UTREDNING BARRIERETILTAK KOMAGFJORD VANNVERK

Transkript

1 Dokument type Rapport Rev. dato UTREDNING BARRIERETILTAK KOMAGFJORD VANNVERK

2 UTREDNING Oppdragsnr.: Oppdragsnavn: Barrieretiltak Komagfjord vannverk Dokument nr.: 1 Filnavn: Komagfjord vannverk - barrieretiltak Revisjon Dato Utarbeidet av JGT/MTN JGT/MTN JGT/MTN Kontrollert av JOA/MTN JOA JGT Godkjent av JOA/JGT JOA/JGT JGT Beskrivelse Utkast rapport Ferdig rapport Godkjent rapport Revisjonsoversikt Revisjon Dato Revisjonen gjelder Utkast til rapport, oversendt Alta kommune for kommentar Ferdigstillelse rapport for kommunens gjennomgang Mindre justeringer rapport etter møte den Rambøll Kongleveien 45 NO-9510 Alta T F l:\oppdrag 2012\ komagfjord vannverk, barrieretiltak\7-prod\k-var\dok\komagfjord vannverk - barrieretiltak docx

3 3 INNHOLD 1. INNLEDNING Bakgrunn EKSISTERENDE ANLEGG Vannforbruk Godkjenning iht. Drikkevannsforskriften Råvannskilde, inntak Eksisterende vannbehandlingsanlegg Vannmagasin Vannkvalitet Sensoriske parametere Mikrobiologiske parametere Kjemiske og fysiske parametere Andre parametere BARRIERE HØYDE Drikkevannsforskriftens krav om hygieniske barrierer og optimal desinfeksjonspraksis ODP-beregning for Komagfjord vannverk Beregning av barrierehøyde Kilden Vannbehandling utover sluttdesinfeksjon Overvåking og drift Nødvendig desinfeksjon Kontroll dagens vannbehandling mot nødvendig desinfeksjon iht. ODP Eksisterende UV-anlegg Kloreringsanlegg forventet logreduksjon Resultat av ODP-beregning for eksisterende UV + Klor BARRIERETILTAK FOR KOMAGFJORD VANNVERK Generelt Vannbehandling alt 1 Nytt UV-anlegg og klor Inaktiveringsgrad, desinfeksjon med ny UV + klor Kort beskrivelse av prosess Fjerning av farge/humus og betydning av variasjon i vannkvalitet mht. desinfeksjon Vannproduksjon Drift og vedlikehold, HMS Bygningsmessig behov Kostnader UV + klor Vannbehandling alt 2 Ozonering og UV Inaktivering, desinfeksjon med ozon + eksisterende/ny UV Kort beskrivelse av prosess Fjerning av farge/humus og betydning av variasjon i vannkvalitet mht desinfeksjon Vannproduksjon l:\oppdrag 2012\ komagfjord vannverk, barrieretiltak\7-prod\k-var\dok\komagfjord vannverk - barrieretiltak docx

4 Drift og vedlikehold, HMS Bygningsmessig behov Kostnader Ozon + UV Vannbehandling alt 3 Koagulering med direktefiltrering og UV Inaktiveringsgrad, desinfeksjon med Kort beskrivelse av prosess Fjerning av farge/humus og betydning av variasjon i vannkvalitet mht. desinfeksjon Vannproduksjon Bygningsmessig behov Drift og vedlikehold, HMS Kostnader koagulering/direktefiltrering + UV Vannbehandling alt 4 - Membranfiltrering (nanofiltrering) og UV Barrierehøyde desinfeksjon Kort beskrivelse av prosess Fjerning av farge/humus og betydning av variasjon i vannkvalitet mht. desinfeksjon Vannproduksjon Drift og vedlikehold, HMS Bygningsmessig behov Kostnader membranfiltrering + UV Vannbehandling alt 5 Ultrafiltering (UF), koagulering og UV Barrierehøyde desinfeksjon Kort beskrivelse av prosess Fjerning av farge/humus og betydning av variasjon i vannkvalitet mht. desinfeksjon Vannproduksjon Bygningsmessig behov Drift og vedlikehold, HMS Kostnader ultrafiltering/koagulering + UV ANBEFALINGER Sammenstilling alternativer Anbefaling REFERANSER l:\oppdrag 2012\ komagfjord vannverk, barrieretiltak\7-prod\k-var\dok\komagfjord vannverk - barrieretiltak docx

5 5 1. INNLEDNING 1.1 Bakgrunn Komagfjord vannverk er et kommunalt vannverk i Alta kommune som forsyner bygdene Korsfjord, Komagfjord og Rakaluft i østre Altafjord. Vannverket forsyner i underkant av 200 fastboende i tillegg til en del fritidsbebyggelse, skole, bedrifter og gårdsbruk. Vannverket er godkjenningspliktig etter Drikkevannsforskriften. Kilden til vannverket er en bekkedam, med tilsigsområde ca 2,9 km2. Kildens kapasitet er begrenset, det har vært behov for pumping/heving av vann fra overflatekilder som ligger utenfor det naturlige tilsigsområdet som supplering i perioder med liten vannføring i bekkekilden. Råvannskvaliteten varierer betydelig med blant annet periodisk høy farge og turbiditet i tillegg til mikrobiologisk påvirkning. Temperaturen i råvannet varierer vesentlig over årstiden, som typisk for bekkekilder. Vannverket har i dag en hygienisk barriere med trykksil og UV. Anlegget ble etablert ved tusenårsskiftet med de kravene som kravene som gjaldt da. Dette anlegget er nylig oppgradert med nytt bygg høsten I denne forbindelse ble det også satt inn et kloranlegg, som tidvis er i drift. Som følge av dårlig vannkvalitet, har kloranlegget vært kontinuerlig i drift siden høst Vannbehandlingsanlegget er plassert ved kirka i Komagfjord. Fra vannverket ledes vannet direkte ut til forbrukerne via kommunalt forsyningsnett. Dårlig vannkvalitet gjennom lang tid, har ført til at Alta kommune ønsker å finne løsninger for vannverket som sikrer vannverkets abonnenter helsemessig trygt drikkevann iht. drikkevannsforskriften. Rambøll AS er engasjert av Alta kommune for å utføre utredning av barrieretiltak for Komagfjord vannverk. I det etterfølgende er ulike tiltak vurdert i forhold til opptredende råvannskvalitet og de krav som Drikkevannsforskriften stiller til godkjenningspliktige vannverk.

6 6 2. EKSISTERENDE ANLEGG 2.1 Vannforbruk Vannverket forsyner i dag ca 300 pe (inkl. fritidsbebyggelse, næring og skole). Alta kommune har satt opp følgende oversikt over forbruket ved vannverket: Midlere døgnforbruk: Q dmiddel = 1,5 l/s Maksimalt døgnforbruk: Q dmax = 2,1 l/s Maksimalt timeforbruk: Q hmax = 4,7 l/s Minimum timeforbruk: Q hmin = 0,6 l/s Minimumsforbruket tilsvarer nattforbruket. Brannvannsuttak ligger ikke i tallgrunnlaget oppgitt fra Alta kommune. Iht. plan og bygningsloven skal kommunen sørge for at den kommunale vannforsyningen frem til tomtegrense i tettbygd strøk, er tilstrekkelig til å dekke brannvesenets behov for slokkevann. I boligområder hvor spredningsfaren er liten er det tilstrekkelig at kommunens brannvesen disponerer passende tankbil. I områder hvor brannvesenet ikke kan medbringe tilstrekkelig vann til slokking, må det være trykkvann eller åpen vannkilde. Slokkekapasiteten skal være minimum 20 l/s for småhusbebyggelse. Eventuelle åpne vannkilder skal ha kapasitet for minimum 1 times slukking, jf PBL. Dimensjonerende vannmengde inklusive brannvann blir da: Q brann + Q hmax = ,7 = 24,7 l/s 2.2 Godkjenning iht. Drikkevannsforskriften Alta kommune ved Drift og utbygging, søkte i 2001 om godkjenning av Komagfjord vannverk. Godkjenningsmyndighet var kommunestyret i Alta, de godkjente vannverket samme år. Etter dagens lovverk er det lokale Mattilsynet som er godkjenningsmyndighet. I søknaden og godkjenningen videre ble det lagt til grunn at vanntilsigsområde med klausuleringstiltak betraktes som hygienisk barriere nr 1, vannbehandling med trykksil og desinfisering via UV som barriere nr 2. Klausuleringstiltakene til vannverket er gitt i Alta kommunes styringsdokument IK-nr 00105, med definerte restriksjonssoner (sone 0 sone 4) med tilhørende restriksjonsbestemmelser knyttet til de ulike sonene. 2.3 Råvannskilde, inntak Råvannskilden til Komagfjord vannverk, er et bekkeinntak i Komagfjordelva. Inntaket ligger på ca kt Nedslagsfeltet til bekkekilden er ca 2,9 km2. Fra NVE s avrenningskart ( finner man at middelavrenningen for nedbørsfeltet oppstrøms inntaket er ca 30 l/s km2. Dette gir en middel vannføring i bekken på ca 90 l/s. Alminnelig lavvannsføring, som opptrer vinterstid og perioder med lite nedbør antas å ligge på ca 5-15 l/s. I perioder opplever Alta kommune at det naturlige tilsigsområdet ikke gir tilstrekkelig med vann i bekken for vannforsyning. Det er anordnet med et hevertsystem fra Hevertvannet til bekken. Når dette systemet er i drift, gir bekkekilden tilstrekkelig vann til ordinær vannforsyning. Kilden alene har ikke kapasitet til å dekke dimensjonerende vannmengde for vannverket = 24,7 l/s (inkl. brannvann). Inntaksanordning i bekken er en kum, med rør til en tank på ca 10 m3. I denne er det plassert en grovsil/rist. Fra tanken går vannet videre til et inntaksbygg med 2 kammer med åpent vannspeil og et ventilkammer. Inntaksbygget ligger på ca samme høyde som inntaket.

7 7 Inntaksområdet er inngjerdet. 2.4 Eksisterende vannbehandlingsanlegg Eksisterende vannbehandlingsanlegg består av følgende hovedkomponenter: - Trykksil, 100 µm. - Berson UV-anlegg - Kloranlegg Vannbehandlingsutstyret er montert inn i et vannverksbygg som ble ferdigstillet senhøstes Trykksil og UV-aggregater ble flyttet fra det gamle vannverksbygget til det nye. Disse komponentene er fra Kloranlegget er nytt fra UV-anlegget er dimensjonert med bakgrunn i stråledose = 30 mj/cm2 (teoretisk dimensjonert). Det er UV-stråledosen (stråleintensitet x bestrålingstid) som er avgjørende for hvor effektiv UV-bestrålinger er som hygienisk barriere overfor bakterier, virus, parasitter og bakteriesporer. En stråledose > 30 mj/cm2 er effektiv overfor bakterier, virus og parasitter. Stråledose > 40 mj/cm2 er effektiv også overfor bakteriesporer. Folkehelseinstituttet anbefaler at man velger denne siste typen anlegg ved nybygg og utskiftning av anlegg, både på grunn av bedre effekt overfor mikrober og fordi det er sannsynlig at EU i framtiden vil stille krav om denne typen UV-anlegg. UV-anlegget er montert med to aggregater i parallell for alternerende drift. Anlegget har manuelt viskersystem. Kloranlegget består av doseringstank og doseringsanlegg. Tilsatt klormengde styres mot vannmåler. Vannverksbygget ligger på ca kt Vannmagasin Utover råvannstank på 10 m3 ved inntak og det to inntakskamrene på ca 10 m3 på råvannssiden, har vannverket ikke magasin for utjevning og reserve. Ved utfall av vannforsyning, må rentvann forsynes via mobil tankenhet. 2.6 Vannkvalitet Resultater fra vannkvalitetsanalyser for rå og rentvann for Komagfjord er vist i vedlegg 1. Etterfølgende kapitler oppsummerer vannkvaliteten iht. Drikkevannsforskriftens oppdeling av analyse parametere Sensoriske parametere Fargetall Det er registrert høyt fargetall både på rå- og rentvann, Grenseverdi for drikkevann iht. drikkevannsforskriften er 20 mg Pt/l. Analyser av råvannet fra 2010 frem til april 2012, omfatter 14 vannprøver. Maksimal verdi er 25 mg Pt/l, en prøve er høyere enn grenseverdi, gjennomsnittlig fargetall i perioden er 9,5 mg Pt/ l. For behandlet vann (ikke nettvann) er det i samme periode tatt 31 prøver. Maksimalt fargetall er 30 mg Pt/l, totalt er 5 prøver over grenseverdi. Gjennomsnittlig fargetall for rentvann er ca 12 mg Pt/l. Vi har også fått tilsendt analyser helt fra 2001 frem til i dag. Disse viser følgende fargetall for rentvann:

