Mobile renseløsninger vaskevann fra veitunneler Eilen Arctander Vik, PhD Presentation på NORWAT: Veg og vannforurensning Teknologidagene 22-24. September 2015 Clarion Hotel & Congress, Trondheim
Presentasjonens innhold Vaskevann fra veitunneler Kvalitet Mengder Miljømål/ambisjoner Rensesystemer i bruk Mobile renseløsninger et mulighetsrom Erfaringer fra laboratorieforsøk - mulige løsninger Mobile renseløsninger hva er Beste tilgjengelige teknologi/løsning (BAT)
Vaskevann fra veitunneler Vaskevann fra tunnel Høye konsentrasjoner av trafikkforurensninger Vaskemiddel som kompleksbinder metaller Akutt giftig for dyreliv i vann (p.g.a. vaskemiddel & tungmetaller) Status tunnelvaskevann: Renseteknisk et komplekst avløpsvann Lite kunnskap tilgjengelig Laboratoriforsøk om renseløsninger Støttet av Statens vegvesen Region øst/norwat/rff Hovedstaden Mobile renseløsninger en mulighet
Vaskevannets sammensetning Vaskemidler kompleksbinder metallene, vanskeliggjør rensing og bidrar til økt toksisitet! Vaskevannsprøver fra Nordbytunnelen OiW mg/l PAH µg/l Tot-P mg/l Tot-N mg/l KOF mg/l TSS mg/l Sommer (2014) 80 5 2 5.6 770 544 Vinter (2015) 27 120 35 15 13000 28000 God kvalitet innsjø 0.07 11.3 Vaskevannsprøver fra Nordbytunnelen Zn mg/l Cu mg/l Cr mg/l Pb µg/l Hg µg/l Cd µg/l Sommer Vinter God kvalitet innsjø 2.4 0.35 0.044 20 0.02 0.4 44 4.4 1.1 500 0.3 56 0.011 0.0078 0.0034 1.3 0.05 0.08
Norske tunneler: vaskehyppighet, vannmengder, og miljøkrav/miljøambisjoner Varierende lengder på norske tunneler Varierende overflatebehandling; fra råsprengt stein til nydelig bearbeidet betong Vaskehyppighet fra 0 til 6 ganger per år, avgjøres av trafikkhyppighet Vannmengde- og vaskemiddelbehov avhenger av entreprenør, lengde på tunnel, overflatebehandling, trafikkhyppighet etc. Miljømål/ambisjoner; Resipient og BAT avhengig Eksempel fra Nordbytunnelen; Tunnel: 3.8 km lang; 4 felt. Glatte overflater Vasking: 2-4 ganger per år; fra 250 til 500 m ³ /vask; ~600 L vaskemiddel for vegg og tak per gang; Miljømål < 10 µg/l Cu og < 50 Zn
Rensesystemer i bruk i Norge Store variasjoner 90 % av tunneler ingen rensing Oppsamling av vaskevannet inni fjellhaller eller utenfor Sendes inn på kommunalt nett Renses i utendørs rensedammer (naturlig nedbrytning) Slippes gradvis ut i lokal resipient Nordbytunnelen
Mobile renseløsninger kan bli et viktig supplement for mange tunneler Utredning om mulige løsninger initiert av NORWAT september 2015 med rapportering i desember i år. Utredning og kontakt med teknologileverandører og entreprenører ønskes høsten 2015 Logistikk er en utfordring; antall tunneler, område for en "rensetrailer" Mange teknologier kan benyttes; erfaring fra tester gjøres tilgjengelig; Aquateam COWI skal levere rapport i desember 2015 Informasjon fra entreprenører/produsenter/leverandører i forhold til hva som finnes tilgjengelig i markedet i dag, i inn- og utland Beskrivelse av aktuelle mobile renseløsninger og mulig rensegrad Beskrivelse av kostnader knyttet til renseløsningen Beskrive praktisk gjennomførbarhet av de foreslåtte løsningene Anbefaling av hvilke renseløsninger som egner seg i ulike situasjoner som beskrevet (høy rensegrad og middels rensegrad, renseløsningen tilpasses ulike driftsrutiner, samt type, utforming og alder på tunnelen)
Olje-i-vann (ppm) Erfaringer fra laboratorieforsøk mulige rensetekniske løsninger Olje og PAH Fjernes effektivt med sedimentering; (etter 7dager); Eurofins: Olje >C6-C35; 3.2 og 1.8 mg/l rå- og sedmentert vann. Her inklusive tyngre oljeforbindelser Vannfase uten topplag Vannfase med topplag 90 80 70 60 50 40 78,7 Råvann Sedimentert vann m/ topplag Sedimentert vann u/topplag T=20 C Sedimentert vann u/topplag T=4 C 30 26,7 Sediment 20 16,4 14,5 10 0 Vannfase
