Oppdragsgiver: Hammerfest kommune Oppdrag: Vedlegg 8 Hovedplan vann 2011-2014, Hammerfest kommune Del: Vannbehandling Hammerfest vannverk Dato: 2009-06-29 Skrevet av: Torgrim Fredeng Kemi Kvalitetskontroll: VEDLEGG 8 VANNBEHANDLING HAMMERFEST VANNVERK INNHOLD 1 Formålet med dokumentet... 2 2 Råvannskvalitet... 2 3 Eksisterende vannbehandling... 3 3.1 Vannbehandling... 3 3.2 Ledningsanlegg... 4 4 Alternative løsninger til vannbehandling... 5 4.1 Problemstillinger... 5 4.2 Alternative løsninger til vannbehandling... 7 5 Kostnader... 9 5.1 Sammenstilling av kostnader... 9 5.2 Konklusjon... 9 6 Bibliografi... 11 Hammerfest kommune Teknisk drift
1 FORMÅLET MED DOKUMENTET Formålet med dette dokumentet er å foreta en forenklet vurdering av vannbehandling ved Hammerfest vannverk. Denne vurderingen er gjort på følgende grunnlag: Vurdere oppgradering av eksisterende anlegg Vurdere flytting av anlegget med ny vannbehandling o Siling og desinfeksjon med UV, vannglass o Direktefiltrering i marmorfilter Vurdere plassering av ett reservoar ved behandlingsanlegget 2 RÅVANNSKVALITET Vi har i tabellen under sammenstilt bakteriologiske og kjemisk/fysiske parametere for årene 2005, 2006, 2007 og 2008. (Hammerfest kommune, 2009) Tabell 1 Råvannskvalitet Hammerfest vannverk Parameter 1) 2005 2006 2007 2008 Grenseverdi Ant Gj. Mak Ant Gj. Maks Ant Gj. Maks Ant Gj. Maks 1) snitt s snitt snitt snitt Bakteriologisk Intestinale enterokokker 8 0 0 Koliforme bakterier Termotolerante e.coli Tot. bakterier v/22 o C Clostridium 5 0,2 1 14 0 0 8 0 0 5 0 0 14 0 0 8 0 0 5 64 129 14 119 300 8 94,1 185 17 0,588 10 0 17 119,2 410 100 0 0 0 Antall overskr. prøver 0 %- messig overskr. 2 4,5 0 7 Fysisk/kjemisk Turbiditet (FTU) Fargetall (mg Pt/l) Ledningsevne (ms/m) ph Jern (mg Fe/l) Mangan (mg Mn/l) Aluminium (mg Al/l) 5 0,87 3 14 0,37 1 8 0,3 0,3 5 6 10 14 5 5 8 4 10 5 3,22 3,66 14 3,93 4,55 0 5 6,56 6,73 14 6,54 4 6,48 6,69 0 1 0,11 0,11 0 0 1 0,005 0,005 0 0 1 0,11 0,11 0 17 0,159 0,3 4 17 1,029 7,5 20 250 1 6,3 6,3 6,5-9,5 0,2 2 0,001 0,001 0,05 2 0,014 0,017 0,2 Vedlegg 8 Vannbehandling Hammerfest vannverk 2
1) Drikkevannsforskriftens kvalitetskrav til drikkevann (04.12.2001) På bakgrunn av råvannskvalitet i nevnte prøver har vi følgende konklusjon: Det er ikke noe ved vannkvaliteten som krever fullrensing av vannet, det vil si 2 barrierer gjennomvannbehandlingen Uklart om det kommer skjerpede krav i fremtiden Bør vurdere en løsning med en barriere i vannbehandlingen og en barriere ved kilden. Dette oppnås ved å benytte eksisterende prosess og nytt inntak i Vestfjelldammen 3 EKSISTERENDE VANNBEHANDLING 3.1 Vannbehandling Vannbehandlingsanlegget til Hammerfest vannverk ble etablert i 1992. Anlegget ligger om lag 400 m nedenfor inntaket. Det er dimensjonert for en vannmengde på 972 m³/t, tilsvarende 270 l/s. Avstand til første forbruker er 400 m. Vannbehandlingen består av diffrensialsil 200µ og desinfeksjon med 3 stk. parallelle UV-aggregater av typen Krogh-Anvik, lavtrykksanlegg 48 lamper. UV-anlegget er dimensjonert for en UV-stråledose på 30 mws/cm 2. I tillegg er anlegget påbygget med et vannglassanlegg for ph-justering og korrosjonsinhibitor. Tabell 1: Prinsippskisse av eksiterende vannbehandling ved Hammerfest vannverk Vedlegg 8 Vannbehandling Hammerfest vannverk 3