8 8 Prøveserien fra 2001 frem til i dag, viser tydelige topper vår og høst. I disse periodene er det nesten årlig verdier over grenseverdi i Drikkevannsforskriften. Oppsving i fargetall vår og høst har høyst sannsynlig sammenheng med økt overflateavrenning til bekken ved snøsmelting om våren og regn om høsten. ette er typisk for bekkekilder påvirket av humus fra snøsmelting og overflateavrenning. For å karakteriseres som godt, bør fargen på drikkevannet være under 15 mg Pt/l, når fargen utelukkende skyldes humus [2]. Smak og lukt Det er angitt på analysedata at smak og luktprøver ligger under terskelverdi på 2. Turbiditet Grenseverdi ut fra behandlingsanlegg er iht. Drikkevannsforskriften 1 FNU. Råvannsprøver viser turbiditet mellom 0,1 og 0,3 FNU. Rentvannsprøver viser også lav turbiditet, gjennomsnittsverdi 0,2 FNU. En prøve ligger over grenseverdi med 1,2 FNU Mikrobiologiske parametere Clostridium perfringens Ingen funn av Clostridium Perfringens i rentvannsprøver mellom Råvann ikke analysert for denne parameteren. E.coli Grenseverdi for E.coli i drikkevann er 0 /ml iht. Drikkevannsforskriften. Analyser av råvannet viser gjentatte registreringer av E.coli. 16 av 32 prøver viser overskridelse av grenseverdien på 0 /100 mg. Høyeste registrerte verdi er 63 /100 ml. Høsten 2011 (august november) er det E.coli i så å si alle analysene som er tatt av råvannet. Påvisning av E.coli er et varsel om at råvannet er forurenset av fersk fekal forurensning. Det er registrert 4 rentvannsprøver med innhold av E.coli i perioden Disse er alle registrert i 2011 (sommer og høst). Høyeste verdi er 7 / 100 ml. Det er ingen registreringer av E.coli i rentvann i 2012.

9 9 Intestinale enterokokker Ingen funn av Intestinale enterokokker i rentvannsprøver mellom Råvann ikke analysert for denne parameteren. Kimtall Det er ingen fastsatt grenseverdi for kimtall i Drikkevannsforskriften, det er angitt at ved verdier over 100 /ml så må årsaken til det høye kimtallet undersøkes. Kimtall indikerer ikke tilstedeværelse av fekal forurensning, men for høyt innhold av andre uønskede bakterier. Det er generelt høyt kimtall i råvannet, 13 av 15 råvannsanalyser ligger over 100 /ml. Høyeste kimtallsverdi er 352 /100 ml, snitt for alle prøver er 180 /ml. Rentvannsanalyser viser reduksjon av kimtall gjennom vannbehandlingsanlegget. 3 av 42 rentvannsprøver viser kimtall høyere enn 100 /ml, høyeste verdi er 475 /ml. Det er litt påfallende at det høyeste kimtallet for rentvann, registrert i prøve tatt den , sammenfaller med det laveste kimtallet for råvann 3 /ml for prøve tatt samme dato. En økning i kimtall fra behandlingsanlegg til nett, kan skyldes begroing i ledningsnettet. Koliforme bakterier Grenseverdien for drikkevann iht. Drikkevannsforskriften er 0 / 100 ml. Analyser av råvannet for perioden fra 2010 frem til april 2012, viser koliforme bakterier i 35 av totalt 39 råvannsprøver. Antall koliforme bakterier pr 100 ml varierer fra 1 til høyeste verdi 163 /100 ml. 15 prøver viser et bakterieinnhold som er høyere enn 20 /100 ml. Det er også registrert koliforme bakterier i rentvannet i samme periode. Av totalt 69 prøver har 13 prøver innhold av koliforme bakterier. For rentvannsprøver tatt fra , så er det registrert koliforme bakterier i 10 av 15 prøver. Det er ikke registrert koliforme bakterier i rentvannet i Kjemiske og fysiske parametere Vi har data for analyser på ph-verdi, Ammonium og konduktivitet på rentvann for perioden 2010 frem til april Det foreligger også en enkelt prøve serie for råvann hvor et 30-talls fysiske og kjemiske parametere er analysert. Ammonium Grenseverdi iht. Drikkevannsforskriften er 0,50 milligram/l N. Ingen analyser av Ammonium overskrider grenseverdi, høyeste registerte verdi er 0,028 mg/l N. Øvrige analyser ligger rundt 0,025 mg/l N. Konduktivitet Grenseverdi iht. Drikkevannsforskriften er 250 Millisiumens/m (ms/m) ved 25 grader Celsius. Ingen analyser av Konduktivitet overstiger grenseverdi. Analysene viser verdier mellom 4,8 ms/m og 11,5 ms/m, med de aller fleste verdiene rundt 9 ms/m.

10 10 ph-verdi Iht Drikkevannsforskriften skal ph-verdien i vannet som leveres abonnent/forbruker, ligge mellom 6,5-9,5. Rentvannsanalyser viser en ph-verdi på drikkevannet på ca 7,5. Laveste ph-verdi i perioden er 6,8 mens høyeste verdi er 7,9. Andre fysiske og kjemiske parametere Prøveserie tatt råvannsprøver for utvidet kontroll. Prøvene viser ingen verdier over drikkevannsforskriftens grenseverdier Andre parametere UV-transmisjon UV-transmisjonen på rentvannet er målt ved to anledninger i 2009 (juni og august) og ved analyse , vi forutsetter at dette er 5 cm lysvei. UV-transmisjon er 38,2%, den er 59,8% og er UV-transmisjonen 95%. Vi har også fått oversendt UV-transmisjonsmålinger fra , jf etterfølgende figur. Målingene viser stor variasjon, med dårligste målte transmisjon < 10 %, og høyeste verdi over 80%. UVtransmisjonen er merkbart bedre og jevnere fra 2007 og fremover, hvor den varierer fra %. Årsak til dette er ikke klarlagt, men det kan ha sammenheng med overføring av vann fra Hevertvannet, som i følge kommunen er en bedre kilde. Temperatur Det foreligger ikke data for råvannets temperatur. Det er grunn til å tro at temperaturen varierer over årstiden som normalt er for en bekkekilde. Dette gir utslag i lav temperatur på vannet vinterstid (antatt ned mot 0 o C) og høy temperatur om sommeren (+ 10 til + 15 p C).

11 11 3. BARRIERE HØYDE 3.1 Drikkevannsforskriftens krav om hygieniske barrierer og optimal desinfeksjonspraksis Drikkevannsforskriften definerer begrepet hygienisk barriere slik: Naturlig eller tillagt fysisk eller kjemisk hindring, herunder tiltak for å fjerne, uskadeliggjøre eller drepe bakterier, virus, parasitter mv, og/eller fortynne, nedbryte eller fjerne kjemiske eller fysiske stoffer til et nivå hvor de aktuelle stoffene ikke lenger representerer noen helsemessig risiko Drikkevannsforskriftens 14 setter krav om at det skal være minimum 2 hygieniske barrierer i et vannforsyningssystem, hvorav desinfeksjon (eller annen behandling) skal utgjøre den ene barrieren. Vannkilden kan utgjøre den ene hygieniske barrieren, under forutsetning av at denne fra naturens side har god kvalitet, er lite utsatt for forurensing og at man gjennom beskyttelsestiltak (fysiske og planmessige) reduserer forurensningspotensialet mest mulig. Vurderingen av vannverkets hygieniske barrierer, er gjort på bakgrunn av metoden Optimal Desinfeksjonspraksis (ODP) [6], beskrevet i Norsk Vann Rapport 169/2009 Optimal Desinfeksjonspraksis fase 2. Beregningen av optimal desinfeksjonspraksis tar utgangspunkt i vannverkets risiko og sårbarhetssituasjon, vannkvalitet i kilden, planlagte barrieretiltak i nedslagsfelt og kilde samt vannbehandling utover desinfeksjon. På dette grunnlaget, bestemmes hvor stor barrierehøyde som må overkommes av desinfeksjonstrinnet i vannverket. Barrierer beregnes etter prosentvis hindring av bakterier, virus og parasitter. Én hygienisk barriere representerer 3 log (99,9%) inaktivering av bakterier (3b), 3 log inaktivering av virus (3v) og 2 log (99%) inaktivering av parasitter (2p). Trinnene i vannbehandlingen og tiltak i/ved kilden representerer log-kreditter som kan trekkes fra den nødvendige barrierehøyden som desinfeksjonen altså må overkomme. 3.2 ODP-beregning for Komagfjord vannverk Dårlig vannkvalitet gjennom lang tid, har ført til at Alta kommune ønsker å finne løsninger for Komagfjord vannverk som sikrer vannverkets abonnenter helsemessig trygt drikkevann. Komagfjord vannverk forsynes i dag med vann fra en bekkedam, som behandles i Komagfjord vannverk med trykksil, UV og klor. Klor er opprinnelig tenkt som reservedesinfeksjon, men har den senere tiden vært i kontinuerlig drift. I det følgende er det utført en beregning av optimal desinfeksjonspraksis ved Komagfjord vannverk, beregningsmetodikk gitt i Norsk vann rapport 170/2009 er lagt til grunn. I kapittel 3 er det gjort beregninger ut i fra hvordan anlegget er utstyrt og driftet i dag. I kapittel 4 er det oppsummert hvordan ulike tiltak og renseprosesser vil innvirke på muligheten for å innfri kravet til barrierehøyde. Kapittel 5 oppsummerer og gir anbefalinger ut i fra resultatene fra kapittel 4.

12 Beregning av barrierehøyde Vannverket forsyner < 1000 pe, dette gir vannverksstørrelse 1. I analyser av råvann til Komagfjord vv, er det funnet i snitt 10,9 E.Coli pr 100 ml prøve. Det er ikke analysert med hensyn på Clostridium Perfringens (CP) i råvannet. Analysene baseres på 27 prøver i løpet av perioden mai 2002 til november Råvannskvaliteten i er dårlig, med hyppige funn av koliforme og termotolerante koliforme bakterier. Det er ikke utført et risikobasert prøvetakingsprogram med hensyn på E.Coli og parasitter. Føre-var -linjen er derfor benyttet, og kilden får kvalitetsnivå Dc, som i praksis betyr at begge de påkrevde hygieniske barrierene må påvises utenfor kilden. Dette er i tråd med Alta kommunes egne vurdering av barrierehøyden i vannverket. Vannverkets størrelse <1000 pe og kvalitetsnivå Dc gir barrierehøyden for Komagfjord vannverk. Barrierehøyden er 5,00b+5,00v+3,00p. 3.4 Kilden Fysiske og restriktive tiltak i bekken eller nedslagsfeltet til kilden anses gagnløst, da området er beiteland for rein. Nedslagsfeltet er for stort til at det kan gjerdes inn. Det er ikke planlagt økt prøvetakingsfrekvens av råvannet. Det er heller ikke aktuelt med tiltak som stenger tilgangen av råvann dersom kvaliteten er under grenseverdiene for UV-anlegget, da det ikke foreligger en tilfredsstillende reservevannkilde. Planlagte tiltak i kilden gir logkreditt 0,00b + 0,00v + 0,00p. 3.5 Vannbehandling utover sluttdesinfeksjon Vannverket er ikke berettiget log-kreditt for vannbehandling utover desinfeksjon, da trykksilen har en lysåpning på 100 µm, som er for stort til å utgjøre en barriereeffekt ovenfor mikroorganismer. 3.6 Overvåking og drift Det er ikke installert on-linemåler for overvåkning av råvannet. Et dieseldrevet nødstrømsaggregat starter automatisk ved bortfall av strømtilførsel. Driften av vannbehandlingsanlegget gir logkreditt 0,75b + 0,75v + 0,75p. 3.7 Nødvendig desinfeksjon Barrierehøyde 5,00b + 5,00v + 3,00p Tiltak i kilde - 0,00b + 0,00v + 0,00p Overvåking og driften - 0,75b + 0,75v + 0,75p Nødvendig sluttdesinfeksjon = 4,25b + 4,25v + 2,25p Hvilket betyr at desinfeksjonstrinnet, må klare en inaktiveringsgrad på minst 4,25 log mht. bakterier, 4,25 mht. virus og 2,25 mht. parasitter. Det er i dag installert et UV-anlegg samt reservekloranlegg på Komagfjord vannverk.

