Norsk vannforening 24. januar 2011 Hvordan stille krav og dokumentere avlastning via overløp? Oddvar Lindholm Inst. for matematiske realfag og teknologi UMB
Problemorientering
Overløpsutslipp skjer under sterke regn og kraftig snøsmelting
Antall regnvannsoverløp i fellesavløpssystemer i Norge - SSB data År 2004 2005 2006 2009 Antall regnvannsoverløp 3937 6440 5309 3072 (Ca. 5000 regnvannsoverløp på fellesavløp og 10 000 på separate avløp i Danmark)
2009 - data fra de 291 kommuner som oppga data om overløp 100 % a v k o m m u n e n e 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 50 100 150 200 250 300 Antall regnvannsoverløp
Utslippet av total fosfor fra kommunale avløp til Nitelva Kommune Over vann Overløp Lekkasjer fra ledningsnett Sum Utslipp fra renseanlegg Lørenskog 430 1.2 708 0 1139 Nittedal 410 49.3 654 496 1609 Rælingen 110 1 311 0 422 Skedsmo 500 154 954 0 1608 RA-2 0 967-1982 2949 Sum 1450 1172 2627 2478 7727
Utspylte rørsedimenter utgjør mye av forurensningene i våtvær i fellessystemer
Konsentrasjoner av total fosfor i overløpsvann i fellessystemer og overvann i separatsystemer i 14 byer i Danmark. (Miljøstyrelsen 1992.) City Overløp fra fellessystemer Overvann fra separatsystemer m3/ha. mg P/l kg/ha.år m3/ha. mg P/l kg/ha.år og år og år Køben 1264 3 3.8 4040 0.5 2.0 Frede 2290 2.9 6.6 4538 0.5 2.3 Rosk 1452 3.3 4.8 4373 0.5 2.2 Vests 1758 2.4 4.2 3337 0.6 2.0 Stors 2596 4.7 12.2 2879 0.6 1.7 Bornh 968 2.9 2.8 4089 1.2 4.9 Fyns 1345 3.2 4.3 3404 0.5 1.7 Sønde 1423 2.9 4.1 4791 0.5 2.4 Ribe 1879 3 5.6 4169 0.5 2.1 Vejle 705 3.4 2.4 2285 0.5 1.1 Ringk 1379 3.1 4.3 5603 0.4 2.2 Århus 1981 2.9 5.7 3977 0.6 2.4 Vibor 1944 2.8 5.4 5188 0.4 2.1 Nordj 1652 3 5.0 3850 0.5 1.9 Kbh.K 1680 3.4 5.7 4000 0.5 2.0 Middel 1621 3.1 5.1 4035 0.55 2.2
Konsentrasjoner i urenset overløpsvann målt i Norge (mg/l). Referense Ptot Ntot NH 4 -N BOF 7 COD SS Bekkelaget ved Kværner 2002 Oslo 1,6 14,1 Bekkelaget RA etter rister 2002 Oslo 1,8 16,2 Aaby 1987. Blokkbebygg. Søren Jaabæks 1,9 343 720 gate Oslo Lindholm, O og Balmer, P 1975 Sandefjord 2,3 6,9 88 218 447 Norge Lindholm, O 1977 Blokkbebyggelse og sentrumsomr. Dårlig selvrensing. Trondheim Norge 3,0 352 510 Lindholm, O 1977 Blokk-bebyggelse og sentrumsomr. Oslo Lindholm, O 1977 Rekkehusomr. Dårlig selvrensing. Sandefjord 2,4 8,2 200 530 721 4,0 14,4 103 268 424
Hoglands et al. 1985, forslag til sjablongverdier for overløpsutslipp, og målinger i flere land, Hogland et al. "Bräddavlopp", 1985. (mg/l) Minimal verdi mg/l Verdi hvor 25 % ligger lavere mg/l Verdi hvor 25 % ligger høyere mg/l Middelverdi mg/l Maksimal verdi mg/l Tot. P BFR-Sjablongverdi 0,1 0,8 2,4 9,0 Tot. N BFR-Sjablongverdi 0,1 3,0 9,8 29,0 BOF 7 BFR-Sjablongverdi 4 22 90 450 Tot P Hogland et al 1984 Malmø 3,4 BOF 7 Hogland et al 1984 Malmø 123 Tot P Gladsaxe Danmark 0,4 0,5 0,6 Tot N Gladsaxe Danmark 2,9 3,7 4,5 BOF 7 Gladsaxe Danmark 29 36 43 Tot P Åbo Finland 0,7 1,5 4,2 Tot N Åbo Finland 1 6,5 23 BOF 7 Åbo Finland 20 95 114 Tot P Tre svenske byer 0,1 1,7 9,0 Tot N Tre svenske byer 0,1 8,1 29 BOF 7 Tre svenske byer 5 48 250