3.2 Ledningsanlegg 3.2.1 Inntak og råvannsledning Vannkilden ligger med vannspeilet på kt. 105 m ved normalvannstand. Kilden er i tillegg til å være drikkevannskilde for Hammerfest by, også magasin for kraftproduksjon. Kraftverket har et eget inntak og turbinledning. Kraftverket regulerer vannstanden i Inntaksdammen ved å tilføre vann fra Glimmervann, Vesfjelldammen og Rundvannet. Inntaket anlegget ligger på 4-5 dyp dybde ved NVS. Inntaksledningen består av Ø500 PE PN4 rør med grovsil i enden av ledningen. Lengden fra demningen er ca 3-4 m. (Niittyvuopio, Situasjons- og statusbeskrivelse for vannverk, 2000) 3.2.2 Forsyningssystem Ledningsnettet består i hovedsak av støpejern og mindre andel av PE og PVC. Den totale lengden med kommunale hovedledninger ved Hammerfest vannverk utgjør ca 51,55 km. I tillegg kommer stikkledninger og ledninger i små dimensjoner som utgjør en betydelig del. (Hammerfest kommune, 2009) Fordeling etter ledningsmaterial 50000 Antall meter ledning 40000 30000 20000 10000 0 Jern Pe PVC Type 46850 4700 200 Tabell 2 Fordeling av ledningsmaterialer ved Hammerfest vannverk. Vedlegg 8 Vannbehandling Hammerfest vannverk 4
4 ALTERNATIVE LØSNINGER TIL VANNBEHANDLING 4.1 Problemstillinger 4.1.1 Generelle problemstillinger Med hensyn til valg av løsning er det flere forhold som vil være av betydning: Sikre hygienisk betryggende vann Redusere korrosiviteten i vannet og beskytte ledningsanlegget Reduksjon av innhold av organisks stoff Et sentralt spørsmål er hvorvidt utbyggingen skal skje i eksisterende anlegg eller om det skal bygges et nytt anlegg på annen lokalisering 4.1.2 Dimensjoneringskriterier for valg av løsning Det vil være naturlig ved ombygging eller nybygg å dimensjonere et anlegg som dekker det totale vannbehovet for både Rypefjord og Hammerfest. Det er i hovedplan vann for Hammerfest (Kemi, 2009) gjort følgende vurderinger av vannbehovet for Rypefjord og Hammerfest: Tabell 3: Fremtidig totalt vannbehov for Hammerfest og Rypefjord på bakgrunn av dagens lekkasje- og frosttappenivå Felles vannverk for Hammerfest og Rypefjord (År) Antall pe Økning pe Lekk/frost Maks time f Midlere forbruk Maks døgn Maks time % kmaks m 3 /d l/s m 3 /d l/s m 3 /h 2008 17 326 0 51,47 1,28 8 926 103,31 13 388 154,96 716,77 2012 18 487 6,70 % 51,47 1,28 9 523 110,22 14 285 165,34 759,37 2018 19 371 11,80 % 51,47 1,27 9 979 115,50 14 968 173,24 791,72 2018 inkl. Melkøya 24 363 11,80 % 51,47 1,24 12 550 145,26 18 826 217,89 972,85 På bakgrunn av prognosene frem til 2018 er det naturlig å dimensjonere anlegget ut fra et vannbehov på 15.000 m³/døgnet. Vedlegg 8 Vannbehandling Hammerfest vannverk 5
4.1.3 Pumpekostnader med dagens anlegg Det er et mål å få redusert pumpekostnadene til Hammerfest vannverk. Dette vil være en faktor som man må ta til vurdering ved lokalisering av anlegget. En reduksjon av disse kostnadene vil kunne bidra til å øke investeringsrammen. På bakgrunn av oppgitte tall fra VA-drift har vi satt opp følgende kostnader på pumping basert på en energikostnad på 0,75 kr/kwh: Tabell 4: Pumpekostnader for 2008 PST Målernr Strømforbruk kwh Kostnad P1 18434541 47 000 kr 35 250 P2 14124373 64 000 kr 48 000 P3 14183140 68 000 kr 51 000 P4 28077693 30 000 kr 22 500 P5 56433335 49 000 kr 36 750 P6 18344010 50 000 kr 37 500 P7 18241479 57 000 kr 42 750 P8 57832 12 000 kr 9 000 RP1 75230670 17 000 kr 12 750 VI 14496713 184 000 kr 138 000 Sum forbruk 578 000 kr 433 500 4.1.4 Flytting av inntak til Vestfjelldammen Flytting av inntaket til Vestfjelldammen bør gjøres i sammenheng med valg av alternativ I og II. Disse alternativene er beskrevet under kap. 4.2.2 alternativ I og 4.2.3 alternativ II. Ved valg av fullrensing med 2 barrierer i vannbehandlingsanlegget er ikke dette nødvendig ut fra hygienisk barriere kravet, men vil gi en mindre sårbarhet ved at kilden fungerer som en barriere. Vedlegg 8 Vannbehandling Hammerfest vannverk 6