13 Kontroll dagens vannbehandling mot nødvendig desinfeksjon iht. ODP Eksisterende UV-anlegg Installert UV-anlegg, er et UV-anlegg med effekt på 30 mj/cm 2 som beregnet gjennomsnittsdose. A) Tiltak ved redusert effekt på UV-anlegget Ved kortvarig bortfall av- eller redusert effekt på UV-anlegget, vil ikke vannproduksjonen stoppes. Det startes ikke opp automatisk reservedesinfeksjon. B) Tiltak for å redusere risiko for redusert effekt av UV-anlegget Kommunen oppgir at det ikke er problem med strømblunk i vannverket, men at det har forekommet. Det er ikke innhentet dokumentasjon på at strømforsyningen er av god kvalitet. Komagfjord vannverk har et dieseldrevet nødstrømsaggregat. Opplysningene rundt den avbruddsfrie strømforsyningen til vannverket, er noe uklar. Det forstås som at det er installert en UPS/batteripakke i vannbehandlingsanlegget, men at denne er ikke seriekoblet til UV-anlegget. UPSen forsyner derfor vannbehandlingsanlegget med strøm i perioden fra strømforsyningen faller ut, til nødstrømsaggregatet gir full effekt. UPS-anlegget sikrer derfor ikke avbruddsfri strømforsyning til vannbehandlingsanlegget ved «blunk» i strømforsyningen. Strømblunk vil derfor føre til at lampene i UV-anlegget slukker og bruker om lag 5 minutter på å varmes opp til full effekt igjen. Det er i beregningen gitt trekk i uttellingen for UV-aggregatet tilsvarende at UPS ikke var installert fordi avbruddsfri strømforsyning ikke er oppnådd. C) Andre dimensjonerende tiltak To UV-anlegg sikrer full forsyning ved bortfall av en reaktor. Disse opplyses fra kommunen å trolig ikke være dimensjonert etter råvannskvalitet basert på sesongvariasjoner. UV-anleggene har én felles vannmåler. De to anleggene er oppgitt å være dimensjonert for 100% kapasitet og driftes alternerende. Det er derfor full hydraulisk kontroll over UV-anleggene. Aggregatene har installert måleutstyr for dosekontroll. Det finnes ikke et utjevningsvolum nedstrøms UV-anlegget. Reserve desinfeksjon, i form av et kloreringstrinn er installert. Dette er beskrevet i et senere kapittel. D) Andre driftsmessige tiltak Vannverket opplyses å driftes på tilfredsstillende måte. Oppsummering kreditt for UV-anlegg På bakgrunn av overstående vurdering av sikkerhetstiltak og drift av UV-anlegget, beregnes logreduksjonen som kan forventes fra UV-anlegget. UV-anlegget gir inaktivering tilsvarende 2,25b + 2,25v + 1,50p Kloreringsanlegg forventet logreduksjon Ct betyr produktet av konsentrasjonen C og tiden t. Dimensjonerende temperatur settes til 0,5 C og dimensjonerende ph til mellom 6 til 7. Dette er noe lavere enn analyseresultater viser, men representerer en sikkerhetsfaktor.

14 14 Som inngangsparametre for beregning av Ct-verdi, er brukt: Parameter Størrelse Kommentar Volum utjevningsbasseng 3m 3 Volum av ledning fra vannbehandlingsanlegg til første forbruker Vannproduksjon 0,09 m 3 /min Her er oppgitt Q middel. Oppholdstid 33 min Ved Q middel. Ved Q maxtime er oppholdstiden drøye 10 min og 30 sek. I disse tilfellene oppnår kloreringstrinnet en betydelig lavere inhibering. T 10 /T 1,0 Rørstrømning C dose 0,6 mg Cl 2 /l Antatt klordose C ut 0,05 mg Cl 2 /l Krav i Drikkevannsforskriften TOC, ved klorering 2,5 mg TOC/l Antatt På bakgrunn av Ct-beregninger for kloreringstrinnet, samt sikkerhetstiltak og drift av den kjemiske desinfeksjonen, oppnås klorinaktivering: 4,00b + 2,5v + 0,00p Inaktiveringen av parasitter er neglisjerbar ved klorering. Merk at beregningen er gjort for Q midlere, og at Q maxtime representerer et betydelig lavere bidrag fra klor til inaktivering av patogene Resultat av ODP-beregning for eksisterende UV + Klor Nødvendig sluttdesinfeksjon 4,25b + 4,25v + 2,25p UV-inaktivering - 2,25b + 2,25v + 1,50p Klor-inaktivering - 4,00b + 2,50v + 0,00p Differanse (Resultat av ODP) = -2,00b - 0,50v + 0,75p Positiv verdi i feltet «Differanse» viser at anlegget med dagens desinfeksjon, (samt kildeklausulering og vannbehandling for øvrig), ikke møter kravet til barrierehøyde. Tiltak må iverksettes. Av tabellen over, fremkommer det at vannverket møter barrierekravet for bakterier og virus, men mangler tilstrekkelig sikkerhet mot parasitter som har påkrevet barrierehøyde på 2,25 log. UV-anlegg med 30 mj/m 2 kan maksimalt gi 2,00 log-reduksjon av parasitter. Klor dreper ikke parasitter, ergo vil denne kombinasjonen av desinfeksjon aldri oppnå tilstrekkelig barriere gitt at tiltak ikke kan gjøres i kilde/nedslagsfelt.

15 15 4. BARRIERETILTAK FOR KOMAGFJORD VANNVERK 4.1 Generelt Innfrielse av kravet til to hygieniske barrierer i Komagfjord vannverk, kan oppnås på to prinsipielt ulike måter. Alternativene er presentert nærmere i det følgende. Enkleste løsning er å investere i et nytt UVanlegg å kombinere dette med klor. Eventuelt kan det bygges et fullrenseanlegg. Et fullrenseanlegg vil medføre betydelige investeringer og økte ressurser til drift av vannverket. På bakgrunn av vurderingene gjort i kapittel 3, har vi satt opp forslag til 5 typer anlegg som tilfredsstiller kravet til to hygieniske barrierer. Det er gjort en ODP beregning for hver anleggstype, som dokumenterer dette. 4.2 Vannbehandling alt 1 Nytt UV-anlegg og klor Inaktiveringsgrad, desinfeksjon med ny UV + klor Beregning med like betingelser for vannverket forøvrig, det vil si med klorering som andre desinfeksjonstrinn. Innsetting av et UV anlegg biodosimetrisk testet med dose 40 mj/m 2 der dette er dimensjonert og driftes i henhold til oppdaterte standarder. Disse UV-anleggene representerer en betydelig høyere inhibering av patogenorganismer/bakteriesporer. Nødvendig barrierehøyde 5,00b + 5,00v + 3,00p UV-inaktivering - 3,40b + 2,98v + 3,40p Klor-inaktivering - 4,00b + 2,50v + 0,00p Overvåkning, drift, forbehandling (som i dag) - 0,75b + 0,75v + 0,75p Differanse (Resultat av ODP) = -3,15b 0,98v 0,15p Resultat: klarer kravene til 2 HB: -3,15b 0,98v 0,15p Kort beskrivelse av prosess Forbehandling Eksisterende trykksil benyttes som forbehandling. Eventuelt kan det vurderes å sette inn et hurtigsandfilter. Dette vil kunne bidra til å redusere turbiditeten og dermed ha positiv effekt for UV. Hurtigsandfilteret vil ikke ha noen fargefjerningseffekt. UV-anlegg Det monteres to nye UV-aggregater, dimensjonert for en biodosimetrisk dose 40 mj/cm 2. UV er en desinfeksjonsmetode som benytter bestråling av vannet med bølgelengde rundt 254 nm; et bestrålingsområde som har vist seg å ha en bakteriedrepende effekt. UV-lamper er plassert i kvartsrør som igjen er installert i et bestrålingskammer. Når det settes spenning på UV-lampen avgis UV-lys med den ønskede bølgelengden, mens vannet passerer kammeret. Av hensyn til sikkerheten må et UV-aggregat bygges med overkapasitet. Ett aggregat må kunne tas ut av produksjon mens resterende anlegg skal fortsatt kunne levere 100 % kapasitet. UV-aggregat for drikkevann leveres som lavtrykk og mellomtrykk. I praksis gir dette seg utslag i at mellomtrykksaggregat bygges mer kompakt med færre lamper som har et høyere effektbehov,

16 16 sammenliknet med lavtrykkslamper. Strømforbruket er dermed høyere på et mellomtrykksaggregat enn på et lavtrykksaggregat. Mellomtrykkslamper avgir lys med et bredere spekter på bølgelengdene enn lavtrykkslamper. Fare for beleggdannelse på mellomtrykkslamper er større enn for lavtrykkslamper, grunnet høyere tempertur for mellomtrykksanlegg på kvartsglass. Et UV-anlegg krever ingen kjemikalier, og setter ingen smak på vannet. UV-lys kan endre karakteren på enkelte stoffer i vann ved at de oksideres. Forsøk har vist at det dannes små mengder skadelige biprodukter når vann med høyt innhold av organisk karbon eller nitrat bestråles med høye doser fra UVmellomtrykkslamper, tilsvarende effekt fra lavtrykkslamper er ikke påvist. Biproduktene er svært lave og det er derfor lite sannsynlig at dette i praksis kan få noen helsemessig betydning [2]. Folkehelsa har godkjenningsordning for UV-aggregater, anlegg som leveres til norske vannverk skal være typegodkjente. Klor-anlegg Klor er det mest brukte desinfeksjonsmiddelet i drikkevann, og er et effektivt desinfeksjonsmiddel mot de aller fleste humanpatogene bakterier og virus. Klor har liten eller ingen effekt når det gjelder parasitter og bakteriesporer. Den desinfiserende effekten til klor er avhengig av klorkonsentrasjon og kontakttiden. På grunn av at klor danner produkter som avgir smak og lukt, er det ønskelig å holde restklormengden så lav som mulig. For at klor skal fungere som en hygienisk barriere, må det kunne påvises en restklorkonsentrasjon på minimum 0,05 mg/l Cl 2 etter 30 minutters kontakttid for at klorering skal fungere som en hygienisk barriere [2]. Klor bør doseres proporsjonalt med vannmengden, men må kunne justeres i henhold til endringer i vannkvaliteten. Det er kun analyse av restklorinnholdet som kan gi svar på om blanding og dose er riktig i forhold til vannkvaliteten. Det skal finnes minimum 2 doseringspumper, og for å opprettholde doseringen ved svikt i kraftforsyningen må det finnes nødstrømsaggregat. For små anlegg, er kloranlegg basert på Natriumhypokloritt mest egnet. Natriumhypokloritt har begrenset holdbarhet, og ufortynnet hypokloritt taper konsentrasjon over tid. ph-justering ph-verdi for råvannet ligger i grenseland mht. bygging av anlegg for ph-justering. Prosessen med UV eller klor påvirker ikke ph-verdien i noen retning. Ledningsnettet består av plastledninger og er ikke utsatt for korrosjon, slik sett er justering av ph ikke nødvendig Fjerning av farge/humus og betydning av variasjon i vannkvalitet mht. desinfeksjon UV + klor gir ingen reduksjon av fargetallet. Farge har «tiltakstype B» i vedlegget til drikkevannsforskriften, som betyr at vannverket kan drive med dispensasjon for denne parameteren i 3 år, men så må tiltak gjennomføres. ODP-beregningen viser at vannet ikke vil være helsemessig betenkelig, ved å videreføre klor + UV. Ut i fra et teoretisk hygieneperspektiv, som ODP-rapporten beregner, er denne muligheten akseptabel. Høy farge vil være et sensorisk problem. Derimot er vannkvaliteten en avgjørende faktor for dimensjonering og drift av et UV-anlegg. Vann med høy farge har lav transmisjon, generelt anbefales UV-anlegg bare der vannet er klart og lite farget. UVtransmisjonen reduseres når fargetallet i vannet øker. Ved lave transmisjoner går kostnader ved et UVanlegg opp. Lav transmisjon gir også økt risiko for svikt i desinfeksjonen.

