCl). Dette er et alkalimetall som forekommer kun i små mengder i naturen, og er ikke giftig i de konsentrasjoner som benyttes i sporstoff-målinger (0,1-2,0 mg Li/l). Litiumklorid egner seg godt som sporstoff fordi: - Det skal være lettløselig og lett å påvise ved små konsentrasjoner. - Reagerer ikke kjemisk med vannet, eller absorberes på partikler. - Er stabilt under de forhold som eksisterer før, under og etter doseringen. - Har ikke helsemessige skadevirkninger på mennesker og dyr i aktuelle konsentrasjoner. - Bakgrunnsverdien i vannet må være lav. Dosering! Feilkilder! Lekkasje! For å beregne infiltrasjonsvann som tilføres ledningen på en strekning tilsettes Litiumklorid i en kum. Avløpsvannets naturlige innhold av Litiumklorid må være kjent (Bakgrunnsverdi). Det tilsettes en bestemt konsentrasjon sporstoff med membranpumpe fra doseringsbeholder, og mengde pr. tidsenhet registreres. I nedstrøms kummer tas vannprøver og fortynningen av sporstoffkonsentrasjonen gir data om hvor mye infiltrasjonsvann som tilføres ledningen mellom de forskjellige målepunkt. Dersom konsentrasjonen er halvert, betyr det at vannmengden er fordoblet. Utlekking av vann fra ledningsnettet er en direkte feilkilde ved sporstoffmåling. Utlekking vil ikke gi noen konsentrasjonsendring til tross for at vannføringen avtar. Målinger av sporstoff-fortynning alene vil følgelig ikke nødvendigvis gi et korrekt bilde av vannføringen, og supplering med vannføringsmålinger kan være nødvendig. Ser en bort fra utlekking har denne type sporstoffmåling en nøyaktighet på " 5-15 %. Sporstoff kan også benyttes til å påvise lekkasjer fra spillvann til overvannssystemet, som et alternativ til fargestoff. Gjennomføres ved dosering i spillvannsledningen og prøvetaking i overvannsledningen. Ved systematisk arbeid fra kum til kum kan lekkasje-strekninger avdekkes. Publikum som klager over kloakkutslag i terreng er ikke uvanlig. Det er ikke bestandig avløpsledningen er syndebukken, og sporstoff kan være et fornuftig alternativ til fargestoff, for påvisning av eventuelle kortslutnings-strømmer.

10 10 Rørtverrsnitts-målinger (Tolking). Registrere ledningens lysåpning (Minimum sirkel). Rehabilitering! Nyanlegg! Før rehabilitering med strømpeutforing eller PE-innføring kan det være viktig å foreta målinger av ledningens rørtverrsnitt på aktuell strekning. Forskjøvne skjøter, både horisontalt og vertikalt, påvirker ledningens lysåpning. Strømpeutforing i ledning med store skjøt-forskyvninger resulterer i folder på strømpen, fordi rørdiameteren er for liten i forhold til strømpe-diameteren. Før innføring av helsveiset PE-rør bør en sikre seg at alle skjøt-forskyvninger kan passeres uten problemer. Når nyanlegg bygges tillates en viss deformasjon for fleksible rør (Krav iht. NS H74): Rørmateriale Tid etter legging 0 år 2 år 5 år Termoplastrør (PVC-U, PE, PP) Normale krav 5,0 % 8,0 % 10,0 % Reduserte krav 8,0 % 11,0 % 13,0 % GRP 3,0 % 4,2 % 4,5 % Korrugerte stålrør 2,0 % 4,2 % 5,0 % Dette avdekkes som regel ved rørinspeksjon, som indikerer en viss deformasjon. I forbindelse med overtakelse av nyanlegg kan det være aktuelt å dokumentere dette nøyaktig, fordi det kan ha stor betydning for byggherre- / entreprenøravtalen. Tolk! Tolking! Mekaniske målere! Den sikreste deformasjonsmåler er en fast tolk. Tolken skal ha en lengde på min. 1,5 x ledningens diameter. Bruk av tykkvegget PE-rør er en gunstig løsning for å lage sin egen tolk. På grunn av veggtykkelsen oppnås solid innfesting av trekkekroker, god avrunding i begge ender og relativt stabil form (Ovalitet). Veggtykkelsen tillater også en viss nedfresing av ytterdiameter for tilpassing til aktuelle mål. På den ledningsstrekning som skal tolkes etableres wire-forbindelse. Tolken må ha trekkekroker i begge ender, slik at den kan føres tilbake til utgangspunktet når det ikke er passasje. For å øke kvaliteten på tolkingsarbeidet kan videokamera trekkes med for observasjoner. Det har opp gjennom årene vært utviklet mange forskjellige typer av mekaniske deformasjonsmålere, men flere av disse gir relativt store unøyaktigheter i måleresultatene. For øvrig er markedet for deformasjonsmåling så lite at det ikke forsvarer utvikling av avansert måleutstyr.

