Lierne Kommune Fernando J. Perez-Fernandez

Transkript

1 NOTAT Oppdragsgiver: Skrevet av: Side: 1 av 6 Lierne Kommune Fernando J. Perez-Fernandez Dato: Prosjekt nr. / Prosjekt: /Jule Vannverk Tittel: Kvalitetskontroll: Rev 02 Vannbehandlingsalternativer ved Jule vannverket Sigurd Havskjold Dato: INNHOLD 1. Innledning Eksisterende VA-anlegg Vannkilder Grunnvannskvalitet på Jule Behandling av grunnvann Anbefalinger og videre arbeid Referanser... 6 p:\re_trd\prosjekt\12\2230_080_jule_vannverk_lierne\rapporter\raport mattilsynet\notat vannbehandling lierne rev02.docx Side 1 of 6

2 1. INNLEDNING Lierne Kommune ønsker å rehabilitere og oppgrade et kommunalt vannverk ved Jule. Jule vannverkets abonnenter er i hovedsak Lierne Bakeri, Li-skifer og ti (10) private boliger. Det har vært en del utfordringer knyttet til driften av dette vannverket, både ihht kapasitet, vannkvalitet og forsyningssikkerhet. Lierne Kommune har engasjert Reinertsen AS for å planlegge oppgraderingen av Jule vannverk. Formålet med dette notatet er å beskrive ulike strategier knyttet til vannbehandling og drift av anlegget. Samtidig kan dette notatet brukes som søknadsgrunnlag til Mattilsynet og Folkehelseinstitutt for godkjenning av vannbehandlingsmetoder ihht Drikkevannforskriften og IK-mat-forskriften. Figur 1: Satellittbilde over Jule industriområde med inntegning av eksisterende brønn og høydebasseng. 2. EKSISTERENDE VA-ANLEGG Jule vannverk forsynes fra en fjellbrønn boret til ca 95 m dybde. Brønnen har en kapasitet på 3,5 m 3 /time. Brønnvannet pumpes direkte inn til hovedvannledning uten behandling. Overskuddsvannet magasineres i et høydebasseng. Høydebassenget består av en tredelt glassfibertank på 79 m3. Kommunen opplyser at eksisterende basseng har for liten kapasitet, og at det ikke er mulighet for rengjøring/vedlikehold uten total avstenging av vannet. Vannet går til abonnentene via en trykkøkningsstasjon som sørger for tilfredsstillende trykk på ledningsnettet. Trønder-plan AS foreslår, i et forprosjekt utarbeidet i september 2011, å øke vannverkets kapasitet ved å bore en ny fjellbrønn med tilnærmet samme kapasitet som den eksisterende fjellbrønnen. Dette, sammen med et større dobbelttank-høydebasseng og et enkelt vannbehandlingsanlegg bestående av lufting, UVstråling og nødkloranlegg, anbefales som oppgraderingstiltak for å sikre vannforsyning til abonnentene på Jule. 3. VANNKILDER Jule vannverk ligger ved innsjøen Ulen. Man kunne tenke seg at valget av vannkilder gikk i innsjøens fordel, men vannkvaliteten på innsjøen anses for å være ustabil. Innsjøen kan være utsatt for forurensinger fra nærliggende industrier, avløpsinfiltrasjonsanlegg og jordbruksvirksomhet. I tillegg er innsjøen meget grunn i dette området noe som begrenser muligheten for dypt vanninntak. Behandling av vann fra innsjøen ville vært for omfattende og kostbar ift vannbehovet. Derfor har Lierne kommune besluttet grunnvannsuttak som vannkilde for Jule vannverket. Grunnvann kan klassifiseres innenfor to kategorier: Grunnvann i fjell (fjellbrønner): Grunnvannsforekomster i sprekkdannelser og knusningssoner Grunnvann i løsmasser (løsmassebrønner): Grunnvannsforekomster i avsetninger av grus og sand ved elver og innsjøer. Vannkvaliteten på grunnvann i løsmasser anses for å være god og stabil. Vannkvaliteten er først og fremst avhengig av tykkelse og art av overliggende løsmasser, oppholdstid i grunnen, grunnens filtreringsegenskaper og vannets oksygeninnhold. Vannkvaliteten på grunnvann i fjell, er derimot mer variabel, avhengig av mineralsammensetninger i berggrunn og p:\re_trd\prosjekt\12\2230_080_jule_vannverk_lierne\rapporter\raport mattilsynet\notat vannbehandling lierne rev02.docx Side 2 of 6