17 17 God drift av UV-anlegg krever at vannet har lite partikler, lav farge og at jern- og kalkinnholdet er ganske lavt. Det anbefales et fargetall >20 (helst >10) og en turbiditet < 1 FNU. Høyt fargetall reduserer vannets transmisjon, og dermed anleggets desinfeksjonseffekt betraktelig. Ved UVtransmisjon lavere enn 30% ved 5 cm lysvei, bør UV-anlegg ikke velges. Ved gjennomsnittlig fargetall over 20 mg Pt/l bør UV ikke velges uten at farge også fjernes. De siste års prøver (fra >) viser UV-transmisjon > 30 %, mens fargetallet periodevis er over 20. Gjennomsnittlig fargetall fra 2002 frem til i dag er 12 mg Pt/l. For vannkilder med varierende vannkvalitet og/eller høy turbiditet bør det alltid foretas partikkelfjerning før UV-bestråling. Maks poreåpning i filteret bør være mindre enn 50 µm. UV-anlegg skal dimensjoneres for den dårligst opptredende vannkvaliteten og største vannmengde. Dette betyr at det må tas høyde for at vannkvalitetene er litt dårligere enn de målte parametre. Kontrollprøver er stikkprøver og sannsynligheten for at man skal fange opp den dårligst opptredende verdien er liten. Det har vært en del fokus på dannelse av uønskede desinfeksjonsbiprodukter forbudet med kloring av drikkevann. Klor kan reagere med naturlig organisk materiale i vannet, herunder b.la humus, og forårsake dannelse av biprodukter. Enkelte av biproduktene kan være helsemessig betenkelig i sterke konsentrasjoner. Undersøkelser gjort av blant annet Folkehelseinstituttet har vist at med de lave klordosene som benyttes i Norge så vil disse stoffene aldri forekomme i helseskadelige konsentrasjoner. Reaksjonstiden til klor påvirkes av råvannets temperatur. Ved en økning av temperaturen på 10 o C får man nær en dobling av reaksjonshastigheten, og generelt kan man regne med at dette også gjelder effekten av klor overfor bakterier og virus. For å opprettholde samme desinfeksjonseffekt på en bestemt type råvann, ved en bestemt klorkontakttid, vil det være nødvendig å øke klordosen ved synkende temperatur. For en bekkekilde, som i Komagfjord vil dette være en aktuell problemstilling som må hensyntas. Effektiviteten av klor er ph avhengig, forsøk har vist at klor er 50 ganger mer effektiv overfor bakterier i surt, enn i alkalisk miljø. Råvannet i Komagfjord er tilnærmet nøytralt, det er imidlertid ikke hensiktsmessig å redusere alkaliteten i vannet for å oppnå bedre effekt av klor, for deretter å øke phverdien Vannproduksjon UV-anlegget dimensjoneres for Qmaxh =4,7 l/s. Vannbehandlingsanlegget dimensjoneres ikke for uttak av brannvann, kilden har uansett ikke kapasitet til å dekke et brannvannsbehov på 20 l/s, dette må ivaretas i et eget rentvannsmagasin/høydebasseng Drift og vedlikehold, HMS Et UV-anlegg er enkelt i drift. Det krever ingen kjemikalier, og setter ingen smak på vannet. Med to UVaggregater i alternerende drift, automatisk stans av vannproduksjonen i ett av UV-aggregatene ved lampesvikt, eller lav UV-intensitet, samt alarm til kommunes driftsentral ved feil på UV-anlegget, er det ikke behov for daglig tilsyn på anlegget. Anlegget bør likevel besøkes en gang pr uke. Kvartsrør må vaskes, det er ikke uvanlig med serviceavtale knyttet opp mot leverandør. Typisk pris på serviceavtale ligger rundt kr/år. Når det gjelder levetid på UV-lamper er typisk levetid ca 8000 t for mellomtrykkslamper mot t for lavtrykkslamper. Nødvendige reservedeler til UV-anlegget må være tilgjengelige, da det kan være bestillingstid på enkelte komponenter.

18 18 Alta kommune har mange UV-anlegg i drift og er godt kjent med rutiner og hyppighet i forhold til drift og vedlikehold av UV-anlegg. Det må vises aktsomhet ved håndtering av klor, det finnes løsninger for å spe ut 15% klor til doseringskonsentrasjon, uten at man må helle 25 l kanner opp i dunkene Bygningsmessig behov Det er forutsatt at dagens bygningskonstruksjon beholdes, det er god plass i bygget både til UV-anlegg, et permanent kloranlegg. Kloreringstrinnet krever 30 minutter kontakttid før forbruk. Ved Qmidlere, er klor i kontakt med vannet i 33 minutter før vannet når første forbruker. Ved Q max (4,7 l/s) er kontakttiden kun drøye 10 minutter og 30 sekunder. Vannverket bør derfor ha et klorkontaktbasseng før første forbruker. Plassert ved vannbehandlingsanlegget, må et klorkontaktbasseng ha en størrelse på ca 5 m 3 (tilleggsvolum til VL), da utformet som en trykktank. Dersom tanken skal inn i eksisterende bygg, bør den ikke være høyere enn 2 m, tankdiameter blir da 0,9 m. Dersom det bygges et høydebasseng for vannverket på Eidet, kan dette benyttes som klorkontaktbasseng, da må bassenget bygges etter prinsipp for gjennomstrømningsbasseng med et eget klorkontaktkammer i bassenget. Dersom det velges å sette inn hurtigsandfilter som forbehandling for reduksjon av turbiditet, så må det trolig settes inn to enheter med ø1,0 m og høyde 2,1 m Kostnader UV + klor Forutsetninger Vi har ved kostnadsberegningen benyttet priser fra andre sammenlignbare prosjekter justerte for kjente forhold. Vi gjør imidlertid oppmerksom på at kostnadene kan variere sterkt fra prosjekt til prosjekt. En rekke variable forhold påvirker de endelige kostnader, og gir betydelig usikkerhet i beregningen. Kostnadsoverslaget må derfor benyttes og vurderes på denne bakgrunn. Følgende kostnader er ikke tatt med: 1 Prisstigning, dagens prisnivå er lagt til grunn. 2 Låneomkostninger, renter i byggetida og andre finansieringskostnader. 3 Eventuelle grunnerverv 4 Det er ikke beregnet merverdiavgift for tiltakene.

19 19 Budsjettkostnader Kilde, nedslagsfelt Vannbehandlingsanlegg Forbehandling, sandfilter m/pumpe UV-anlegg, nytt 40-dose anlegg Klordosering, kontakttank klor ph-justering 0 Røropplegg, montasje, demontering eks. UV Kabling/automatikk Bygg 0 Rentvannsmagasin 0 Sum Ufordelt, ca 10 % Rigg og drift. Ca 10% Entreprisekostnad Generelle kostnader. Ca 10% Spesielle kostnader Bestemmes av BH Prosjektkostnad Reserver, margin. Ca 15% Budsjettkostnad (avrundet) Årskostnader For beregning av kapital- og driftskostnader er følgende forutsetninger benyttet: Type anlegg Øk. levetid Rente Drift og vedlikehold Vannbeh. UV + klor inkl pumper, rør etc 10 6 % ber. særskilt Overbygg vannbehandling 30 6 % 4 % Rentvannsmagasin 20 6 % 2 % Årlige stipulerte kostnader: Type anlegg Kapital kostnader [kr/år] Driftskostander [kr/år] Årskostnader [kr/år] Vannbeh. UV + klor inkl pumper, rør etc Overbygg vannbehandling Rentvannsmagasin Sum årskostnader

20 Vannbehandling alt 2 Ozonering og UV Inaktivering, desinfeksjon med ozon + eksisterende/ny UV Kjemiske desinfeksjonsmetoder benytter Ct-beregninger for å bestemme inaktiveringsgraden. Det finnes i dag ikke et ozontrinn i Komagfjord vannverk, og Ct-verdier for ozontrinnet kan settes teoretisk. Maksimal inaktiveringsgrad for kjemiske desinfeksjonsmidler er benyttet, samt tilsvarende drifts- og sikkerhetstiltak som i dagens anlegg. Beregningen er gjort med utgangspunkt i kombinasjon med dagens 30-dose UV-anlegg. Resultat ODP beregninger: -2,00b - 2,00v - 2,25p. Dvs. klarer kravene til 2 HB. Ozon har ulik effekt på parasittene Cryptosporidium og Giardia. Giardia hemmes effektivt ved betydelig lavere doser enn Cryptosporidium. Det er derfor en mulighet for at man ved dimensjonering av ozonanlegget finner det umulig å dosere tilstrekkelig for inhibering av Cryptosporidium. For å oppnå en tilstrekkelig hygienisk barriere med eksisterende UV og et ozonanlegg, må ozonanlegget klare en reduksjon av 2,00 log bakterier, 2,00 log virus og 0,80 log parasitter. For bakterier, virus og parasitten Giardia vil dette overkommes ved bruk av relativt lave doser. For å inhibere Cryptosporidium må det i henhold til Drikkevannsforskriften doseres slik at restozonen etter 10 minutter kontakttid er 5 mg O 3 /l. Hvilken ozondose dette tilsvarer for Komagfjord vannverk, kan beregnes teoretisk basert på vannets ph og TOC-innhold. Det er ikke gjort målinger med hensyn på TOC av vannet. Ny UV Tabellen under synliggjør hvordan en ny UV (40-dose) alene vil motstå kravet til nødvendig desinfeksjon, og hvor mye av desinfiseringen som må gjøres i siste desinfeksjonstrinn, her ozon: Nødvendig sluttdesinfeksjon 4,25b + 4,25v + 2,25p UV-inaktivering - 3,40b + 2,98v + 3,40p Gjenstående til ozontrinnet = -0,85b - 1,27v - 0p Ozontrinnet kan som beskrevet over, dimensjoneres for å inaktivere bakterier og virus, men må ofte ha store doser for å inaktivere Cryptosporidium. Her finner vi at et nytt UV-anlegg inaktiverer parasitter tilstrekkelig til at ozontrinnets bidrag i denne kategorien kan elimineres. Resultat: Ny UV + ozon klarer kravet til to hygieniske barrierer Kort beskrivelse av prosess Forbehandling Forbehandling etableres i form at selvspylende trykksil. Eksisterende trykksil kan benyttes dersom man finner dette formålstjenelig. Ozonering og biofiltrering Ozoneringsanlegget bygges generelt opp med en O3-generator, O3-kontaktkolonne, reaksjonstank etterfulgt av et biofilter. Ozongassen fremstilles på stedet i generatoren. I kontaktkolonnen vil ozon splitte humusmolekyler for fargefjerning og desinfisere vannet. Evnt. jern og manganforbindelser vil oksideres og felles ut.

21 21 Etter oppsplitting av humusforbindelsene, vil det fortsatt finnes organisk materiale i vannet, for å unngå biofilmvekst nedstrøms ozoneringstrinnet må det settes inn et biofilter som fjerner organisk materiale. Det har forekommet problemer med bakteriell vekst (økning i kimtall) på nettet etter ozonering, selv der det er brukt biofilter nedstrøms, dette fordi humus deles i små lett nedbrytbare molekyler som gir god mat for bakterier. Det kan da være et tiltak å installere et partikkelseparasjonstrinn nedstrøms biofilterert for å separere biomasse som produseres i biofilteret. Det er imidlertid de færreste ozonering/biofilteranlegg som har partikkelseparasjontrinn. Som filtermedia i biofiltereret benyttes vanligvis sand, antrasitt eller aktivt kull. Sterner Aquatech, som leverer komplette plug in ozoneringsanlegg for mindre vannverk, benytter biofilter med aktivt kull. Filteret skal tilbakespyles med rentvann. Det må være et rentvannsmagasin i tilknytning til anlegget for tilbakespyling av biofilteret. Ozonering gir drikkevannet frisk smak og et tiltalende utseende. Ozon er svært giftig, hvis høyt konsentrert. Et ozon-anlegg må derfor utstyres med rest ozon-måler samt ozon-alarm i tilfelle lekkasje av ozon i luften. Trykket inn på anlegget bør være ca 2,5 bar, dvs. at det må til en trykkreduksjon, med dagens beliggenhet av vannverket. Dette betyr igjen at trykket må økes ut av anlegget, med bruk av frekvensstyrte pumper. UV-anlegg Som hygienisk barriere nr 2, installeres det et UV-anlegg nedstrøms ozon/biofilter. Det anbefales to UV-aggregater montert i parallell, hvor begge aggregatene er dimensjonert for Q hmax. Det kan vurderes å benytte eksisterende UV-aggregater. Disse vil imidlertid ikke være effektive mot alle parasitter, da aggregatene er dimensjonert for stråledose 30 mj/cm 2. Ved installering av nytt UV-anlegg, så bør dette dimensjoneres for en stråledose 40 mj/cm 2. UV-anlegg skal være typegodkjent, anlegget utstyres med automatiske stengventiler som stenger ved lav intensitet. For å sikre hydraulisk kontroll på hvert av aggregatene, må anlegget utstyres med mengdemåler for å oppnå dosekontroll. ph-justering I en behandlingsprosess hvor ozonering inngår, vil det ofte være behov for alkalisering/korrosjonsbeskyttelse, fordi ozonering medfører senking av ph. Det bør derfor vurderes å installere et anlegg basert på natriumsilikat (vannglass) for ph-justering. Vannglass leveres i 200 l fat og doseres direkte uten fortynning. Vannglassets viskositet er temperaturavhengig, doseringstank må derfor stå lagret i et oppvarmet rom Fjerning av farge/humus og betydning av variasjon i vannkvalitet mht desinfeksjon Forsøk har [2] vist at reduksjon av råvannsfarge varierer mellom %, avhengig av råvannsfarge, ozondose, vannkilde og årstid. Vannets ph-verdi spiller også innpå effekten av fargefjerning. Lav ph på råvannet gir dårligere fargefjerning enn høy ph, ved konstant ozondose. Surt miljø er ikke optimalt for ønsket vekst av mikroorganismer i biofilteret. Det er ikke helt entydig hvilken effekt råvannets temperatur og variasjon i temperatur over året har å si for ozonering. Enkelte studier har vist at temperaturen ikke synes å påvirke desinfeksjonsgraden for

