NOTAT VEDLEGG 8 VANNBEHANDLING HAMMERFEST VANNVERK INNHOLD

Transkript

1 Oppdragsgiver: Hammerfest kommune Oppdrag: Vedlegg 8 Hovedplan vann , Hammerfest kommune Del: Vannbehandling Hammerfest vannverk Dato: Skrevet av: Torgrim Fredeng Kemi Kvalitetskontroll: VEDLEGG 8 VANNBEHANDLING HAMMERFEST VANNVERK INNHOLD 1 Formålet med dokumentet Råvannskvalitet Eksisterende vannbehandling Vannbehandling Ledningsanlegg Alternative løsninger til vannbehandling Problemstillinger Alternative løsninger til vannbehandling Kostnader Sammenstilling av kostnader Konklusjon Bibliografi Hammerfest kommune Teknisk drift

2 1 FORMÅLET MED DOKUMENTET Formålet med dette dokumentet er å foreta en forenklet vurdering av vannbehandling ved Hammerfest vannverk. Denne vurderingen er gjort på følgende grunnlag: Vurdere oppgradering av eksisterende anlegg Vurdere flytting av anlegget med ny vannbehandling o Siling og desinfeksjon med UV, vannglass o Direktefiltrering i marmorfilter Vurdere plassering av ett reservoar ved behandlingsanlegget 2 RÅVANNSKVALITET Vi har i tabellen under sammenstilt bakteriologiske og kjemisk/fysiske parametere for årene 2005, 2006, 2007 og (Hammerfest kommune, 2009) Tabell 1 Råvannskvalitet Hammerfest vannverk Parameter 1) Grenseverdi Ant Gj. Mak Ant Gj. Maks Ant Gj. Maks Ant Gj. Maks 1) snitt s snitt snitt snitt Bakteriologisk Intestinale enterokokker Koliforme bakterier Termotolerante e.coli Tot. bakterier v/22 o C Clostridium 5 0, , , , Antall overskr. prøver 0 %- messig overskr. 2 4,5 0 7 Fysisk/kjemisk Turbiditet (FTU) Fargetall (mg Pt/l) Ledningsevne (ms/m) ph Jern (mg Fe/l) Mangan (mg Mn/l) Aluminium (mg Al/l) 5 0, , ,3 0, ,22 3, ,93 4, ,56 6, ,54 4 6,48 6, ,11 0, ,005 0, ,11 0, ,159 0, ,029 7, ,3 6,3 6,5-9,5 0,2 2 0,001 0,001 0,05 2 0,014 0,017 0,2 Vedlegg 8 Vannbehandling Hammerfest vannverk 2

3 1) Drikkevannsforskriftens kvalitetskrav til drikkevann ( ) På bakgrunn av råvannskvalitet i nevnte prøver har vi følgende konklusjon: Det er ikke noe ved vannkvaliteten som krever fullrensing av vannet, det vil si 2 barrierer gjennomvannbehandlingen Uklart om det kommer skjerpede krav i fremtiden Bør vurdere en løsning med en barriere i vannbehandlingen og en barriere ved kilden. Dette oppnås ved å benytte eksisterende prosess og nytt inntak i Vestfjelldammen 3 EKSISTERENDE VANNBEHANDLING 3.1 Vannbehandling Vannbehandlingsanlegget til Hammerfest vannverk ble etablert i Anlegget ligger om lag 400 m nedenfor inntaket. Det er dimensjonert for en vannmengde på 972 m³/t, tilsvarende 270 l/s. Avstand til første forbruker er 400 m. Vannbehandlingen består av diffrensialsil 200µ og desinfeksjon med 3 stk. parallelle UV-aggregater av typen Krogh-Anvik, lavtrykksanlegg 48 lamper. UV-anlegget er dimensjonert for en UV-stråledose på 30 mws/cm 2. I tillegg er anlegget påbygget med et vannglassanlegg for ph-justering og korrosjonsinhibitor. Tabell 1: Prinsippskisse av eksiterende vannbehandling ved Hammerfest vannverk Vedlegg 8 Vannbehandling Hammerfest vannverk 3