3 jordsmonn, mineralenes løselighet i vann, oppholdstid i grunnen, rensingsgrad (filtreringsegenskaper), vannets oksygeninnhold og av hvor tett er løsmassedekning over fjellet. Som tidligere nevnt, er Jule vannverk forsynt fra en fjellbrønn med begrenset kapasitet. Det har også blitt anbefalt i tidligere studier (Trønder- Plan) å øke antall brønner for å sikre forsyning av vann til vannverket. Reinertsen AS engasjerte Asplan Viak, ved Bernt Olav Hilmo, for rådgiving innenfor hydrogeologi. Asplan Viak utarbeidet en skrivebordsstudie hvor ulike alternativer for utnyttelse av grunnvannsforekomster (grunnvann i fjell og løsmasser) ble kartlagt. Skrivebordsstudien påpeker muligheter for grunnvannsuttak fra elveavsetninger (løsmasser) på begge sider av Julestraumen. Rådgiverne anbefaler en nærmere vurdering ved bruk av georadar og undersøkelsesboringer for kartlegging av løsmassetype og mektighet samt vanngiverevnen og grunnvannskvalitet. Ved skrivende tidspunkt var løsmasseundersøkelsen gjennomført og det ble rapportert svært tette morener med lite vanngiverevne i det undersøkte område. Undersøkelsesrapporten konkluderte at det er svært lite sannsynlig å kunne utvikle et grunnvannuttaksfelt i dette området med løsmasser, derfor vil fokuset nå bli lagt på å undersøke potensialet for grunnvannuttak fra fjellbrønner (se vedlagte rapport utarbeidet av Asplan Viak ). 4. GRUNNVANNSKVALITET PÅ JULE Det er påvist bakterietall i 2 prøver av ca 30 vannanalyser utført i perioden 2007 oktober Det er usikkert om påviste bakterier skyldes selve grunnvannet eller forurensninger i brønntopp, ledningsnett eller høydebasseng. Få av disse prøvene ble analysert for kjemisk parametere. Det er observert høy ledningsevne i grunnvannet (28-35 ms/m). Dette sammen med høy ph verdier (7,9-8,2) kan indikere at vannet er relativt hardt. En kjemisk analyse av vann på nett fra 2009 viser et manganinnhold på 0,29 mg/l. Dette er langt over kravet på 0,05 mg/l, og gir bruksmessige ulemper med utfelling i brønn, ledningsnett og høydebasseng. Jerninnholdet i samme prøve er lavt, men dette kan skyldes at jernet allerede er utfelt som jernhydroksid (rust) i ledningsnett og/eller basseng. Fluoridinnholdet ligger omkring grenseverdien på 1,5 mg/l. Det er blitt opplyst til abonnentene, via helsesøstera, for å tilpasse inntaket av andre fluortilskudd. Det foreligger to analyser av radon som viser et innhold på 160 og 170 Bq/l. Dette er over kravet i drikkevannsforskriften på 100 Bq/l for godkjenningspliktige vannverk. Det forventes at grunnvannskvaliteten fra nye fjellbrønner i dette området vil være tilnærmet lik kvaliteten på vannet i den eksisterende brønnen. 5. BEHANDLING AV GRUNNVANN For å oppnå godkjent vannkvalitet må altså innholdet av jern, mangan og radon reduseres, samt at det må installeres en ekstra hygienisk barriere (UV) for å oppnå en sikker bakteriologisk kvalitet. Det bør også vurderes avherding, selv om det ikke er registrert noen ulemper med nåværende hardhets nivåer. Etter en vurdering av vannkvaliteten og nødvendige vannbehandlings tiltakk kan følgende vannbehandlingsprosess anbefales: 1. Fjerning av jern og mangan (oksidasjon og filtrering) 2. Fjerning av radon (lufting) 3. Desinfeksjon (UV-bestråling) 4. Nød-desinfeksjon (Nødklorering) Fjerning av jern og mangan: Høyt innhold av jern og mangan er relativ vanlig i grunnvann. Jern og mangan bør fjernes fra grunnvannet før dette magasineres i høydebassenget. Dette er spesielt viktig mtp å unngå utfelling av jernhydroksid i ledningsnettet og/eller bunnen av høydebassenget. Utfelling av jern og mangan vil finne sted når oppløst jern (toverdig jern) oksideres ved at grunnvannet kommer i kontakt med oksygen/luft i bassenget. Jern og mangan fjernes ved oksidasjon, utfelling og separasjon av utfelt stoff. Jern er forholdsvis enkelt å oksidere ved bruk av luft eller oksygen. Mangan krever oftest sterkere oksidasjonsmidler. Det finnes flere mulige metoder for fjerning av jern og mangan, og de fleste fungerer relativt bra mht fjerning av jern, mens manganfjerning kan være ufullstendig. Lufting og filtrering i sandfiltre er en eksampel på en prosess som vil fungere for jernfjerning men som er lite effektiv mht manganfjerning. For å sikre tilstrekkelig oksidasjon av mangan bør man bruke ozon (O3) eller kaliumpermanganat (KMnO4) i stedet for luft/oksygen. Det utfelte materialet må separeres p:\re_trd\prosjekt\12\2230_080_jule_vannverk_lierne\rapporter\raport mattilsynet\notat vannbehandling lierne rev02.docx Side 3 of 6