22 22 bakterier i nevneverdig grad. Andre studier har vist at effekten av ozon som desinfeksjonsmiddel overfor parasitter klart avtar med avtagende temperatur. Dette vil i så fall ha konsekvens for ozondose og kontakttiden, og må tas hensyn til ved dimensjonering av anlegget. Undersøkelser viser at fjerning av organisk stoff i biofilteret synes i noen grad å følge sesongmessige variasjoner, med størst fjerning om sommeren og lavest sent på vinteren, da temperaturen i vannet er lavt. Men det er også påvist signifikant fjerning av BDOC selv om vanntemperaturen er 3-4 C [2]. Ved høye temperaturer skjer den biologiske aktiviteten i filterets topplag, mens ved lavere temperatur skjer den biologiske aktiviteten gjennom hele filteret. Slik at man oppnår fjerning av organisk stoff også ved lavere temperatur i vannet. Effekten til UV-anlegget avtar med økende fargetall, hvor UV-transmisjonen går ned. Selv om UVanlegget står nedstrøms ozoneringsanlegget, bør UV-anlegget dimensjoneres for dårligste UVtransmisjon Vannproduksjon Ozonanlegget kan dimensjoneres for maksimalt timeforbruk, utover vann til tilbakespyling av biofilter, vil alt råvann gjenvinnes som rentvann. Det er imidlertid ikke gunstig at produksjonsmengden jager i takt med det til enhver tid opptredende vannforbruk, og mht tilbakespyling av biofilter må det være et rentvannsmagasin i tilknytning til anlegget. Leverandør vi har vært i kontakt med anbefaler et rentvannsmagasin på minimum 6-7 timers forbruk, dvs. ca 30 m 3. Dette dekker da ikke brannvann. Rentvannsmagasin trenger ikke plasseres ved vannverket, men kan inngå som en del av et separat høydebasseng. Litteraturen angir et spylebehov på 1-2 ganger pr uke sommerstid, og en gang hver 3-4 uke vinterstid. En spylesyklus varer ca minutter. Dette betyr netto vannproduksjon > 99% ved normal drift Drift og vedlikehold, HMS Et ozoneringsanlegg krever i utgangspunktet lite tilsyn og drift. Ved normal drift er det tilstrekkelig med tilsyn 1 gang pr uke evt. annenhver uke. Tilbakespyling av biofilter gjøres manuelt, ca 1 gang pr uke til annenhver uke sommertid og sjeldnere enn dette vinterstid. Filtermediet har en levetid på 4-6 år. Ozon gass er svært giftig og stiller strenge krav til sikkerhet. Anlegget må utstyres med ozonvarsler som gir alarm når grenseverdi overskrides. Anlegget for ozonproduksjon stenges automatisk ned ved alarm Bygningsmessig behov Arealet på eksisterende vannbehandlingsanlegg er i utgangspunktet stort nok for et ozoneringsanlegg levert på skid. Problemet er biofiltertankene som er ca 2,7 m høye. Dersom man skal benytte eksisterende bygningsmasse for et nytt anlegg, så må det bygges et lite tilbygg for biofilteret. Dette bør være ca 3x3,5 m med en innvendig takhøyde på 3 m Kostnader Ozon + UV Forutsetninger Ved bygging av et ozoneringsanlegg, må det påregnes bygging av tilbygg til eks. VV, eventuelt nybygg, for biofilteret og eventuelt rentvannstank, dersom denne ikke skal graves ned. I kostnadsoverslaget er

23 23 det forutsatt at tanken graves utenfor vannverket, og medtatt et tilbygg på 3 x 3,5 m for plassering av biofilter. Det er også medtatt nytt UV-anlegg dimensjonert for stråledose 40 mj/cm 2 Budsjettkostnader Kilde, nedslagsfelt Vannbehandlingsanlegg Forbehandling, trykksil Ozonering, biofiltrering UV-anlegg, nytt 40-dose anlegg ph-justering Røropplegg, montasje, demontering eks. UV Kabling/automatikk Bygg Tilbygg 3,5x3,0 m Rentvannsmagasin GUP tank 30 m3 inkl trykkøkning Sum Ufordelt, ca 10 % Rigg og drift. Ca 10% Entreprisekostnad Generelle kostnader. Ca 10% Spesielle kostnader Bestemmes av BH Prosjektkostnad Reserver, margin. Ca 15% Budsjettkostnad (avrundet) Årskostnader For beregning av kapital- og driftskostnader er følgende forutsetninger benyttet: Type anlegg Øk. levetid Rente Drift og vedlikehold Vannbeh. Ozon+UV inkl pumper, rør etc 10 6 % Ber. særskilt Overbygg vannbehandling 30 6 % 4 % Rentvannsmagasin 20 6 % 2 % Årlige stipulerte kostnader: Type anlegg Kapital kostnader [kr/år] Driftskostander [kr/år] Årskostnader [kr/år] Vannbeh. Ozon+UV inkl pumper, rør etc Overbygg vannbehandling Rentvannsmagasin Sum årskostnader

24 Vannbehandling alt 3 Koagulering med direktefiltrering og UV Inaktiveringsgrad, desinfeksjon med Beholde eksisterende UV-anlegg og investere i et koagulering-/direktefiltreringstrinn. I beregningene kan to mulige kvaliteter av koagulering og filtreringen velges. Det er her valgt et anlegg der turbiditet på rent vann er under 0,2 NTU. Resultat ODP beregninger: -0,25b - 0,00v - 1,25p. Dvs klarer kravene til 2 HB. Installasjon av nytt UV-anlegg med stråledose 40 mj/cm 2 i kombinasjon med koagulering/direktefiltrering vil gi følgende ODP resultat: -1,40b - 0,73v - 3,15p Kort beskrivelse av prosess Forbehandling Koagulering/direktefiltrering kreve normal ingen forbehandling utover grovsil på inntak. Koagulering og direktefiltrering Metoden innebærer at vann tilsettes kjemikalier for at ørsmå partikler, humus og andre stoffer skal gå sammen til større partikler slik at de felles ut og senere kan fjernes i et filter. Aluminiumsulfat er mest brukt som fellingsmiddel i Norge, men polymer og jernklorid er også relativt vanlig i bruk. Etter koagulering går vannet rett inn på et filter som separerer slammet. Filteret kan utformes på ulike måter: Åpne eller lukkede (trykk-)filtre Oppstrøms- eller nedstrøms filtre En- eller fler-media filtre Kontinuerlige eller diskontinuerlige filtre Alkalisk filtermasse som hele eller deler av filteret Dersom alkalisk filtermasse utgjør hele eller deler av filteret, oppnås alkalisering/ karbonatisering i tillegg til humusfjerning. Også filtreringsanlegg produserer konsentrert avløp, samtidig som fellingskjemikalier er til stede. Fordelen her er imidlertid at prosessen i seg selv ikke stiller krav til forbehandling. Metoden benyttes først og fremst for fjerning av farge og reduksjon av vannets partikkelinnhold (turbiditet). Men den kan også brukes som hygienisk barriere mot en rekke stoffer som har overflateladning som gjør at de koagulerer og felles ut sammen med koaguleringsmiddelet. Effekten av koagulering og filtrering er svært avhengig av helt optimal drift til enhver tid, og i praksis vil metoden derfor ikke regnes som like sikker som desinfeksjon og membranfiltrering. Der det ikke er mulig å oppnå en fullverdig første barriere mot mikrober gjennom kildesikringstiltak, aksepteres koagulering og direkte filtrering som den første av to barrierer mot mikrober, denne barrieren må alltid etterfølges av desinfeksjon. Det finnes ulike utforminger av koagulering/filtreringsanlegg. De mest vanlige i Norge er direkte filtrering og kontaktfiltrering. Følgende faktorer er sentrale ved dimensjonering av et anlegg med koagulering og direktefiltrering: filtreringshastighet, filtersykluslengde, spylevannsforbruk, utforming av filterseng, oppholdstid i alkalisk filter. En problemstilling i tilknytning til metoden, er tilbakespyling av filtre og modningstid. Forsøk gjort blant annet av Aquateam [x], viser at modningstiden er kritisk periode mht hygienisk barrierevirkning. Avkortning av modningstiden med tanke på opprettholdelse av den hygieniske barrieren må ikke forekomme. (Med dette menes det å sende vann ut på nettet før kvalitetskravene etter returspyling av filteret er nådd)

25 25 UV-anlegg Som hygienisk barriere nr 2, installeres det et UV-anlegg. Det anbefales to UV-aggregater montert i parallell, hvor begge aggregatene er dimensjonert for Qhmax. Det kan vurderes å benytte eksisterende UV-aggregater, jf. ODP beregningene. Ved installering av nytt UV-anlegg, så bør dette dimensjoneres for en stråledose 40 mj/cm 2. UV-anlegg skal være typegodkjent, anlegget utstyres med automatiske stengventiler som stenger ved lav intensitet. For å sikre hydraulisk kontroll på hvert av aggregatene, må anlegget utstyres med mengdemåler for å oppnå dosekontroll. ph-justering Det er svært viktig at man sikrer riktig ph-verdi i koaguleringstrinnet, i tillegg må man ha en phjustering for vannet sendes til forbruker. Dette bør skje nedstrøms UV-anlegget. Det anbefales å installere et anlegg basert på natriumsilikat (vannglass). Vannglassets viskositet er temperaturavhengig, doseringstank må derfor stå lagret i et oppvarmet rom. ph-justering skal skje før koagulering Fjerning av farge/humus og betydning av variasjon i vannkvalitet mht. desinfeksjon Forventet renseeffekt på farge ligger opp mot %, og mulig høyere. Forsøk som er gjort med koagulering/direktefiltrering viser at ved stabil drift med turbiditet < 0,1 FTU og fargetall < 5 mg Pt/l fungerte filteret som en hygienisk barriere for koliforme bakterier, E-coli og Clostridium perfringens. I modningstiden etter tilbakespyling av filteret ble det registrert både koliforme bakterier og E-coli ved turbiditet lik 0,14 FTU. Modningsperioden er en kritisk periode mht hygienisk barrierevirkning, og det må være en driftsmessig målsetning så raskt som mulig å oppnå turbiditet på rentvannet lavere enn 0,1 FTU og med fargetall lik 5 mg Pt/l. Raske variasjoner i råvannskvaliteten kan skape problemer i koaguleringstrinnet. Dette gjelder både vannets temperatur og fargeinnhold (både partikler og organisk innhold). Lav temperatur er en aktuell problemstilling for Komagfjord, hvor vanntemperturen må forventes å ligge ned mot 0 grader vinterstid. Tilsetting av hjelpekoagulant vil kunne ha en positiv effekt på koaguleringsprosessen. For en typisk bekkekilde vil råvannets sammensetning variere med årstidene og varierende værforhold, dette vil kunne gi svingninger i renseeffekten dersom ikke driftsmessige forhold hensyn tar svingningene. Perioder med lav temperatur vil kreve nøye prosesskontroll. ph-verdien i koaguleringstrinnet er en svært viktig parameter mht koaguleringsprosessen Vannproduksjon Prosessen kan dimensjoneres for maksimalt timeforbruk, og produsere direkte mot nett/forbruker. Filtrering kan skje i trykktank slik at trykklinja bevares. Dersom man produserer direkte mot nett, så må tilbakespyling skje med råvann, dette krever at både kilde og råvannsledning har kapasitet både for spyling og forbruk. Med dagens klidekapasitet, er en slik løsning lite aktuell. Det er i tillegg vanskelig å styre prosessen med variabel produksjon. Normal spylevannsmengde er ca % av produsert vannmengde. Et koagulering/ direktefiltreringsanlegg bør dermed kombineres med utjevningsmagasin nedstrøms vannverket. Det vil da være naturlig å dimensjonere anlegget for Qdmax. Utjevningskapasiteten bør ta timevariasjonen, og bør minimum ligge rundt ca 30 m3. I tillegg kommer eventuell brannvannsreserve.

