Alternativer for fordeling av utslippet fra regnvannsoverløp Trender i utviklingen av fellessystemet i Norge

Transkript

1 Norsk vann - Fagtreff Hvordan redusere forurensningstap og innlekking i avløpsnettet Gardermoen, 9. februar 212 Avlastning av avløpsvann i regnvannsoverløp: På ledningsnettet eller på renseanlegget: Hva er best for vassdraget eller fjorden som mottar utslippet? Gunnar Mosevoll, Skien kommune, virksomhetsleder for vannforsyning og avløp Norsk vann_fagtreff 9 februar 212_GMo Norsk vann_overloep etter grovrensing_gmo_fagtreff9 februar 212-a.ppt Revidert 11. februar Redusere utslippet av avløpssøppel fra regnvannsoverløp Avløpsvannet fra Skien går til to avløpsrenseanlegg: Elstrøm: 2 personer 15 % fellessystem Utslipp til Farelva like oppstrøms Skien sentrum Knarrdalstrand: 52 personer 4 % fellessystem Utslipp til Frierfjorden Ligger i Porsgrunn og drives av Porsgrunn kommune De avskjærende avløpsledningene i Porsgrunn og Skien har om lag 12 regnvannsoverløp langs elva som renner gjennom de to byene. Det er et omfattende friluftsliv langs både hovedelv og sideelver, blant annet er det flere, populære badestrender. Det er derfor ønskelig å unngå mest mulig utslipp av avløpssøppel fra regnvannsoverløpene. Den varige løsningen er separering av store deler av avløpsnettet bygget etter fellesyssystemet. Mens vi venter på at, særlig for Knarrdalstrand, blir ombygget til separatsystem, føres fram til renseanleggene vesentlig mer vann enn forutsatt da renseanleggene ble dimensjonert. 2 Alternativer for fordeling av utslippet fra regnvannsoverløp Trender i utviklingen av i Norge Renseanlegg fosforrensing: Antallet kommuner med mer enn 1 % fellessystem går ned Andelen fellessystem avtar i de fleste kommunene med fellessystem: I nye avløpsnett brukes bare separatsystem I gamle områder erstattes i stor grad med Andel fellesledninger av samlet lengde spillvannsførende ledninger (Norsk vann Tilstandsvurdering VA 29): Ute på ledningsnettet: Minst fortynning av avløpsvann fra områder med separatsystem Mest utslipp av avløpssøppel Etter grovrensing i renseanlegget: Mest fortynning av avløpsvann fra områder med separatsystem Minst utslipp av avløpssøppel Hva koster det å redusere utslippet av avløpssøppel ute på ledningsnettet? 3 Oslo: 47 % Bamble: 8 % Et utdrag Bergen: 5 % Gjerdrum: % av kommuner Bærum: 38 % Hvaler: 2 % Drammen: 5 % Karmøy: 18 % Fredrikstad: 41 % Klepp: 1 % Porsgrunn: 2 % Kongsvinger: 9 % Skien: 34 % Lier: 1 % Stavanger: 46 % Stjørdal: 3 % Trondheim: 41 % Ullensaker: % 4