Overløpsutslipp Beregnes og vurderes som utslipp pr. år Utslippet skjer bare i 1 5 % av tiden De største utslippene målt per time, skjer normalt om sommeren Det blir derfor ofte galt å sammenligne kg for kg per år med kontinuerlige utslipp
Overløpsutslippene per halvår varierer mye fra år til år. Beregninger med MOUSE for Solvik-feltet i Bærum kommune
Dagens tilstand på overløpene? (Lars Aaby Vann 4-2008; best guess ) Mindre enn 5 % er bygget som partikkelavskillende overløp Mindre enn 15% har hydraulisk kontroll mht. videreført vannmengde (+/- 10%)
Hva med klimaeffekter
Situation 1: No changes in the catchment over time Scenario A2 : Most used for urban calculations
Vann føring Tid etter regnets start
Regelverk
Kravene i 13 og 14 er for generelle og upresise Virker nå mer som intensjonserklæringer enn operative krav for kommunene.
Tid er upålitelig som volumindikator! Vannføring Overløpsterskel Tid
Krav som forutsettes tilpasset CWA Ikke mer enn gjennomsnittlig fire overløpshendelser pr. år. Fjerning eller fordrøyning av minst 85 % av avløpet som skapes av nedbør i et gjennomsnittlig år, med etterfølgende overføring til avløpsrenseanlegg, eller Rensing av overløpsvannet slik at resipienten ikke forringes. Kommunen skal ved målinger og modellberegninger skaffe oversikt over utslipp og respons fra nettet på ulike typer regn.
Washington State s krav Washington State has chosen to have a less flexible approach, requiring that CSO discharges be reduced to no more than one untreated discharge per year on average at each CSO location. Antall innbyggere i Washington State er ca. 6 millioner
Tyskland Alle overløps-og overvannsutslipp skal ha en utslippstillatelse. Myndighetene (16 Ländern) følger stort sett retningslinjene til ATV- A 128 (1992). Grunnlaget for denne er at alle fellesavløpssystem ikke skal ha mer utslipp enn et perfekt separatsystem. I praksis betyr dette installering av fordrøyningsbasseng ved overløpene på 20 30 m 3 /ha tette flater.
Krav til overløp - UK Generelt er en overløpsmengde på 50 m 3 betydelig. Utslipp fra nettet må normalt ikke skje før innkommende vannføring er større enn Formula A Formula A = TVA + 1360Pe + 2 Q industri (l/døgn). Overløp før renseanlegg skal minst ha et fordrøyningsvolum for 3 x TVA i 2 timer. (og sende dette til rensing etter regnet har gitt seg)
Frekvenskrav til overløp - UK For vannforekomster med badevannsmål varierer kravene fra maksimum 3 overløpshendelser pr. badesesong til maksimum 1 overløpshendelse pr. 5 badesesonger.
Tiltak og krav
Forslag til krav til overløp Partikkelseparerende overløpstype (for eksempel virveloverløp) Utløpskontroll som gir god hydraulisk kontroll, samt trygghet mot tiltetning av utløpet (for eksempel virvelkammer) Et fordrøyningsvolum hvis resipienten er sårbar. (for eksempel som kravene i EU-land og USA) Krav om regelmessig tilsyn.
