Teknologi for rensing av tunnelvaskevann - stasjonære systemer

Transkript

1 Teknologi for rensing av tunnelvaskevann - stasjonære systemer Frøydis K. Garshol Presentasjon av renseløsninger for tunnelvaskevann Norsk Vannforening Fagtreff 2. november 2015, Miljødirektoratet, Oslo

2 Innhold Tunnelvaskevann rensekrav Case: Nordbytunnelen Sommervask Vintervask Eksempler på renseteknologier basert på labforsøk Eksisterende stasjonære renseløsninger sedimenteringsbasseng lukkede tanker bortkjøring til mottak påslipp på kommunalt nett utslipp til resipient Fremtidige stasjonære løsninger teknologi kjemikalier

3 Rensing av vaskevann fra tunnel Vaskevann fra tunnel Høye konsentrasjoner av trafikkforurensninger Vaskemiddel som kompleksbinder metaller Akutt giftig for dyreliv i vann (p.g.a. vaskemiddel & tungmetaller) Status tunnelvaskevann: Renseteknisk et komplekst avløpsvann Lite kunnskap tilgjengelig Laboratoriforsøk om renseløsninger Støttet av Statens vegvesen Region øst/norwat/rff Hovedstaden

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

5 Nordbytunnelen 3,8 km 4 felt Trinnvis utvikling av renseløsning: Opprinnelig plan: Laboratorieforsøk høsten 2014 Pilotforsøk (containeranlegg) høsten 2015 Endring: Laboratorieforsøk vår/sommer 2015 SVV: Fullskalaanlegg? SVV: Mobile anlegg?

6 Vaskevannets sammensetning 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 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 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

7 Norbytunnelen - Labtester Råvann Fase 2: Anaerob filtrering & kjemisk felling Aerob Kjemisk felling Råvann Sedimentert vann Biologisk behandlet vann Filtrering Sed. test Kjemisk felling Adsorpsjon Aerobisk Kjemisk Adsorpsjon Anaerobisk Kjemisk Aerobisk tilsatt bakterier Adsorpsjon Kjemisk Kjemisk felling Adsorpsjon Adsorsjon Ionbytte Polering Filtrering Polering Polering ph justering

8 Eksempler på renseteknologier basert på labforsøk Sedimentering ph justering og kjemisk felling, ingen forsedimentering Aerob behandling - luftet tank Semi-aerob behandling åpen tank Anaerob behandling lukket tank, kjemisk felling Anaerob behandling lukket tank, filtrering

9 Sedimentering 1-5 uker/ 25 C Kjemisk felling med PIX Råvann 20 Råvann uke (kort sed) uker (lang sed) uke (kort sed) 25 1 uke/ 4 C 1 uke - ingen ph justering uke - ph justering (~12) uker-ingen ph justering* uker- ph justering (~12) * NaAlO 2 benyttet for kjemisk felling Resipient Sedimenteringstank 1 uke uke 19

10 ph justering og kjemisk felling, ingen forsedimentering Ingen forsedimentering/ kun ph justering ph~12 Råvann 20 Råvann ph justering ~ Ingen forsedimentering / kun kjemisk felling (+/- ph justering) Resipient PIX I ngen ph justering PIX - ph justert ~ PIX - ingen ph justering 13 PIX - ph justert ~ 12 20

11 Aerob behandling luftet tank Kjemisk felling med NaAlO 2 Råvann 20 Råvann uker Aerob Resipient Luftet oppsamlingstank Sedimenteringstank Aerob(O₂ ) Aerob(O₂ +biomasse) Aerob(O₂ ) 26 Aerob (O₂ ) Aerob(O₂ +biomasse) Aerob(O₂ +biomasse) 29

12 Semi-Aerob behandling Kjemisk felling med PIX 3-5 uker/ 15 C Krep sdyr Semi-Aerob Råvann Råvann uker uker uker/ 4 C Kjemisk felling med PIX Krep sdyr 3 uker uker/ph justering ~ uker/ingen ph justering uker/ph justering ~11 t ox Kreps dyr Semi-Aerob Åpen oppsamlingstank 3 uker Krep sdyr 3 uker/ph justering ~ Krepsd yr 3 uker/ph justering ~ uker