26 26 Utjevningsmagasinet trenger ikke plasseres i vannbehandlingsanlegget, men kan inngå som en del av et separat høydebasseng Bygningsmessig behov Dagens vannbehandlingsbygg blir for lite for plassering av et koagulerings-/direktefiltreringsanlegg. Mht til HMS bør det være et eget rom for lagring og innblanding av kjemikalier, takhøyde 2,4 m er også veldig knapt mht høyde på filterkolonner. Det er derfor en forutsetning av det bygges et nytt bygg for et eventuelt direktefiltreringsanlegg. Størrelse på bygg rundt 60 m 2. I tillegg må det etableres et utjevningsmagasin. Kommunen kan da velge å bygge et nytt vannverk ved dagens vannbehandlingsanlegg og etablere et separat utjevningsmagasin i form av et høydebasseng på Eidet. Eventuelt at hele vannbehandlingsanlegget flyttes til eidet og bygges som en enhet med høydebassenget ved siden av eller i byggets kjeller. Dersom vannbehandling og basseng bygges på ulik plass, må filtre enten tilbakespyles med råvann, eller så må det bygges en mindre rentvannstank for tilbakespyling integrert i overbygget eller som nedgravd GUP-tank Drift og vedlikehold, HMS Anlegg av denne typen kjennetegnes ved et noe høyere krav til driftsoppfølging, spesielt ved lave vanntemperaturer og store svingninger i råvannskvaliteten, enn de øvrige alternativene. Det stilles også større krav til driftskompetansen enn for de andre anleggene som er beskrevet. Dersom vannverket har lav vanntemperatur, store svingninger i råvannskvaliteten eller intermittent drift, krever et anlegg med koagulering og direktefiltrering nøye driftsoppfølging for å sikre en god og stabil rentvannskvalitet. Man må også være nøyaktig med doseringen av kjemikaliene for å oppnå en god nok vannkvalitet. Det er viktig med god ph-kontroll for å unngå restaluminium. Driftserfaringer spesielt for små anlegg, viser at det ofte er vanskelig å styre prosessen ved raske svingninger i råvannskvaliteten [5]. Tilbakespyling av filtre, skjer automatisk etter tidsstyring, normal spyletid ca 4-6 minutter med frekvens 1-3 ganger pr døgn. Det er viktig å sette krav til prøvedrift etter at anlegget er ferdig. I prøvedriften må opplæring av personell inngå.

27 Kostnader koagulering/direktefiltrering + UV Budsjettkostnader Kilde, nedslagsfelt Vannbehandlingsanlegg Forbehandling, trykksil Koagulering, direktefiltrering UV-anlegg, nytt 40-dose anlegg ph-justering Røropplegg, montasje, demontering eks. UV Kabling/automatikk Bygg Ny bygg 60 m2, a kr/m Rentvannsmagasin GUP tank 30 m3 inkl trykkøkning Sum Ufordelt, ca 10 % Rigg og drift. Ca 10% Entreprisekostnad Generelle kostnader. Ca 10% Spesielle kostnader Bestemmes av BH Prosjektkostnad Reserver, margin. Ca 15% Budsjettkostnad (avrundet) Årskostnader For beregning av kapital- og driftskostnader er følgende forutsetninger benyttet: Type anlegg Øk. levetid Rente Drift og vedlikehold Vannbeh. koagulering+uv inkl pumper, 10 6 % Ber. særskilt rør Overbygg etc vannbehandling 30 6 % 4 % Rentvannsmagasin 20 6 % 2 % Årlige stipulerte kostnader: Type anlegg Kapital kostnader [kr/år] Driftskostander [kr/år] Årskostnader [kr/år] Vannbeh. koagulering+uv inkl pumper, rør etc Overbygg vannbehandling Rentvannsmagasin Sum årskostnader

28 Vannbehandling alt 4 - Membranfiltrering (nanofiltrering) og UV Barrierehøyde desinfeksjon Videreføre eksisterende UV-anlegg og investere i nanomembrananlegg (NF) med poreåpning <10 nm. Resultat ODB beregninger: -0,25b - 0,25v - 1,50p, dvs klarer kravene til 2 HB: Installasjon av nytt UV-anlegg med stråledose 40 mj/cm3 i kombinasjon med NF vil gi følgende ODP resultat: -1,40b - 0,98v - 3,40p Kort beskrivelse av prosess Forbehandling Forbehandling etableres i form av selvspylende trykksil. Det bør benyttes trykksil med poreåpning ca 50 µ. Eventuelt før det vurderes forbehandling via sandfilter dersom det er mye finstoffer > 50 µ i vannet, dette må i så fall undersøkes nærmere. Membranfiltrering (nanofiltrering) For å fungere som en hygienisk barriere mot bakterier, parasitter, bakteriesporer og virus må den nominelle poreåpningen i membranen < 10 nm (Veileder til Drikkevannsforskriften). Membrananlegg med poreåping under 10 nanometer vil i tillegg til fjerning av bakterier, redusere farge og partikkelinnhold i vannet. Fargefjerning har ofte vært hovedhensikten med installasjon av membrananlegg. Membranfiltrering er basert på at tilført vann strømmer langs membranen, slik at den hele tiden spyles ren samtidig som det filtreres rentvann (permeat) gjennom membranen. Det tilføres ikke kjemikalier (utover vask av membraner) eller andre fremmedstoffer i vannet. Det kreves relativt høyt trykk for å presse vannet gjennom membranene, driftstrykk inn på membran ligger rundt 3-4 bar, med maksimalt trykk 6-7 bar. Det fraskilte materialet skylles ut på konsentratsiden og ledes til avløp. Prosessen gir stabilt god vannkvalitet. Membrananlegget må vaskes for å unngå beleggdannelse. Dette skjer automatisk, som en innebygd del av anlegget. Typisk vasketid er 1 time pr døgn, dette programmeres til å skje om natten. Ved vask vil det ikke være produksjon over membranene, det er derfor nødvendig med et rentvannsreservoar etter renseanlegget. Membranfilteranlegg leveres fabrikkferdig på skid, med membraner i spiraler/rørmoduler. Standard lengde på spiralrør er 6 m. Antall rør-moduler bestemmes av vannmengden. Det høye driftstrykket som membranfiltrering krever, tilsier normalt at det må installeres en innløpspumpe i tilknytning til membrananlegget. Vannbehandlingsanlegget (ca kt + 45) i Komagfjord ligger ca 80 m lavere enn inntaket (ca kt +125). Det statiske trykket inn på anlegget er dermed ca 8 bar, med ø160 PE PN10 overføringsledning fra inntak til VB og ledningslengde ca 600 m, blir friksjonstapet i ledningen ca 1 m med max timeforbruk. Dette betyr at gravitasjonstrykket inn på anlegget vil være stort nok som driftstrykk for membranene. Innløpspumpe kan dermed erstattes med en trykkreduksjon som sikrer riktig driftstrykk inn på membrananlegget. Det vil imidlertid være nødvendig med trykkøkning ut av VB til forbrukere eller HB.

29 29 UV-anlegg Som hygienisk barriere nr 2, installeres det et UV-anlegg. Det anbefales to UV-aggregater montert i parallell, hvor begge aggregatene er dimensjonert for Qhmax. Det kan vurderes å benytte eksisterende UV-aggregater jf. ODP beregningene. Ved installering av nytt UV-anlegg, så bør dette dimensjoneres for en stråledose 40 mj/cm 2. UV-anlegg skal være typegodkjent, anlegget utstyres med automatiske stengventiler som stenger ved lav intensitet. For å sikre hydraulisk kontroll på hvert av aggregatene, må anlegget utstyres med mengdemåler for å oppnå dosekontroll. ph-justering Det anbefales å installere et anlegg basert på natriumsilikat (vannglass). Vannglass leveres i 200 l fat og doseres direkte uten fortynning. Vannglassets viskositet er temperaturavhengig, doseringstank må derfor stå lagret i et oppvarmet rom Fjerning av farge/humus og betydning av variasjon i vannkvalitet mht. desinfeksjon Membranfiltrering benyttes i hovedsak for fargefjerning, i tillegg til hygienisk barriere. For et råvann med forholdsvis lavt fargetall (15-30 mg Pt/l), kan det forventes en renseeffekt på farge på mellom %. Membran er ikke optimal dersom vannet blir for turbid, noe som kan medføre hurtig gjentetting av membraner. Jern og silt er andre problemelement, kan gi irreversibel tetting av membran. Temperaturen på råvannet i bekkekilden vil varier med årstiden. Typisk fra 0-2 grader på vinteren og grader om sommeren. Driftstrykket for membrananlegg er sterkt avhengig av temperaturen, hvor det kreves høyere trykk ved lavere temperatur. Det er derfor viktig å sikre seg at anlegg som leveres er dimensjonert for tilstrekkelig kapasitet vinterstid. Temperaturen påvirker ikke valg av membrantype, men driftstrykket anlegget må dimensjoneres for. Vannkvaliteten i en bekkekilde er normalt for variabel til at nanofiltrering er egnet Vannproduksjon Membrananlegg dimensjoneres normalt for maksimalt døgnforbruk, for Komagfjord vannverk Qdmax = ca 2,1 l/s. Svingninger over døgnet må tas via utjevningskapasitet, (rentvannsmagasin eller høydebasseng). Man må regne med at ca % av vannet går til avløp, dvs. at 70-75% av råvannet som går inn på anlegget går videre til forbruker. For Komagfjord vannverk, hvor kapasiteten til råvannskilden er dårlig vinterstid, så vil dette ha stor betydning. Ved årlig hovedrengjøring, må anlegget stenges ned ca et halv døgn. Et magasin må minium dekke forbruket i denne perioden. Utjevningskapasiteten bør derfor minimum tilsvare ca m3. Magasinet kan inngå som en del av et høydebasseng. I tillegg kommer eventuell brannvannsreserve Drift og vedlikehold, HMS Bemanningsbehovet ved membranfilteranlegg er relativt beskjedent ved god drift, typisk 1-1,5 time en gang pr uke. Vanlig tilsyn er tilstandskontroll, journalføring og etterfylling av beholdere for vaske- og desinfeksjonsmiddel. Rensing av ventildyser, silinnsatser typisk 1-4 ganger pr år. Driftsbehovet