2 Fellessystemet mengde spillvann og overvann: Noen nøkkeltall Spillvann boligområde 1% tilstedeværelse: Spesifikk spillvannsmengde:,15,2 m 3 /døgn og person 5 personer/da:,2 x 5 = 1, m 3 /døgn 1 personer /da:,2 x 1 = 2, m 3 /døgn A Overvann boligområde med godt utbygd overvannsnett: Hvis 8 % renner til avløpsnettet (direkte og via drenssystemet for boliger): Skien: 1,9 m 3 /døgn og da Bergen: 4,9 m 3 /døgn og da (85 mm nedbør per år) 225 mm nedbør per år Varighet overløp i regnvannsoverløp: Det regner anslagsvis 1 % av årets timer Vanligvis avlastes i overløp 5 15 % av årets timer (1 % fellessystem) Nedbør landet rundt: Gardermoen Kjevik Bergen Værnes Tromsø Døgn med minst 3 mm nedbør: Døgn med minst 1 mm nedbør: Avløpsvann fra : 1,6 g P/person,2 m 3 spillvann / person,1 m 3 infiltrasjonsvann / person Middel-konsentrasjon fosfor: 5,3 mg P /liter Avløpsvann fra (når det regner): 1 mm regn på 1 døgn 5 % renner av i løpet av dette døgnet 1 dekar Spillvann per døgn: 1,5 m 3 Overvann dette døgnet: 5 m 3 5 personer Middel-konsentrasjon fosfor: 1,2 mg P /liter 6 Beregninger som forklarer tallene på forrige side A B Avløpsvann fra : 1,6 g P/person,2 m 3 spillvann / person,1 m 3 infiltrasjonsvann / person Middel-konsentrasjon fosfor: 5,3 mg P /liter Detaljberegning: Middel-konsentrasjon = 1,6 P / (,2 m 3 +,1 m 3 ) = 5,3 g P/m 3 = 5,3 mg P/liter Avløpsvann fra (når det regner): 1 mm regn på 1 døgn 5 % renner av i løpet av dette døgnet 1 dekar Spillvann per døgn: 1,5 m 3 Overvann dette døgnet: 5 m 3 5 personer Middel-konsentrasjon fosfor: 1,2 mg P /liter Detaljberegning: Spillvann + infiltrasjonsvann fra 5 personer per døgn: (,2 +,1) x 5 = 1,5 m 3 Overvann per døgn fra 1 dekar:,1 m x 1 m 2 x,5 = 5, m 3 Middel-konsentrasjon: 5 x 1,6 / (1,5 + 5,) = 8, / 6,5 = 1,2 g P/m 3 = 1,2 mg P/liter 7 Kun tilrenning fra (5 personer / dekar i dette feltet) Tørt tørrvær - ikke overløp:,3 m 3 avløpsvann / person Middel-konsentrasjon fosfor inn: 5,3 mg P/liter Middel-konsentrasjon fosfor ut:,25 mg P /liter Rensegrad RA: 95,3 % Avløpsvann fra 1 mm regn på 1 døgn - ikke overløp: 1,3 m 3 avløpsvann / person Middel-konsentrasjon fosfor inn: 1,2 mg P/liter Middel-konsentrasjon fosfor ut:,25 mg P /liter Rensegrad RA: 79,2 % 8

3 Beregninger som forklarer tallene på forrige side B Kun tilrenning fra (5 personer / dekar i dette feltet) Tørt tørrvær - ikke overløp:,3 m 3 avløpsvann / person Middel-konsentrasjon fosfor inn: 5,3 mg P/liter Middel-konsentrasjon fosfor ut:,25 mg P /liter Rensegrad RA: 95,3 % Detalj-beregning: Middel-konsentrasjon inn: 1,6 g P /,3 m 3 = 5,3 g P / m 3 = 5,3 mg P / liter Rensegrad: 1 x (5,3,25) / 5,3 = 95,3 % Avløpsvann fra 1 mm regn på 1 døgn - ikke overløp: 1,3 m 3 avløpsvann / person Middel-konsentrasjon fosfor inn: 1,2 mg P/liter Middel-konsentrasjon fosfor ut:,25 mg P /liter Rensegrad RA: 79,2 % Detaljberegning: Mengde avløpsvann per person: (,2 +,1 +,1 x 1 x,5 / 5) = 1,3 m 3 /døgn Middel-konsetrasjon inn: 1,6 g P / 1,3 m 3 = 1,2 g P / m 3 = 1,2 mg P / liter Rensegrad: 1 x (1,2,25) / 1,2 = 79,2 % 9 6,5 1,5 m 3 Bidrag fra : Bidrag fra 1 mm regn på 1 døgn - ikke overløp: Middel-konsentrasjon fosfor inn: 2, mg P/liter Middel-konsentrasjon fosfor ut:,25 mg P /liter Rensegrad RA: 87,5 % C 8 m 3 1 Beregninger som forklarer tallene på forrige side C Ikke utslipp via overløp Bidrag fra : Bidrag fra 1 mm regn på 1 døgn - ikke overløp: Middel-konsentrasjon fosfor inn: 2, mg P/liter Middel-konsentrasjon fosfor ut:,25 mg P /liter Rensegrad RA: 87,5 % Detalj-beregninger: Mengde spillvann per person og døgn: (,2 +,1) =,3 m 3 Mengde overvann per person og døgn: (,1 m x 1 m 2 x,5) / 5 = 1, m 3 Vannmengde per person og døgn i :,3 + 1, = 1,3 m 3 Middel-konsentrasjon inn: (1,6+1,6) / (,3+1,3) = 3,2 / 1,6 = 2, g P/m 3 = 2, mg P/liter Rensegrad: 1 x (2,,25) / 2, = 87,5 % 11 1,5 m 3 6,5 2 m 3 2 m 3 /dekar slippes i overløp på ledningsnettet Bidrag fra : Bidrag fra 1 mm regn på 1 døgn - overløp 2 m 3 /da:,9 m 3 avløpsvann / person Fosfor-tilførsel: 1,11 g P/person Middel-konsentrasjon fosfor inn: 2,26 mg P/liter Middel-konsentrasjon fosfor ut:,25 mg P /liter Rensegrad RA: 89, % D 6 m 3 12