4 3.2 Ledningsanlegg Inntak og råvannsledning Vannkilden ligger med vannspeilet på kt. 105 m ved normalvannstand. Kilden er i tillegg til å være drikkevannskilde for Hammerfest by, også magasin for kraftproduksjon. Kraftverket har et eget inntak og turbinledning. Kraftverket regulerer vannstanden i Inntaksdammen ved å tilføre vann fra Glimmervann, Vesfjelldammen og Rundvannet. Inntaket anlegget ligger på 4-5 dyp dybde ved NVS. Inntaksledningen består av Ø500 PE PN4 rør med grovsil i enden av ledningen. Lengden fra demningen er ca 3-4 m. (Niittyvuopio, Situasjons- og statusbeskrivelse for vannverk, 2000) Forsyningssystem Ledningsnettet består i hovedsak av støpejern og mindre andel av PE og PVC. Den totale lengden med kommunale hovedledninger ved Hammerfest vannverk utgjør ca 51,55 km. I tillegg kommer stikkledninger og ledninger i små dimensjoner som utgjør en betydelig del. (Hammerfest kommune, 2009) Fordeling etter ledningsmaterial Antall meter ledning Jern Pe PVC Type Tabell 2 Fordeling av ledningsmaterialer ved Hammerfest vannverk. Vedlegg 8 Vannbehandling Hammerfest vannverk 4

5 4 ALTERNATIVE LØSNINGER TIL VANNBEHANDLING 4.1 Problemstillinger Generelle problemstillinger Med hensyn til valg av løsning er det flere forhold som vil være av betydning: Sikre hygienisk betryggende vann Redusere korrosiviteten i vannet og beskytte ledningsanlegget Reduksjon av innhold av organisks stoff Et sentralt spørsmål er hvorvidt utbyggingen skal skje i eksisterende anlegg eller om det skal bygges et nytt anlegg på annen lokalisering Dimensjoneringskriterier for valg av løsning Det vil være naturlig ved ombygging eller nybygg å dimensjonere et anlegg som dekker det totale vannbehovet for både Rypefjord og Hammerfest. Det er i hovedplan vann for Hammerfest (Kemi, 2009) gjort følgende vurderinger av vannbehovet for Rypefjord og Hammerfest: Tabell 3: Fremtidig totalt vannbehov for Hammerfest og Rypefjord på bakgrunn av dagens lekkasje- og frosttappenivå Felles vannverk for Hammerfest og Rypefjord (År) Antall pe Økning pe Lekk/frost Maks time f Midlere forbruk Maks døgn Maks time % kmaks m 3 /d l/s m 3 /d l/s m 3 /h ,47 1, , ,96 716, ,70 % 51,47 1, , ,34 759, ,80 % 51,47 1, , ,24 791, inkl. Melkøya ,80 % 51,47 1, , ,89 972,85 På bakgrunn av prognosene frem til 2018 er det naturlig å dimensjonere anlegget ut fra et vannbehov på m³/døgnet. Vedlegg 8 Vannbehandling Hammerfest vannverk 5

6 4.1.3 Pumpekostnader med dagens anlegg Det er et mål å få redusert pumpekostnadene til Hammerfest vannverk. Dette vil være en faktor som man må ta til vurdering ved lokalisering av anlegget. En reduksjon av disse kostnadene vil kunne bidra til å øke investeringsrammen. På bakgrunn av oppgitte tall fra VA-drift har vi satt opp følgende kostnader på pumping basert på en energikostnad på 0,75 kr/kwh: Tabell 4: Pumpekostnader for 2008 PST Målernr Strømforbruk kwh Kostnad P kr P kr P kr P kr P kr P kr P kr P kr RP kr VI kr Sum forbruk kr Flytting av inntak til Vestfjelldammen Flytting av inntaket til Vestfjelldammen bør gjøres i sammenheng med valg av alternativ I og II. Disse alternativene er beskrevet under kap alternativ I og alternativ II. Ved valg av fullrensing med 2 barrierer i vannbehandlingsanlegget er ikke dette nødvendig ut fra hygienisk barriere kravet, men vil gi en mindre sårbarhet ved at kilden fungerer som en barriere. Vedlegg 8 Vannbehandling Hammerfest vannverk 6