4 ved filtrering i sandfiltre eller - mer effektiv - gjennom grønnsandfiltre. Kaliumpermanganat og grønnsand er brukt av minst 13 vannverk i Norge som metode for fjerning av jern og mangan. Denne metoden innebærer at vannet filtreres gjennom grønnsand (en type zeolitt). Filteret regenereres med en oppløsning av kaliumpermanganat. Figur 2 viser et jern/mangan grønnsandfilter med kaliumpermanganat regenereringsbeholder. Figur 3:Prinsippskisse av et anlegg for lufting av vann. Vannet finfordeles i dråper. Dette gir stor kontaktflate med innstrømmende luft. Figur 2: Sandfilterhus med kjemikaliebeholder for automatisk dosering Fjerning av radon: Grenseverdien for Radon (Ra) i Drikkevannsforskriften er satt til 100 Bq/l for godkjenningspliktige vannverk. En av de mest effektive metodene for å redusere radoninnholdet i vann er å blande finfordelt vann med luft, slik at radongassen avgis til luften gjennom diffusjon. Det finnes flere radonfjerningsanlegg på markedet, med ulik utforming og virkningsgrad. Alle er basert på samme metode, dvs. blanding av vann og luft. Dette kan gjøres ved forskjellige former for gjennombobling, spredning eller overrisling. Fig 3 viser en prinsippskisse til et enkelt arrangement for radonfjerning. Fig 4 viser et kompakt radonfjerningssystem - radonutskiller. Figur 4:Kompakt radonutskiller Desinfeksjon (UV-bestråling): UV-bestråling er den vanndesinfeksjonsmetode som benyttes ved flest vannverk i Norge. Et UV-anlegg består av kamre med UV-lamper der vannet bestråles og kontrollskap der UV-effekten overvåkes kontinuerlig. UV-lampene kan inndeles i lavtrykks-, mellomtrykks- og høytrykkslamper. Alle disse lampene gir god effekt i UVCintervallet nm, og minst 85% av stråling ved bølgelengde 254 nm, som er det mest effektive for å skadeliggjøre mikrober. UV-stråler inaktiverer bakterier (og bakteriesporer), virus, parasitter, protozoer, m.m. ved å påføre skader på arvestoffene eller proteiner i disse mikroorganismene. Graden av inaktivering avhenger av stråledosen. Stråledosen er en dimensjonerende parameter og er definert som intensiteten av UV-lyset multiplisert med bestrålingstiden. Intensiteten i UV-kammeret er avhengig av lampestyrke, antall lamper, plassering i kammeret, samt vannets kvalitet (lav turbiditet). Bestrålingstiden bestemmes av vannmengden og volumet på bestrålingskammeret. p:\re_trd\prosjekt\12\2230_080_jule_vannverk_lierne\rapporter\raport mattilsynet\notat vannbehandling lierne rev02.docx Side 4 of 6