4 Beregninger som forklarer tallene på forrige side D 2 m 3 /dekar slippes i overløp på ledningsnettet Bidrag fra : Bidrag fra 1 mm regn på 1 døgn - overløp 2 m 3 /da:,9 m 3 avløpsvann / person Fosfor-tilførsel: 1,11 g P/person Middel-konsentrasjon fosfor inn: 2,26 mg P/liter Middel-konsentrasjon fosfor ut:,25 mg P /liter Rensegrad RA: 89, % Detaljberegninger: Samlet forurensnings-produksjon: 1,6 g P/person x 1 personer = 16 g P per døgn Tilførsel fra : (6,5 m 3 2, m 3 ) = 4,5 m 3 per døgn 1,6 g P x (1 2, / 6,5) m3 = 1,11 g P / m 3 per døgn og person Middel-konsentrasjon inn: (1,6 x 5+ 1,11 x 5) / (,3 x 5 + 4,5) = 13,55 / 6, = 2,26 g /m 3 Rensegrad: 1 x (2,26,25) / 2,26 = 89, % Utslipp via overløp i % av forurensnings-prod.: 1 x (1,6 1,11) x 5 / (1,6 x 1) = 15,3 % 13 6,5 m 3 1,5 m 3 2 m 3 /dekar slippes i overløp mellom grov- og finrensing Bidrag fra : Bidrag fra 1 mm regn på 1 døgn - overløp 2 m 3 /da: Middel-konsentrasjon fosfor inn: 2, mg P/liter Middel-konsentrasjon fosfor ut:,25 mg P /liter Rensegrad RA: 87,5 % Rensegrad RA inkl. utslipp av 2, m3 urenset vann: 65,6 % 2 E 6 m 3 14 Beregninger som forklarer tallene på forrige side E 2 m 3 /dekar slippes i overløp mellom grov- og finrensing Bidrag fra : Bidrag fra 1 mm regn på 1 døgn - overløp 2 m 3 /da: Middel-konsentrasjon fosfor inn: 2, mg P/liter Middel-konsentrasjon fosfor ut:,25 mg P /liter Rensegrad RA: 87,5 % Rensegrad RA inkl. utslipp av 2, m3 urenset vann: 65,6 % Detaljberegninger: Samlet forurensnings-produksjon: 1,6 g P/person x 1 personer = 16 g P per døgn Vannmengde inn til grovrensing: 1 x (,2+,1) + (,1 x 1 x,5) = 3+5 = 8, m 3 per døgn Middel-konsentrasjon inn: (1,6 x 5+ 1,6 x 5) / (3 + 5) = 16 / 8, = 2, g /m 3 Rensegrad for RA inkl. overløp i RA Bare : 95,3 % Bare 1 mm regn på 1 døgn ikke overløp: 79,2 % 5 % separatsystem og 5% fellessystem 1 mm regn på 1 døgn og ikke overløp: 87,5 % 5 % separatsystem og 5% fellessystem 1 mm regn på 1 døgn og overløp på ledningsnettet: 89, % Rensegrad RA: 1 x (2,,25) / 2, = 87,5 % Rensegrad RA inkl. utslipp av 2, m3 urenset vann: 1 % x(,25x6 + 2,x2)/ 16 = 65,6 % 5 % separatsystem og 5% fellessystem Utslipp via overløp i % av forurensnings-prod.: 1 x (2, x 2) / 16 = 1 x 4/16 = 25, % 15 1 mm regn på 1 døgn og overløp mellom grov- og finrensing: 87,5 % 65,6 % 16