7 4.2 Alternative løsninger til vannbehandling Høydebassengbasseng Det vises til hovedplan vann , vedlegg 8: Bassengvolum Hammerfest for vurdering av volum på høydebasseng og kostnadsoverslag Oppgradering av eksisterende anlegg Alternativ I Dagens anlegg oppgraderes til et PN 16 anlegg. Det betyr i prinsippet at hele prosessanlegget byttes ut med et som er dimensjonert for dette trykket. I prinsippet er det samme prosess som i alternativ II, hvor man beholder bygningen og skifter ut alt av maskin og prosessutstyret. Anlegget inkluderer: Siling i selvspylende trykkfilter UV-anlegg Reserve kloranlegg Vannglassdosering Ny avløpsledning mot Storvannet Løsningen innbefatter finsiling, desinfeksjon med UV og korrosjonskontroll med vannglass Nytt anlegg basert på siling og desinfeksjon med UV, vannglass Alternativ II Anlegget bør vurderes plassert høyere opp, og det bør vurderes å benytte trykk fra Vestfjelldammen til å presse vann gjennom vannbehandlingen og til et reservoar som ligger høyere opp. Dette vil bidra til å redusere pumpekostnadene over til Rypefjord og et eventuelt basseng på Fuglenes. (Goliat traseen) Anlegget inkluderer: Siling i selvspylende trykkfilter UV-anlegg Reserve kloranlegg Vannglassdosering Ny avløpsledning mot Storvannet Løsningen innbefatter finsiling, desinfeksjon med UV og korrosjonskontroll med vannglass. Vedlegg 8 Vannbehandling Hammerfest vannverk 7

8 4.2.4 Direktefiltrering i marmorfilter- Alternativ III Et slikt anlegg bør også lokaliseres på bakgrunn av at en ønsket reduksjon av pumpekostnader. Hvorvidt Vestfjelldammen vil bli aktuelt som kilde med dette alternativet er noe usikkert. Dersom man velger dette alternativet vil Vestfjelldammen utgjøre en 3. barriere. Ved valg av dette bør man se på en eksakt lokalisering i et forprosjekt. Anlegg inkluderer: Kjemikaliedosering Direktefiltrering med marmorfilter CO2-dosering (Lut dosering) UV-anlegg Reserve kloranlegg Ny avløpsledning mot Storvannet Denne løsningen kombinerer direktefiltrering og karbonatisering som korrosjonskontroll. Alternativet er å bygge som et lavtrykksanlegg med fritt vannspeil i filtrene Lokalisering av eventuelt nytt anlegg Følgende forhold er med på å avgjøre lokalisering: Alternativ I, ombygging av eksisterende anlegg er lokalisering gitt Alternativ II, nytt anlegg basert på siling og desinfeksjon med UV, vannglass, står man fritt til plassering i høyden Alternativ III, Direktefiltrering i marmorfilter, plassering vurderes opp mot følgende faktorer: o Reduksjon i pumpekostnader med hensyn til overføring Rypefjord/Fuglenes o Hvorvidt utbygging av Vestfjelldammen som inntak blir valgt o Prosesstekniske forhold Valg av prosess er avhengig av om Vestfjelldammen blir utbygget som kilde. Alternativ III har 2 hygieniske barrierer i vannbehandlingsprosessen. Mens alternativ I og II er avhengig av utbygging av Vestfjelldammen for å oppnå 2 barrierer. Lokalisering av alternativ II og III bør vurderes ut fra at man får overført vann ved hjelp av gravitasjon til Rypefjord og Fuglenes. Dette basert på en ny overføringsledning til både eksisterende basseng i Vadsøvn. og et fremtidig basseng på en ny lokalitet på Fuglenes. Målet må være en reduksjon av pumpekostnadene. Vedlegg 8 Vannbehandling Hammerfest vannverk 8

9 Det er samtidig stor skepsis til å legge anlegget høyere en dagens beliggenhet med hensyn til værforhold og mulighet til å holde tilsyn vinterstid. 5 KOSTNADER 5.1 Sammenstilling av kostnader Kapital- og rentekostnadene er beregnet ut fra renten på norske Statsobligasjoner og selvkostberegning for VA-tjenestene produsert i kommuner og selskaper (Norsk Vann, 2008). Det er benyttet rentesats basert på renten på statsobligasjoner for siste regnskapsår + 1 %, det vils 5,53 %. Følgende kostnader gjelder for de ulike alternativene: Alt. Beskrivelse Investering Kapitalkostnad Driftskostnad Årskostnad Alt. I, Oppgradering eksisterende anlegg Alt. II, Nytt anlegg basert på siling og desinfeksjon med UV, vannglass Alt. III, Direktefiltrering i marmorfilter Konklusjon Det er flere forhold som er vurdert ved valg av type behandlingsanlegg. I denne vurderingen er følgende forhold tatt i betraktning: Råvannskvalitet Hygieniske barrierer Kostnader Når det gjelder råvannskvaliteten for Vestfjelldammen så har man ikke vannanalyser som gir et bilde av de faktiske forhold. Men det er grunn til å anta at vannkvaliteten er tilnærmet lik eller bedre enn det som er i inntaksdammen. Dette ut fra volum og dybdeforhold. Vestfjelldammen har et mye større volum og er dypere enn Inntaksdammen. For å oppnå 2 hygieniske barrierer må Vestfjelldammen bygges ut med alternativ I og II, hvor desinfeksjon med UV-bestråling i vannbehandlingen og Vestfjelldammen som kilde er barriere nr. 2. Ved valg av alternativ III har man fullrensing med 2 hygieniske barrierer i selve vannbehandlingen. Barrierene skal helst være uavhengige, det betyr at en og samme feil/hendelse ikke skal kunne slå ut begge barrierene samtidig. Dette prinsippet er best ivaretatt dersom den ene hygieniske barrieren oppnås ved riktig valg av kilde/tilsigsområde. Dette fordi en kildebarriere er helt uavhengig av en behandlingsbarriere. En god Vedlegg 8 Vannbehandling Hammerfest vannverk 9