30 30 avhenger av en optimal utforming og dimensjonering av anlegget med bakgrunn i rådende råvannskvalitet. Driftserfaringer viser at prosessen fungerer relativt stabilt ved varierende råvannskvalitet [5]. Erfaringsundersøkelser [Norsk Vann] fra anlegg rundt i landet, konkluderer med at forbehandling er en av de mest kritiske prosessdelene på et membranfilteranlegg. Feil valg av forfiltre kan medføre problemer med membranfilteranlegget, den hyppigste konsekvensen er redusert kapasitet på anlegget, der utilstrekkelig forbehandling bidrar til membranbelegg (fouling). Biologisk vekst trolig i form av biofilmdannelse på rentvannssiden er en annen problemstilling knyttet til drift og vedlikehold av membrananlegg. Tiltak for å hindre biofilmvekst kan være rutinemessig klorvask på rentvannssiden, hvilke klordoser som eventuelt kan tillates uten at membraner skades må da avklares med leverandør. Det bør være vannproduksjon over membrananlegget over hele døgnet, med unntak av perioder for membranvask. Dersom det ikke er produksjon om natten, og rentvannet er stagnant vil dette kunne varmes opp til romtemperatur. Biologisk veksthastighet dobles ved temperaturøkninger på 10 grader. En driftsform som gir vannproduksjon hele døgnet vil trolig være et bidrag til å redusere biofilmveksten. Årlig hovedrengjøring av membraner, tar ca 8-12 timer, dersom anlegget ikke har magasin, må råvann kjøres i by-pass. Dersom membrananlegget må stanses mer enn et døgn må membranene konserveres for å hindre at de ødelegges. Det er registrert tilfeller hvor lekkasjer mellom rå- og rentvannssiden pga defekte pakninger, membraner eller ventiler, har forårsaket svikt i hygienisk barriere. Ifølge Norsk vann er det imidlertid ikke grunnlag for å konkludere med at dette er vanlig. Levetiden på membraner oppgis fra ulike leverandører å ligge mellom 5 10 år. Dette forutsetter optimal drift. Bruksundersøkelser viser variasjon i levetid fra 0-2 år og opp mot 6-10 år. Det anbefales å tegne serviceavtale for årlig tilsyn/membranvask med leverandør. Norsk Vann s rapport 160/2008, har satt opp momentliste for anskaffelse og drift av membrananlegg. Disse bør danne grunnlag dersom kommunen vurderer bygging av membrananlegg for Komagfjord vannverk. Det er viktig å sette krav til prøvedrift etter at anlegget er ferdig. I prøvedriften må opplæring av personell inngå Bygningsmessig behov Eksisterende vannverksbygg har et vannbehandlingsrom som er 3,3 x 6,3 m med takhøyde 2,4 m. Med dagens røropplegg med UV og klor, er det fri gulvplass for ytterligere installasjoner. En membranfilterskid alene, er normalt ca 6 m lang. Bredden vil avhenge av hvor mange membraner som kreves mht. vannkvalitet, temperatur, dimensjonerende vannmengde etc. Anlegget krever også plass for utskifting av membraner. Alta kommune har et membranfilteranlegg på vannverket i Talvik. Dette anlegget har omtrent dobbelt så stor kapasitet som et eventuelt anlegg i Komagfjord vil måtte ha. Det totale arealet på vannbehandlingsrommet i Talvik er ca 43 m2. I tillegg til membranriggen er også UV-anlegget plassert i

31 31 VB-rommet i Talvik, nødkloranlegg og vannglass er plassert i eget rom. Membranriggen som ble levert til Talvik vannverk, er imidlertid ikke så lang som 6 m, denne er ca 4,4 m lang inklusive røropplegg og sirkulasjonspumpe. Riggen er videre ca 2,2 m bred, høyden er ca 2,2 m inkl. røropplegg. Trolig vil et membranfilteranlegg for Komagfjord, kunne leveres med færre membranmoduler enn anlegget i Talvik, dette vil påvirke høyden eller eventuelt bredden på riggen. Det må være plass for utskifting av membraner i tillegg til selve riggen, i tillegg kommer UV-anlegg og anlegg for ph-justering. Det er derfor lite sannsynlig at det vil være plass til et membranfilteranlegg i eksisterende bygningsmasse. Det må påregnes et helt nytt vannverksbygg for et eventuelt membrananlegg, hvor vannbehandlingsrommet er ca m 2. I tillegg kommer WC, oppholdsrom/kontor og rom for nødstrømsaggregat, vi antar at et overbygg bør være minimum 60 m 2. I tillegg må det etableres et utjevningsmagasin. Kommunen kan da velge å bygge membrananlegget ved dagens vannbehandlingsanlegg og etablere et separat utjevningsmagasin i form av et høydebasseng på Eidet. Eventuelt at hele vannbehandlingsanlegget flyttes til eidet og bygges som en enhet med høydebassenget ved siden av eller i byggets kjeller. Dersom vannbehandling og basseng bygges på ulik plass, må det bygges en mindre rentvannstank for blant annet årlig membranvask integrert i overbygget eller som nedgravd GUP-tank Kostnader membranfiltrering + UV Budsjettkostnader Kilde, nedslagsfelt Vannbehandlingsanlegg Forbehandling, trykksil Membranfilterrigg inkl. sirkulasjonspumpe etc UV-anlegg, nytt 40-dose anlegg ph-justering Røropplegg, montasje, demontering eks. UV Kabling/automatikk Bygg Ny bygg 60 m2, a kr/m Rentvannsmagasin 80 m3 prefab. betong, 2-delt kammer i kjeller Sum Ufordelt, ca 10 % Rigg og drift. Ca 10% Entreprisekostnad Generelle kostnader. Ca 10% Spesielle kostnader Bestemmes av BH Prosjektkostnad Reserver, margin. Ca 15% Budsjettkostnad (avrundet)

32 32 Årskostnader For beregning av kapital- og driftskostnader er følgende forutsetninger benyttet: Type anlegg Øk. levetid Rente Drift og vedlikehold Vannbeh. Membranf +UV inkl pumper, rør 7,5 6 % Ber. særskilt etc Overbygg vannbehandling 30 6 % 4 % Rentvannsmagasin 20 6 % 2 % Årlige stipulerte kostnader: Type anlegg Kapital kostnader [kr/år] Driftskostander [kr/år] Årskostnader [kr/år] Vannbeh. Membranf +UV inkl pumper, rør etc Overbygg vannbehandling Rentvannsmagasin Sum årskostnader

33 Vannbehandling alt 5 Ultrafiltering (UF), koagulering og UV Metoden er vurdert som et alternativ for Komagfjord vannverk, på bakgrunn av det pågår utvikling av plug and play anlegg særskilt beregnet for mindre vannverk, hvor varierende vannkvalitet er et gjennomgående problem. Våre vurderinger for et UF-anlegg bygger blant annet på kontakt med Inrigo Water AS, og notat [4], som de har utarbeidet for denne metoden tilpasset Komagfjord vannverk Barrierehøyde desinfeksjon Ultrafilter (UF) defineres som filter med poreåpning mellom 10 og 100 nm i litteraturen som gjør grunnlaget for ODP-beregninger. Det betyr at alle filter som har poreåpninger i dette spekteret, får samme log-kreditt. Kommersielt tilgjengelige ultrafilter har normalt porestørrelse ned til ca 10 nm (mindre porestørrelse -> nanofiltrering jf kap 4.5), de fleste i området nm. Et UF vil derfor i seg selv kunne være en hygienisk barriere mot virus. Men man skal være oppmerksom på at porestørrelsen kan variere i et og samme filter. Dvs. at det kan være porer i filteret med både større og mindre diameter. Inrigo water oppgir at det er tilgengelig UF-membran på markedet med poreåpning 20 nm, disse har ifølge samme en dokumentert log reduksjon på 5, for indikatororganisme bakterieviruset MS2. Dokumentert log variasjon for virus med UF påvirkes av vannets sammensetning og strømings-/driftsforhold, det er rapportert om variasjon for UF fra 2-log opp til 6-log. Et UF-anlegg kan brukes i kombinasjon med koagulering. I metoden Optimal Desinfeksjonspraksis, skilles det ikke på om det brukes ultra- eller mikrofilter, og de to filtrene vil gi samme log-kreditt i beregningen. Koagulering med etterfølgende membranfiltrering gir en svært god partikkelseperasjon, og denne typen vannbehandling får en høy log-kreditt for alle typer mikroorganismer. Inkluderes et koaguleringstrinn med UF, vil man oppnå en svært god hygienisk barriere, i tillegg vil koagulant medvirke til å redusere innhold av naturlig organisk materiale (farge) i vannet, og dermed bidra til å sikre en vannkvalitet som gir god desinfeksjonseffektivitet for den andre hygieniske barrieren som vil være UV-anlegg. Resultater av ODP beregning: Alt 1 UF + UV Resultat ODP: -0,25b - 0,00v - 1,50p Beregningene viser at anlegget med et nytt ultrafilter samt dagens desinfeksjon, møter kravet til barrierehøyde. Dette med knapp margin for fjerning av virus. Installasjon av nytt UV-anlegg med stråledose 40 mj/cm3 i kombinasjon med UF vil gi følgende ODP resultat: -1,40b - 0,73v - 3,40p. Alt 2 Koagulering/UF + UV Resultat ODP: -0,25b - 0,25v - 1,50p

34 34 Beregningen viser at anlegget med et koagulerings/membranfiltreringsanlegg samt dagens desinfeksjon, møter kravet til barrierehøyde. Installasjon av nytt UV-anlegg med stråledose 40 mj/cm 2 i kombinasjon med koagulering/uf vil gi følgende ODP resultat: -1,40b - 0,98v - 3,40p. Komagfjord vannverk vil imøtekomme kravet til to hygieniske barriere ved å installere et membrananlegg av typen ultrafiltrering enten med eller uten et koaguleringstrinn oppstrøms filteret når nytt UV-anlegg installeres for sluttdesinfisering. Installeres et koaguleringskjemikalietrinn, overkommes kravet til barriere med en høyere margin Kort beskrivelse av prosess Forbehandling Forbehandling etableres i form at selvspylende trykksil. Eksisterende trykksil kan benyttes dersom man finner dette formålstjenelig Ultrafiltrering og koagulering Ultrafiltrering er et mebranfilteranlegg med større poreåpning enn et anlegg basert på nanofiltrering. På samme måte som nanofiltrering baserer metoden seg på at partikler som er større enn membranens poreåpning holdes igjen og fjernes fra drikkevannet. Pga et UF-anlegg har større poreåpning enn et nanofilteringsanlegg, så er driftstrykket anlegget operer under mye lavere enn for et ordinært membranfilteranlegg. Der et typisk nanofiltreringsanlegg operer med maks. 6-7 bars driftstrykk, vil det maksimale driftstrykket for et UF-anlegg inn på membranen ligge på ca 3 bar. For Komagfjord VV betyr dette at gravitasjonstrykket inn på anlegget må reduseres fra ca 8 til 3 bar, strømning gjennom hele anlegget drives via gravitasjon. UF filteret for Komagfjord vil bestå av 3 rørelementer med polymerbaserte hullfibertråder hvor vannet filtreres fra innsiden av hullrørene og ut i et oppsamlingskammer for rentvann inne i rørelementet. Fibrene har høy effektivt overflate som medfører at UF-anlegget totalt sett kan bygges meget kompakt. Filtrering skjer inntil en på forhånd gitt tid eller trykkdifferanse over filtrene er nådd. Da vaskes filtrene ved at rent vann pumpes inn i rørelementene og presses gjennom hullrørene fra utsiden og inn slik at belegg på innsiden spyles ut av hullrøret og sendes til avløp. Denne vaskes skjer hyppig (ca hver annen time), men pågår bare ca et halvt minutt. Annethvert døgn foretas en grundigere vask hvor vaskevannet tilsettes vaskemidler (vekselvis lut og syre), som sørger for at det ikke utvikles beleggdannelse. All filtervask skjer helautomatisk. Spyle- og vaskevannsbehovet er lavt, netto vannproduksjon er høy. Ca en gang pr år må det foretas en mer omfattende kjemisk vask, dette gjøres normalt med årlig service på anlegget. Dersom man ønsker en sikrere hygienisk barriere og større grad av fargefjerning, tilsettes koagulant oppstrøms UF. Dosering skjer gjennom en in-line statisk mikser som sørger for innblanding i vannstrømmen og en etterfølgende rørflokkulering, slik at det skapes større partikler og gjør etterfølgende filtrering effektiv. Koagulerings- og flokkuleringstrinnet bygges kompakt og tilpasses prosessanlegget. UF-anlegget driftes, styres og overvåkes via en egen PLS.