5 UV-anlegg som benyttes ved godkjenningspliktige vannverk, skal være godkjent. UV-anlegget skal være biosimetrisk testet og garantere en UV-dose på minst 40 mj/cm2. Dette anbefales av Folkehelseinstituttet av både tekniske og hygieniske grunner. I tillegg er det sannsynlig at dette blir et EU-krav. UV-anlegget dimensjoneres i forhold til det maksimale vannbehov, dvs at anlegget skal kunne desinfisere alt vannet som produseres, selv ved størst vannuttak, og selv om dette skulle sammenfalle med tidspunktet for den dårligste vannkvalitet. Anlegget vil bli plassert før utjevningsbassenget slik at det kan dimensjoneres til maksimalt døgnforbruk. Vannmengden (3.5 m3/t) vil bli fordelt på minst to UV-enheter med samme kapasitet, slik at man kan desinfisere alt vann, selv under vedlikehold eller teknisk svikt av ett av aggregatene. Kvartsglass rørene som beskytter UV-lampene skal kunne rengjøres med manuelle eller automatiske viskere. UV-anlegget skal være utstyrt med UV-sensorer til å overvåke UV-lys intensiteten i kammeret. Sensoren skal være plassert på det stedet i kammeret der intensiteten er lavest. Sensoren skal også kunne byttes med en referansesensor, slik at man får kontrollere at sensoren viser korrekt verdi. Dette er et krav for biodosimetriske testede UV-anlegg. Ved lampesvikt, strømbrudd eller dersom intensiteten underskrider design verdi, må vannproduksjonen stoppes automatisk. bakterieinnhold i drikkevannet. Rådgiveren anbefaler å beholde nødklor i etterkant av UVanlegget. Dette vil ivareta vannforsynings sikkerhet i tilfeller en eller flere av følgende hendelser inntreffer: a) Havari på hoveddesinfeksjonsanlegg (UV-bestråling) b) Langvarige strømbrudd uten nødstrømsaggregat c) Langvarige vedlikeholdsoperasjoner på UV-anlegget d) Akutt forurensing på ledningsnettet eller vannkilde Det er en del utfordringer knyttet til drift og vedlikehold av nødkloranlegg. Disse bør ivaretas i planleggingsfasen slik at man unngår problemer under drift av anlegget. Det skal være minimum 30 min oppholdstid mellom tilsetning av klor og første forbruker. Klorkonsentrasjon i fersk natriumhypoklorit (NaOCl) taper seg raskt, aktiv klor reduseres over tid under påvirkning av lys og temperatur (ustabilt). Dette kan reduseres betraktelig ved utblanding ned til 1-2% konsentrasjon og ved å bevare NaOCl på et sted ved stabilt lav temperatur og der lyset ikke sliper inn Gassdannelse i doseringsanlegget. NaOCl frigjør gass når den står i ro. Dette er en teknisk utfordring som kan resultere i at doseringspumpene ikke fungerer etter en periode ut av drift. Dette løses ved å utruste pumpene med luftearrangement eller ved valg av selvevakuerende pumpetyper, f.eks. slangepumper. Figur 5:Prinsippskisse av et UV-bestrålingsanlegg. Det er normalt å planlegge UV-anlegg med et reserve kloranlegg for å dekke perioder med lengre driftsstans. Nød-desinfeksjon (Nødklor): Nød-desinfeksjon eller nødklor refererer til klordosering samt doseringsutstyr som er installert (fast eller mobilt) og i beredskap. Anlegget startes automatisk ved bortfall av primærdesinfeksjon. Lierne kommune har allerede installert et nødkloranlegg ved Jule vannverk etter de to episodene med Figur 6:Enkelt oppsett for nødklordosering. NaOCl beholder med påmontert doseringspumpe, nivåglass og røropplegg. p:\re_trd\prosjekt\12\2230_080_jule_vannverk_lierne\rapporter\raport mattilsynet\notat vannbehandling lierne rev02.docx Side 5 of 6

6 6. ANBEFALINGER OG VIDERE ARBEID Rådgivende ingeniør anbefaler følgende tiltak for å sikre at vannforsyning fra det nye vannverket ved Jule møter kravene fra Mattilsynet og Folkehelseinstituttet, samt forventninger fra kommunen og abonnentene: 1) Utvikling av et nytt grunnvannsuttak basert på en eller flere fjellbrønner. (se egen rapport) 2) Prøvepumping av de nye brønnene og overvåking av grunnvannskvalitet og stabilitet (vannprøver og analyser over tid) og brønnenes kapasitet. 3) Designe og dimensjonere det nye vannverket til å kunne takle eksisterende grunnvannskvalitet og kommunale driftsrutiner. 4) Vannverket bør bestå av minimum følgende vannbehandlingsprosesser: a. Fjerning av jern/mangan ved oksidasjon og filtrering b. Fjerning av radon ved blanding av luft i grunnvannsstrømmen c. UV-bestråling (min 2 enheter 100% kapasitet) d. Nødklordesinfeksjon (batteridrevet eller eget strømaggregat) 5) Komme i kontakt med sertifiserte leverandører av vannbehandlingsutstyr og diskutere ulike alternativer for effektivt behandling av vannet fra de nye fjellbrønnene basert på nye vannanalyser. 6) Utarbeide et kostnadsoverslag for det nye vannbehandlingsanlegg. 7. REFERANSER 1) Vannforsyningens ABC. Nasjonalt Folkehelseinstitutt, 2004 (oppdatert 2011) 2) Drikkevannsforskriften. Forskrift om vannforsyning og drikkevann ) Forprosjekt Jule Vannverk. Trønder-Plan AS. Sept ) Nye brønner til Jule Vannverk. Bernt Olav Hilmo, Asplan Viak. April ) Grunnvannsundersøkelser ved Jule i Lierne kommune. Mari Vestland. Juni 2012 p:\re_trd\prosjekt\12\2230_080_jule_vannverk_lierne\rapporter\raport mattilsynet\notat vannbehandling lierne rev02.docx Side 6 of 6