10 barriere i kilden/tilsigsområdet vil kunne sies å ha langt større sikkerhet enn en behandlingsbarriere, fordi den i stor grad er uavhengig av menneskelig og teknisk svikt innenfor vannverkets ansvarsområde. Dette taler for valg av alternativ I eller II i kombinasjon med utbygging av Vestfjelldammen. Kostnadsmessig vil alternativ I og utbygging av Vestfjelldammen være det rimeligste alternativet. Utbygging av Vestfjelldammen som kilde er kostnadsberegnet til kr eks. mva basert på prisnivået i 2009 i henhold til vedlegg 10. Pumpekostnaden i alt. I vil utgjøre en vesentlig del av driftskostnadene. Ved å etablere vannbehandlingsanlegg i henhold til alternativ II på kote som muliggjør overføring med gravitasjon uten pumping, kan de reduserte pumpekostnaden benyttes til økning av investeringsrammen. Det er derfor foreslått at man benytter kalkylen for alternativ II som kostnadsgrunnlag for beregning av investering i hovedplan for vannforsyning i Hammerfest. Torgrim Fredeng Kemi Vedlegg 8 Vannbehandling Hammerfest vannverk 10

11 6 BIBLIOGRAFI Hammerfest kommune. (2008). Årsrapport for vannmålere VA-Drift. Hammerfest: Hammerfest kommune. Hammerfest kommune. (2008). Driftsovervåking vann. (R. Johansen, Red.) Hammerfest. Hammerfest kommune. (2009). Registrering vannverksregisteret. VA-Drift. Hammerfest: Hammerfest kommune. Kemi, T. F. (2009). Hovedplan Vann for Hammerfest kommune. VA-Drift. Hammerfest: Hammerfest kommune. Niittyvuopio, A. (2008). Nytt Grunnvannsanlegg på Vullusnjarga i Karasjok - Kostnadsetimat. Kostnadsetimat, Asplan Viak AS avd. Karasjok, Karasjok. Niittyvuopio, A. (2000). Situasjons- og statusbeskrivelse for vannverk. Lakselv: Finnmark Teknikk AS. Norsk Vann. (2008). Selvkostberegning for VA-tjenestene produsert i kommuner og selskaper. Norsk Vann. Norvar prosjektrapport 137. (2004). Veiledning i bygging og drift av drikkevannsbasseng. AL Norsk vann og avløp BA. Statistisk sentralbyrå. (2001). Folke og boligtelling 2001, Hammerfest, Tabell 16. Statistisk sentralbyrå. Valdor, S. A. (2006). Oversiktskart vannmålere H11. Trondheim: Multiconsult AS. Vedlegg 8 Vannbehandling Hammerfest vannverk 11

12 Vedlegg 1: Ombygging av eksiterende anlegg med siling og UV-desinfeksjon, vannglass Investeringskostnader Bygg kr Prosess Innløpspumper Selvspylende filter kr UV-Anlegg kr Vannglassdosering kr Rør og Armatur kr VVS kr Elektro Elektro kr Automasjon kr Anleggsbidrag Reservekraft kr Utomhus Grunn kr Ledningsanlegg kr Avløpsledning kr Ufordelt 10% kr Entreprisekostnad kr Generelle kostnader kr Spesielle kostnader Prosjektkostnad kr Reserve kr Budsjett kr Andel prosess, VVS og el 0,78 Kalkulasjonsrente 5,53 % Nedskriving, annuitet 20 år 0,78 Nedskriving, annuitet 40 år 0,22 Kapitalkostnad kr Vedlegg 8 Vannbehandling Hammerfest vannverk 12