35 35 UV-anlegg Som hygienisk barriere nr 2, installeres det et UV-anlegg. Det anbefales to UV-aggregater montert i parallell, hvor begge aggregatene er dimensjonert for Q hmax. Det kan vurderes å benytte eksisterende UV-aggregater jf. ODP beregningene. Ved installering av nytt UV-anlegg, så bør dette dimensjoneres for en stråledose 40 mj/cm 2. UV-anlegg skal være typegodkjent, anlegget utstyres med automatiske stengventiler som stenger ved lav intensitet. For å sikre hydraulisk kontroll på hvert av aggregatene, må anlegget utstyres med mengdemåler for å oppnå dosekontroll. ph-justering I utgangspunktet ikke nødvendig for dette anlegget Fjerning av farge/humus og betydning av variasjon i vannkvalitet mht. desinfeksjon Fargetallet som er rapportert for Komagfjord vannverk har et nivå som balanserer over og under grenseverdi ift. Drikkevannsforskriften. Et UF alene uten koagulering vil kunne gi noe reduksjon av farge og dermed et mer stabilt lavere fargetall som også medfører at desinfeksjonskvaliteten for etterfølgende UV bedres. Ved tilsats av koagulant vil fargetallet reduseres ytterligere. For de fargetall som er i Komagfjord vil man under normale betingelser kunne forvente at fargetallet vil kunne reduseres til under 5. For UF uten koagulering finnes det ikke mye erfaringsdata. Det er svært mange forhold som spiller inn i et slikt tilfelle bl.a. hvilken molekylstørrelse det er på de organiske komponentene som bidrar til fargetallet, hvordan en filterkake på filteret vil bygges opp m.m. Derfor blir tallene her litt usikre. Men en reduksjon i størrelse 10-30% er rimelig å forvente. Temperaturen i råvannet varierer fra 0 ca +15. Det er avgjørende at laveste temperatur benyttes i beregning av et UF-anlegg da dette er bestemmende for produksjonskapasiteten. Ved en eventuell koagulering må det også tas hensyn til den lave temperaturen vinterstid, da koagulering/flokkulering ved lav temperatur krever noen lengre reaksjonstid. Det er derfor viktig å designe flokkulatoren med tilstrekkelig oppholdstid for vannet Vannproduksjon Det er en fordel at et UF-anlegg kan operer på en jevn produksjonsrate når det er i drift. Det anbefales derfor å dimensjonere anlegget for Qdmax (ca 200 m3/døgn). Det er ikke renvannsbasseng ved Komagfjord vannverk, det anbefales derfor ta det installeres en rentvannstank (30-40m3) på stedet for både å gi økt leveransesikkerhet og legge forholdene til rette for en jevn drift av anlegget. I tillegg vil en tank gi mulighet for mest mulig optimal design av UF-anlegget ved at man unngår å måtte designe anlegget for maksimalt timeforbruk. Dette gir både et mindre og rimeligere anlegg. Som rentvannstank benyttes nedgravd GUP tank. Trykkøkning fra denne må påregnes. Tanken kan plasseres litt opp i lia for å redusere behovet for trykkøkning. Rentvannsmagasin trenger ikke plasseres ved vannverket, men kan inngå som en del av et separat høydebasseng. Inrigo Water oppgir en netto vannproduksjon på ca 93%, dvs. at 7 % går ut til vask av filter etc. For å produsere 200 m3/dgn, må man dermed ha ca 215 m3 råvann pr døgn. Sammenlikner man mot nanofiltreringer, så er tilsvarende vannproduksjon ca % Bygningsmessig behov Det vil være mulig å plassere et UF-anlegg med koagulering og etterfølgende UV i eksisterende bygg. Inrigo Water har utarbeidet skisser som viser hvordan anlegget vil kunne bygges inn i eks. bygg.

36 36 Skissen tar ikke hensyn til Alta kommunes krav til minimum 60 cm fri adkomst rundt alle installasjoner. Men det er en god del fri gulvplass, det bør derfor være mulig å kunne optimalisere rørføring og plassering av installasjoner noe, for øke den fri plassen mellom installasjoner og vegg. Det bør også vurderes hvilke installasjoner som krever fri plass og hvilke som kan plasseres helt inn til vegg Drift og vedlikehold, HMS Driften av et UF-anlegg er automatisert og krever normalt lite tilsyn. Normal drift krever kun at det ved jevne mellomrom etterfylles vaskekjemikalier. I tillegg vil det være påkrevd med en periodisk service, typisk en gang pr år. Denne bør inkludere kontroll og ettersyn, overhaling, justering og utskifting av slitedeler. Periodisk service reguleres vanligvis gjennom en serviceavtale mellom vannverkseier og leverandør. Ved tilsats av koagulant, krever litt innsats / arbeid i tilknytning til kjemikaliedosering inntil gode rutiner/opplæring foreligger. Avløpsvann fra vaskeprosessen, må enten føres til kommunalt nett eller til tett tank for oppsamling dersom det ikke er mulig med tilkopling til det kommunale nettet. Selv om anlegget i utgangspunktet er automatisert og kan overvåkes/styres via SD, anbefales det at anlegget sees til med jevne mellomrom, typisk en gang pr uke. Polymerer ultrafiltre har en garantert levetid på 5 år. Forventet levetid er normal høyere avhengig av belastningen på filtrene mht. råvannskvalitet og vaskebehov. Det er viktig å sette krav til prøvedrift etter at anlegget er ferdig. I prøvedriften må opplæring av personell inngå.

37 Kostnader ultrafiltering/koagulering + UV Budsjettkostnader Kilde, nedslagsfelt Vannbehandlingsanlegg Forbehandling, trykksil UF-anlegg med koagulering UV-anlegg, nytt 40-dose anlegg ph-justering 0 Røropplegg, montasje, demontering eks. UV Kabling/automatikk Bygg Ny bygg 60 m2, a kr/m2 0 Rentvannsmagasin GUP tank 30 m3 inkl trykkøkning Sum Ufordelt, ca 10 % Rigg og drift. Ca 10% Entreprisekostnad Generelle kostnader. Ca 10% Spesielle kostnader Bestemmes av BH Prosjektkostnad Reserver, margin. Ca 15% Budsjettkostnad (avrundet) Årskostnader For beregning av kapital- og driftskostnader er følgende forutsetninger benyttet: Type anlegg Øk. levetid Rente Drift og vedlikehold Vannbeh. Membranf +UV inkl pumper, rør 10 6 % Ber. Særskilt etc Overbygg vannbehandling 30 6 % 4 % Rentvannsmagasin 20 6 % 2 % Årlige stipulerte kostnader: Type anlegg Kapital kostnader [kr/år] Driftskostander [kr/år] Årskostnader [kr/år] Vannbeh. Membranf +UV inkl pumper, rør etc Overbygg vannbehandling Rentvannsmagasin Sum årskostnader

38 38 5. ANBEFALINGER 5.1 Sammenstilling alternativer I etterfølgende tabell har vi satt opp en sammenstilling med rangering og vekting av de alternativer som er vurdert i utredningen. Følgende kriterier er valgt ut som viktige for rangering av vannbehandling for Komagfjord vannverk: - Barrierehøyde, basert på ODP beregninger - Råvannskvalitet/fargefjerning - Vannproduksjon (kontinuerlig produksjon, netto vannproduksjon) - Drift og vedlikehold (omfang, behov for tilsyn/opplæring) - Kostnader (investerings- og driftskostnader) Vi har videre gitt hvert rangerte kriterium en vektprosent. Vektprosenten er gitt ut fra hvor viktig vi har vurdert kriteriet å være for Komagfjord vannverk. Følgende vektprosent er gitt: - Barrierehøyde 10 % o Alle alternativene tilfredsstiller kravet til hygieniske barrierer, men med ulik grad av sikkerhet. Det er forutsatt nytt UV-anlegg for alle alternativer. o Norsk Vann rapport 170/2009 benyttet som grunnlag. - Råvannskvalitet 20 % o Gitt høy vekt da variasjon i vannkvalitet over året har betydning for de ulike anleggenes effekt og kan da også påvirke rentvannskvaliten. o Delt opp i to underkatergorier: Betydning av variasjon i kvalitet over året og fargefjerning med lik vektfordeling. - Vannproduksjon 15 % o Gitt relativ høy vekt, da kapasiteten til kilden er lav. Det er imidlertid tatt høyde for tiltak som sikrer tilstrekkelig produksjon (magasin) i kostnadene for hvert tiltak der dette er nødvendig - Drift og vedlikehold 10 % o Vektet mht lang avstand fra kommunens driftspunkt. - Årskostnader 45 % o Gitt høy vekt da kostnadsbildet er et viktig moment, både mht investeringer og driftskostnader. Vektingen er gjort slik at beste score for hvert kriterie gir høyeste vektprosent. Øvrige er vektet relativt i forhold til dette. Poengskala: 5 poeng = best 0 poeng = dårligst (uegnet) Kriterie vekt % Poeng %-poeng Poeng %-poeng Poeng %-poeng Poeng %-poeng Poeng %-poeng Barrierehøyde 10 % 1 2,0 % 3 6,0 % 3 6,0 % 5 10,0 % 5 10,0 % Råvannskvalitet Alt 1: UV+klor Alt 2: Ozon/biofilter + UV Alt 3: Koagulering/ direktefiltr. + UV Alt 4: Membranfiltr (NF) + UV Alt 5: Koagul/Ultrafilt + UV *Variasjon i vannkval. 10 % 1 2,0 % 5 10,0 % 2 4,0 % 3 6,0 % 4 8,0 % *Fargefjerning 10 % 0 0,0 % 3 6,0 % 5 10,0 % 4 8,0 % 3 6,0 % Vannproduksjon 15 % 5 15,0 % 4 12,0 % 2 6,0 % 1 3,0 % 3 9,0 % Drift og vedlikehold 10 % 5 10,0 % 4 8,0 % 1 2,0 % 2 4,0 % 4 8,0 % Kostnader Mill kr Mill kr Mill kr Mill kr Mill kr *Årskostnader 45 % 0,210 45,0 % 0,560 16,9 % 0,660 14,3 % 0,910 10,4 % 0,410 23,0 % SUM 100 % 74,0 % 58,9 % 42,3 % 41,4 % 64,0 %

39 39 Med den vektfordeling som vi har foreslått kommer UV + klor best ut. Dette skyldes i hovedsak lave kostnader og at anlegget krever lite drift og vedlikehold, samt at vannproduksjonen er høy og kan variere med forbruket over døgnet uten magasinering. Ulempen med UV og klor er helt klart at anlegget ikke fjerner farge, samt er ømfintlig for andre variasjoner i vannkvalitet som turbiditet for UV og lav temperatur for klordosering. Av de øvrige alternativene vurderer vi Ozon/biofiltering+UV og Ultrafiltrering/Koagulering + UV som relativt jevnbyrdige alternativer. Sett i forhold til kostnader så er Ultrafiltrering + UV gunstigere enn Ozon/biofiltrering, da et UF anlegg kan bygges inn i eksisterende bygningsmasse, noe som er fordelaktig. Et annet moment med et UF-anlegg er også at man kan forsøke å kjøre dette uten koagulering, dette vil gi enklere driftsforhold samt lavere driftskostnader. Vurderinger rundt dette gjøres i prøvedriftsperioden, ved investering i et slikt anlegg vil man uansett klargjøre eller bygge et enkelt doseringsanlegg. Anlegg basert på koagulering/direktefiltrering + UV og membranfiltrering (NF) + UV, faller igjennom og ansees som uaktuelle grunnet høye kostnader. I tillegg krever nok disse to anleggene mest tilsyn og drift, selv om et membranfilteranlegg i utgangspunktet er selvgående. 5.2 Anbefaling Vi mener bekkekilden med varierende fargetall over året og gjentatte verdier som overstiger grenseverdi i drikkevannsforskriften de siste 10 årene ligger helt i grenseland til at et anlegg basert på UV og klor uten fargefjerning er å anbefale. Vi anbefaler derfor at det enten bygges et anlegg basert på ozon/biofiltrering + UV eller Ultrafiltrering + UV for Komagfjord vannverk. Vår vekting tilsier at et UF-anlegg og et Ozoneringsanlegg havner relativt likt ut. Et annet vektingsgrunnlag vil kunne gi et annet resultat. Et UF-anlegg er kostnadseffektivt og vil kunne bygges inn i eksisterende bygningsmasse, i tillegg til at dette gir to hygieniske barrierer med fargefjerning. Et argument for å velge ozonering, er at kommunen planlegger bygging av et tilsvarende, dog noe mindre anlegg ved Stokstad VV. Dette vil kunne driftsfordeler, da kommunens driftsavd. får færre typer anlegg å forholde seg til. Det er likevel ikke gitt at dette er et moment som bør ha avgjørende vekt. Sett i forhold til investeringer så bør et UF-anlegg for Komagfjord vannverk være ca 1 mill kr rimeligere enn et Ozoneringsanlegg inkl. bygningsmessig utvidelse for sistnevnte. Årskostnadene vil også være lavere. Vår anbefaling er at Alta kommune vurderer det økonomisk mest fordelaktige alternativet av disse to, dvs. koagulering/ultrafiltrering i kombinasjon med UV. Thomassen, Jørn Gunnar Siviling. M [email protected]

40 40 6. REFERANSER [1] Veiledning til bestemmelse av god desinfeksjonspraksis, Norsk vann rapport 170/2009 [2] Vannforsyningens ABC, Folkehelseinstituttet. [3] - Norsk vann rapport 177/2010, Drikkevannskvalitet og kommende utfordringer problemoversikt og status. [4] Notat fra Inrigo Water til Rambøll AS Vurdering av mikro-/ultrafiltrering som barrieretiltak for Komagfjord vannverk datert [5] Kompendium i vannrenseteknikk del IIV drikkevannsbehandling, Ødegaard m fl. [6] Optimal desinfeksjonspraksis fase 2, Norsk vann rapport 169/2009