Forslag til krav til overløp Krav om dokumentasjon på utslipp for hvert år. Alt. A) Målinger av overløpsmengde og målinger eller begrunnet valg av konsentrasjon av forurensninger i dette, eller Alt. B) Tidsserieberegning av overløpene basert på siste års nedbør og bruk av kalibrert datamodell. Minst en, eller helst flere lokale kortidsnedbørmålere. Disse kravene bør differensieres m.h.t. resipientens robusthet og m.h.t. i hvilken grad overløpene er i drift.
Forslag til krav til overløps hydrauliske kapasitet/videreført vannføring Kravene kan for eksempel være: - en minimums fortynningsgrad av tørrværsavrenningen før det trer i kraft, (f.eks 1:10) - en viss kritisk regnintensitet som må nås før utslipp tillates (F.eks. minst 10 l/s ha) - et maksimum antall overløp per middelår (For eksempel max 1 gang per år) - maksimalt tillatt antall m 3 avløpsvann i utslipp i et middelår Dårlig alternativ: - maksimalt tillatt antall timer per år i drift i et middelår
Vannbalanse diagram i Drammen. (Godt Vann Drammensregionen 2009)
Frekvensfordelingsfunksjon for Tot. P i innløpet på 473 avløpsrenseanlegg i 2008.
Andelen fremmedvann (FV, %) for hvert enkelt avløpsanlegg er beregnet slik: Hvor: FV = fremmedvann i avløpsanlegget [%] P Pd = produsert fosfor (Tot-P) per personenhet og døgn [mg/pe døgn] c i = konsentrasjonen av Tot-P i innløpet renseanlegg [mg/l] Q ap = mengde legalt avløpsvann per person og døgn [l/pe døgn]
Beregnet fremmedvann på 14 store avløpsrenseanlegg i Norge i 2008, som betjener ca 1,4 millioner personer. Forutsatt 1,8 g Tot-P/pe d og 160 l/pe d. Anlegg/kommune Tot. P inn mg/l % fremmedvann VEAS 3,66 67,5 Bekkelaget Oslo 3,62 67,8 Solumstrand Drammen 3,06 72,8 Saulekilen Arendal 2,5 77,8 FREVAR Fredrikstad 2,61 76,8 Lillehammer 4,54 59,6 Moss 4,2 62,7 Sandefjord 2,47 78,0 Tønsberg 4,11 63,5 Nordre Follo 4,22 62,5 Holen 1,71 84,8 Knappen Bergen 2,41 78,6 Flesland Bergen 6,06 46,1 Ytre Sandviken Bergen 1,58 86,0
Anlegg/kommune Tot P inn mg/l % fremmedvann ved 1,8 g P/pe d og 140 l/pe d % fremmedvann ved 1,6 g P/pe d og 180 l/pe d VEAS 3,66 71,5 58,8 Bekkelaget Oslo 3,62 71,8 59,3 Solumstrand Drammen 3,06 76,2 65,6 Saulekilen Arendal 2,5 80,6 71,9 FREVAR Fredrikstad 2,61 79,7 70,6 Lillehammer 4,54 64,7 48,9 Moss 4,2 67,3 52,8 Sandefjord 2,47 80,8 72,2 Tønsberg 4,11 68,0 53,8 Nordre Follo 4,22 67,2 52,5 Holen Bergen 1,71 86,7 80,8 Knappen Bergen 2,41 81,3 72,9 Flesland Bergen 6,06 52,9 31,8 Ytre Sandviken Bergen 1,58 87,7 82,2
Fremmedvann til norske avløpsrenseanlegg Mer enn 50 % av anleggene har mer enn 50 % fremmedvann Basert på personbetraktninger har mer enn 50 % av befolkningen nærmere 60 % fremmedvann i sine respektive avløpsrenseanlegg
Takk for oppmerksomheten!