11 11 Fallmåling. Registrere ledningens fall og svanker. Bruksområde! Nyanlegg! Måling av nedgravde ledningers fall kan være interessant for både nyanlegg og gamle ledninger. Nivellerte høyder i kummer gir en gjennomsnittsbetraktning av ledningsfallet, og noen ganger ønsker en å vite mer om ledningens forløp mellom kummer. Rørinspeksjon av ledninger, som er tilført / tilføres vann, gir antydninger om fallforholdene. Men dette blir bare grove antydninger. Dersom det er bygget et nyanlegg, hvor en har mistanke om at spesifikasjonens toleransebestemmelser er overskredet, må det foretas fallmåling med spesialutstyr (Betydning for byggherre- / entreprenøravtalen). Eldre ledninger! Svanker og lokalt, dårlig fall er vanlige observasjoner ved rørinspeksjon. Som regel vil observasjoner med videokamera være tilstrekkelig grunnlag for vurdering av konsekvenser i et avløpssystem. I spesielle situasjoner kan det være nyttig med nøyaktig fallmåling. Dette kan f.eks. være ved nøyaktige kapasitetsberegninger av gamle ledninger, eller tilsvarende vurderinger i sammenheng med rehabilitering. Kun fallmåling! Fallmåling m/kamera! Det er to typer utstyr på det norske marked for kun fallmåling, som bygger på det samme prinsipp. En tung sonde, forbundet med en slange til en målestasjon plassert på terrenget, trekkes gjennom ledningen fra kum til kum. Slangen er væskefylt og måleprinsippet baserer seg på trykkforskjellen i væskesøylen. Denne registreres over et membran i sonden, og kan avleses i målestasjonen. Det er viktig at utstyret kalibreres ved startpunktet, og at start- / endepunkt sjekkes ved nivellering. Metodens nøyaktighet er avhengig av at sonden hele tiden følger rørbunnen. Derfor bør ledningen først være skikkelig rengjort. For å øke metodens nøyaktighet kan sonden følges med et video-kamera, som sikrer at alle målinger tas i rørbunnen. Den tekniske utvikling har resultert i fallmålingsutstyr sammenbygget med rørinspeksjonskamera. En vinkelgiver montert i kamera / kameravogn måler kameravognens helning. Måleverdien sendes via kabelen til en mottakerenhet i TV-bilen, som samler måledata. Måleverdier kan presenteres på video-skjermen, men praktisk nytte har en av utskriften som presenteres. Måleområdet for utstyret varierer, men ledninger med fall på " 80 kan måles. Utstyrets oppløsning varierer fra 1-10 cm. Dvs. at det for hver cm eller hver 10. cm registreres et helningsmål. Alle registrerte verdier behandles, og ekstreme punktavvik filtreres, slik at den presenterte profil blir korrekt. Ekstreme punktavvik kan oppstå hvis et kamerahjul står på en stein eller sterkt forskjøvet skjøt. Kameravognen må på forhånd være kalibrert på et horisontalt nivå. For øvrig er målenøyaktigheten avhengig av ren ledning, og at kameravognen følger samme posisjon i røret.

12 12 Tetthetsprøving. Registrere utettheter på ledningsstrekningen. Gamle anlegg? Tetthetsprøving av avløpsledninger er en kvalitetskontroll for nyanlegg. Ved gamle anlegg, som er rehabiliteringsmodne, vil en sjelden eller aldri oppnå tetthet. Forsøk med tetthetsprøving er derfor bortkastede penger. Tetthetsprøving av gamle, private stikkledninger kan forsvares, i de tilfeller det nyttes for dokumentasjon overfor huseier, i forhold til dagens tetthetskrav iht. Forurensningsloven. Nyanlegg! For nyanlegg skal alle avløpsledninger tetthetsprøves iht. NS 3420-H71 og NS-EN 1610:1998. Rehabilitering av avløpsledninger med spesialmetoder skal også tetthetsprøves, på samme måte som grøfteforlagte nyanlegg. Kravet kan fravikes for metoder som benytter trykk i installasjonsfasen, f.eks. ved strømpeutforing. Egne kurs. For prosedyre og krav til prøving av tetthet, henvises det til egne kurs.

13 13 Fri ammonium. 1) Påvise spillvannsutslag i terreng. 2) Påvise spillvannslekkasje til overvannet. Uønsket kloakk! Kjemi! En grei metode for påvisning av spillvann i overvannet eller som kloakkutslag på terreng er Fri ammonium. Det tas vannprøve så nær utslippspunktet som mulig, og prøveflasken tettes raskt. Deretter må vannanalysen gjennomføres snarest ved et analyse-laboratorium. Årsaken til at tiden fra prøvetaking til analyse må begrenses, er at fri ammonium raskt omdannes ved oksydering. I rent vann forekommer nitrogen som nitrat og organisk bundet nitrogen. I kloakkvann forekommer nitrogen også som organisk bundet nitrogen, men istedenfor nitrat utgjør resten av nitrogenforbindelsene ca. 40 % fri ammonium (NH 4 ). Hovedårsaken til at fri ammonium forekommer i kloakkvann er menneskelig avføring og urin. NH 4 + O:\520234_RIN\Kurs\Samkjøring operatørkurs og spylekurs\foredrag\rin_andreundersøkelsesmetoder_arve.doc