5 : Et regnvær kan gi langvarig avrenning I mange tilfeller varer tilrenningen av overvann fra i lang tid etter et regnvær. Ved å føre mye overvann fram til renseanlegget, reduseres derfor varigheten av overløp på ledningsnettet vesentlig. Eksempel Elstrøm renseanlegg 8 15 oktober 211: 9. oktober 211 falt 16 mm regn i løpet av 7 timer. Dato Fullrenset I overløp etter grovrensing (m 3 /døgn) (m 3 /døgn) 8.okt okt Tilrenning like før regnet startet: 237 m 3 /time 1. okt 6338 Maksimal tilrenning: 877 m 3 /time 11. okt 5834 Derav avlastet i overløp 12. okt 5318 etter grovrensing: 237 m 3 /time 13. okt 548 Derav kjemisk renset: 64 m 3 /time 14. okt 4914 et var i drift 5 timer 2 minutter 15. okt 4592 Ved å stille inn en høy videreført vannføring i overløpene ute på ledningsnettet, reduseres varigheten på overløp ute på ledningsnettet i mange tilfeller med mer enn ett døgn (ved middels store og store regnskyll). 17 Oppsummering: For et renseanlegg med tilførsel fra ledningsnett etter, varierer rensegraden fra dag til dag - alt avhengig av overvannstilførselen Antallet døgn med lav overvannstilrenning er så høyt at midlere rensegrad vanligvis blir bedre enn 9 % mhp. fosfor. Eksempel på renseanlegg der overvannstilførselen er økt for å redusere utslippet fra regnvannsoverløp ute på ledningsnettet: Elstrøm renseanlegg i Skien (15 % fellessystem): Rensegrad tørrvær: % 18 Midlere rensegrad: % (inkl. overløp mellom grov- og finrensing) Fordeler og ulemper ved å føre mer avløpsvann til grovrensing i renseanlegget Bør regelen for beregning av rensegrad for renseanlegg endres? Fordeler og ulemper ved å føre mer avløpsvann til grovrensing enn forutsatt i utslippstillatelsen: Utslippet av urenset avløpsvann (inkl. avløpssøppel) reduseres. Utslippspunktene på ledningsnettet er gjerne dårligere enn utslippspunktet for renseanlegget. Ulempene ved selve overløps-utslippet reduseres derfor. Spørsmål: Bør regelen for beregning av rensegrad endres slik at det stimuleres til redusert utslipp av avløpssøppel gjennom bedre utnyttelse av renseanleggene: Det samlede utslippet av fosfor øker noe. Økt andel av avløpsvannet grovrenses Renseanlegg med liten andel fellessystem klarer likevel kravet til fosforrensing. Renseanlegg med stor andel fellessystem vil få litt for dårlig fosforrensning dersom vanntilførselen økes utover kravet i utslippstillatelsen. 19 Økt andel av avløpsvannet gjennomgår fosforrensing 2

6 Et eksempel fra et renseanlegg der mengden overvannstilførsel er økt Vannmengde januar desember 211 (m 3 /døgn)) Elstrøm RA (2 pe) Renset Samlet Renset Samlet Januar Juli Februar August Mars September April Oktober Mai November Juni Desember Største vannføring i 211: 23. juli (1,5 m 3 /pe døgn Laveste døgnvannføring virkedag 211(18. januar): 37 m3 (,185 m 3 /pe døgn) 21 22