Sedimentering effektiv forbehandling; Her:1 uke t=0 t=2 dager t=1 uke Mest effektiv ved høy temperatur! T=20 C T=4 C Etter 1 uke: Biofilm dannes ved 20 o C Etter 1 uke: Høyere turbiditet ved 4 o C
Effekt av filtrering av råvannet d 50 råvann = 5 µm 1,2 & UF = 1 µm NF< 0,5 µm Mikrofiltrering (1,2µm) fjerner nesten alle partikler og ytterligere filtrering har ingen effekt på TOC eller tungmetaller
Vannkvalitetsendringer Noen måleresultater KOF & TOC = Vaskemidddel Turbiditet = solids
ph justering og kjemisk felling ingen forsedimentering Kun ph justering ph~12 Metall innhold (µg/l) Zn Cu Råvann 2400 350 Metall innhold (µg/l) Zn Cu Kun kjemisk felling Fe (PIX) ph justert til ~ 12 10 220 Resipient Metall innhold (µg/l) Zn Cu PIX-ikke ph justering 150 26 PIX-pH justert til ~ 12 19 20
Sedimentering med uten kjemisk felling Kjemisk felling med PIX 1-5 uker/ 20 C Metall innhold µg/l) Zn Cu Råvann 2400 350 Metall innhold(µg/l) Zn Cu 1 uke (kort sed) 1000 99 5 uker (lang sed) 120 9.5 1 uke/ 4 C Metall innhold (µg/l) Zn Cu 1 uke-ikke ph justering 160 9.9 1 uke-ph justering (~12) 43 5 5 uker-ikke ph justering* 8 2 5 uker- ph justering (~12) 48 5.1 * NaAlO 2 fellingskjemikalie høy ph for felling. Høy ph, PIX og PA: Lave Cu & Zn, men Fe & Al Resipient Sedimenterings tank Metall innhold (µg/l) Zn Cu 1 uke 1900 190
Anaerobisk rensing lukket tank ph justering ~ 11 + Kjemisk felling Metall innhold (µg/l) Zn Cu 3 uker/ 15 C Råvann 44000 4400 Anaerobic Metall innhold (µg/l) Zn Cu Ingen ph justering Kjemisk felling PIX felling 12 6.6 Closed collection tank Metall innhold (µg/l) Zn Cu Resipient Anaerob (3 uker ) 3200 65 Sedimenterings tank Metall innhold (µg/l) Zn Cu PIX felling 42 3.9 PAX felling 32 4.5
Anaerob rensing - lukket tank & sekvensiell filtrering Metall innhold (µg/l) Zn Cu 3 uker 3200 65 ph adjusted ~ 11 + Filtration 1.2 µm 3 uker/ 15 C Anaerob Metall innhold (µg/l) Zn Cu 3 weeks/filtered 26 4.8 Metal content (µg/l) Zn Cu Sekvensiell filtrering Raw water 44000 4400 11 µm 5 µm 1.2 µm 0.2 µm Metall inhold (µg/l) Zn Cu 3-12 uker/ 4 C 3 weeks/filtered 90 13 Sekvensiell filtrering Anaerob 11 µm 5 µm 1.2 µm 0.2 µm Resipient Lukket oppsamlingstank Metall innhold (µg/l) Zn Cu 3 weeks 2870 570 12 weeks 3100 76 Metall innhold (µg/l) Zn Cu 12 weeks/filtered 1400 52
Renseteknikse forsøk viser Løsninger som benyttes i dag Sedimentering gjør mye, men er ikke nok Biologisk nedbrytning; aerob og anaerob ca ~50 % reduksjon av vaskemiddel og effektiv fjerning av tungmetaller, men slam må fjernes. Temperatur er viktig Tilleggsrensing Filtrering er effektivt, men partiklene er små; ~1 µm ph justering er enda mer effektivt, men partikler må fjernes Kjemisk felling effektiv, spesielt ved høy ph, men krever kontroll med rest-metall Toksisitet pga vaskemiddel er fortsatt en utfordring
Nye løsninger Nye vaskemidler, mekanisk rengjøring & Permanente renseløsninger fo Mobile renseløsninger Kan benyttes for mange tunneler som mangler løsninger Mange teknologier kan benyttes; all erfaring fra tester vil gjøres tilgjengelig; Finne fram til BAT løsninger
Nordbytunnelen 3,8 km 4 felt Takk til Statens vegvesen og NORWAT for anledning til å dele informasjonen Trinnvis utvikling av renseløsning: Laboratorieforsøk høsten 2014 Aquateam COWI Hasleveien 10, 0571 OSLO Pilotforsøk (containeranlegg) høsten 2015 Eilen Arctander Vik: eav@aquateam.no Fullskalaforsøk Frøydis K Garshol; fkg@aquateam.no Lab.forsøk: Ashish Sahu; ashs@aquateam.no www.aquateam.no Optimalisere utforming og dimensjonering av pilotanlegget