13 Anaerob behandling kjemisk felling Krep sdyr ph justering ~ 11 + Kjemisk felling Råvann Råvann uker/ 15 C Anaerob Kjemisk felling med PIX Ingen ph justering Kjemisk felling Krepsd yr Kjemisk felling med PIX Lukket oppsamlingstank Anaerob (3 uker) Anaerob (3 uker) Krep sdyr Recipient Sedimenteringstank Kjemisk felling med PIX Kjemisk felling med PAX t ox Krepsdy r Kjemisk felling med PIX Kjemisk felling med PAX

14 Anaerob behandling Filtrering 3 uker Krep sdyr 3 uker ph justering ~ 11 + Filtrering 1.2 µm Krep sdyr Råvann uker/ 15 C Anaerob ph justert/filtert Krep sdyr ph justert/filtert Råvann Sekvensiell filtrering 11 µm 5 µm 1.2 µm 0.2 µm 3-12 uker/ 4 C Anaerob Sekvensiell filtrering 3 uker/filtrert Krep sdyr 3 uker/filtrert Lukket oppsamlingstank 11 µm 5 µm 1.2 µm 3 uker uker Krep sdyr 3 uker uker 8, µm Resipient 12 uker/filtrert Krep sdyr 12 uker/filtrert

15 Rensetekniske forsøk viser Løsninger som benyttes i dag Sedimentering gjør mye, men er ikke nok Biologisk nedbrytning; aerob og anaerob ca ~50 % reduksjon av vaskemiddel og effektiv fjerning av tungmetaller, men slam må fjernes. Temperatur er viktig Tilleggsrensing Filtrering er effektivt, men partiklene er små; ~1 µm ph justering er effektivt, men partikler må fjernes Kjemisk felling effektiv, men krever kontroll med restmetall pga vaskemiddel er fortsatt en utfordring

16 Eksisterende stasjonære renseløsninger Sedimenteringsbasseng anaerobe forhold slamfjerning kontrollert uskifting av vann

17 Eksisterende stasjonære renseløsninger Lukkede tanker bortkjøring til mottak 2 kr/l på mottak + transport og håndtering påslipp på kommunalt nett utslipp til resipient oppfylle rensekrav

18 Fremtidige stasjonære renseløsninger Optimal sedimentering i nedgravde, lukkede tanker Riksvei 23 og Eidetunnelen Oppsamling i lukkede tanker Sedimentering anaerob aerob med lufting Kontrollerte utslipp over tid (fortynning) Slamhåndtering/fjerning

19 Stasjonære renseanlegg Komplette renseanlegg bygget i tilknytning til tunnelen Finnes eksempler på dette fra utlandet. Teknologileverandører tilbyr pakkeløsninger Komplett renseanlegg - Sveits -Flow reduction, pumping, sedimentation, filtration ~6 mill. -Huge capacity, and cost effective i.e. cost per treated m2 S. Meland (2015)

20 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

21 Kjemikalier Dagens vaskemidler er toksiske og danner komplekser med tungmetallene i vaskevannet. Det finnes alternative vaskemidler på markedet Eksempel: Tunnelvask i Eiksundtunnelen ble utført med eksisterende vaskemiddel (Fannefjord) og et alternativt kjemikalium (BOC) BOC kjemikaliet er ikke toksisk og sedimenteringstest indikerer at det er mindre kompleksdannende (fjerning FF 92% og BOC 97%) Verifiserende kjemiske analyser pågår (Råvann og sedimenterte prøver) Start 1400 NTU

22 For å summere opp.. Det er fortsatt store utfordringer langt frem til 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 Det finnes komplette renseanlegg på markedet men der er utfordringer knyttet til plass og drift

23 Takk til Statens vegvesen for anledning til å dele informasjonen Aquateam COWI Hasleveien 10, 0571 OSLO Frøydis Kristi Garshol: Eilen Arctander Vik: Svein Ole Åstebøl.