13 Driftskostnader Vannglass 30 g SiO/m³ Effekt UV 75 kw Driftstid 24 h Effekt lys/varme 15 kw Daglig driftstid 12 h UV-Lampe Vedlikehold maskin Vedlikehold øvrig Ettersyn 20 % Driftskostnad Volum/Mengder/Enhetspriser Vannmengde m³/døgn Energipris 0,75 kr/kw JKL kr/tonn PAX kr/tonn Vannglass kr/tonn Lut kr/tonn Marmor kr/tonn CO kr/tonn NaOCl kr/tonn Vedlikehold maskin 3,00 % % Vedlikehold bygg 1,00 % % Personell/år Kr/år Vedlegg 8 Vannbehandling Hammerfest vannverk 13

14 Vedlegg 2: Siling og UV-desinfeksjon, vannglass Investeringskostnader Bygg kr Prosess Innløpspumper Selvspylende filter kr UV-Anlegg kr Vannglassdosering kr Rør og Armatur kr VVS kr Elektro Elektro kr Automasjon kr Anleggsbidrag Reservekraft kr Reservoar Utomhus Grunn kr Ledingsanlegg kr Avløpsledning kr Ufordelt 10% kr Entreprisekostnad kr Generelle kostnader kr Spesielle kostnader Prosjektkostnad kr Reserve kr Budsjett kr Andel prosess, VVS og el 0,62 Kalkulasjonsrente 7 % 5,53 % Nedskriving 20 år 0,62 Nedskriving 40 år 0,38 Kapitalkostnad kr Vedlegg 8 Vannbehandling Hammerfest vannverk 14

15 Driftskostnader Vannglass 30 g SiO/m³ Effekt UV 75 kw Driftstid 24 h Effekt lys/varme 15 kw Daglig driftstid 12 h UV-Lampe Vedlikehold maskin Vedlikehold øvrig Ettersyn 20 % Driftskostnad Volum/Mengder/Enhetspriser Vannmengde m³/døgn Energipris 0,75 kr/kw JKL kr/tonn PAX kr/tonn Vannglass kr/tonn Lut kr/tonn Marmor kr/tonn CO kr/tonn NaOCl kr/tonn Vedlikehold maskin 3,00 % % Vedlikehold bygg 1,00 % % Personell/år Kr/år Vedlegg 8 Vannbehandling Hammerfest vannverk 15

16 Vedlegg 3: Direktefiltrering i marmorfilter Investeringskostnader Bygg kr Prosess Innløpspumper UV-Anlegg kr Filter og filtersand kr Kjemikaliedosering kr Rør og Armatur kr Inntransportering av marmor kr CO2-dosering kr VVS kr Elektro Elektro kr Automasjon kr Anleggsbidrag Reservekraft kr Reservoar Utomhus Grunn kr Ledningsanlegg kr Avløpsledning kr Ufordelt 10% kr Entreprisekostnad kr Generelle kostnader kr Spesielle kostnader Prosjektkostnad kr Resereve kr Budsjett kr Andel prosess, VVS og el 0,56 Kalkulasjonsrente 5,53 % Nedskriving 20 år 0,56 Nedskriving 40 år 0,44 Kapitalkostnad kr Vedlegg 8 Vannbehandling Hammerfest vannverk 16

17 Driftskostnader JKL 26 g/m³ CO2 3 g/m³ Marmor 36 g/m³ Effekt UV 50 kw Driftstid 24 h Effekt spylepumpe 120 kw Daglig driftstid 2 h Effekt Blåsemaskin 30 kw Daglig driftstid 2 H Effekt lys/varme 25 kw Daglig driftstid 12 h UV-Lampe Vedlikehold maskin Vedlikehold øvrig Ettersyn 50 % Driftskostnad Volum/Mengder/Enhetspriser Vannmengde m³/døgn Energipris 0,75 kr/kw JKL kr/tonn PAX kr/tonn Vannglass kr/tonn Lut kr/tonn Marmor kr/tonn CO kr/tonn NaOCl kr/tonn Vedlikehold maskin 3,00 % % Vedlikehold bygg 1,00 % % Personell/år Kr/år Vedlegg 8 Vannbehandling Hammerfest vannverk 17