4.2 Alternative løsninger til vannbehandling 4.2.1 Høydebassengbasseng Det vises til hovedplan vann 2011-2014, vedlegg 8: Bassengvolum Hammerfest for vurdering av volum på høydebasseng og kostnadsoverslag. 4.2.2 Oppgradering av eksisterende anlegg Alternativ I Dagens anlegg oppgraderes til et PN 16 anlegg. Det betyr i prinsippet at hele prosessanlegget byttes ut med et som er dimensjonert for dette trykket. I prinsippet er det samme prosess som i alternativ II, hvor man beholder bygningen og skifter ut alt av maskin og prosessutstyret. Anlegget inkluderer: Siling i selvspylende trykkfilter UV-anlegg Reserve kloranlegg Vannglassdosering Ny avløpsledning mot Storvannet Løsningen innbefatter finsiling, desinfeksjon med UV og korrosjonskontroll med vannglass 4.2.3 Nytt anlegg basert på siling og desinfeksjon med UV, vannglass Alternativ II Anlegget bør vurderes plassert høyere opp, og det bør vurderes å benytte trykk fra Vestfjelldammen til å presse vann gjennom vannbehandlingen og til et reservoar som ligger høyere opp. Dette vil bidra til å redusere pumpekostnadene over til Rypefjord og et eventuelt basseng på Fuglenes. (Goliat traseen) Anlegget inkluderer: Siling i selvspylende trykkfilter UV-anlegg Reserve kloranlegg Vannglassdosering Ny avløpsledning mot Storvannet Løsningen innbefatter finsiling, desinfeksjon med UV og korrosjonskontroll med vannglass. Vedlegg 8 Vannbehandling Hammerfest vannverk 7
4.2.4 Direktefiltrering i marmorfilter- Alternativ III Et slikt anlegg bør også lokaliseres på bakgrunn av at en ønsket reduksjon av pumpekostnader. Hvorvidt Vestfjelldammen vil bli aktuelt som kilde med dette alternativet er noe usikkert. Dersom man velger dette alternativet vil Vestfjelldammen utgjøre en 3. barriere. Ved valg av dette bør man se på en eksakt lokalisering i et forprosjekt. Anlegg inkluderer: Kjemikaliedosering Direktefiltrering med marmorfilter CO2-dosering (Lut dosering) UV-anlegg Reserve kloranlegg Ny avløpsledning mot Storvannet Denne løsningen kombinerer direktefiltrering og karbonatisering som korrosjonskontroll. Alternativet er å bygge som et lavtrykksanlegg med fritt vannspeil i filtrene. 4.2.5 Lokalisering av eventuelt nytt anlegg Følgende forhold er med på å avgjøre lokalisering: Alternativ I, ombygging av eksisterende anlegg er lokalisering gitt Alternativ II, nytt anlegg basert på siling og desinfeksjon med UV, vannglass, står man fritt til plassering i høyden Alternativ III, Direktefiltrering i marmorfilter, plassering vurderes opp mot følgende faktorer: o Reduksjon i pumpekostnader med hensyn til overføring Rypefjord/Fuglenes o Hvorvidt utbygging av Vestfjelldammen som inntak blir valgt o Prosesstekniske forhold Valg av prosess er avhengig av om Vestfjelldammen blir utbygget som kilde. Alternativ III har 2 hygieniske barrierer i vannbehandlingsprosessen. Mens alternativ I og II er avhengig av utbygging av Vestfjelldammen for å oppnå 2 barrierer. Lokalisering av alternativ II og III bør vurderes ut fra at man får overført vann ved hjelp av gravitasjon til Rypefjord og Fuglenes. Dette basert på en ny overføringsledning til både eksisterende basseng i Vadsøvn. og et fremtidig basseng på en ny lokalitet på Fuglenes. Målet må være en reduksjon av pumpekostnadene. Vedlegg 8 Vannbehandling Hammerfest vannverk 8
Det er samtidig stor skepsis til å legge anlegget høyere en dagens beliggenhet med hensyn til værforhold og mulighet til å holde tilsyn vinterstid. 5 KOSTNADER 5.1 Sammenstilling av kostnader Kapital- og rentekostnadene er beregnet ut fra renten på norske Statsobligasjoner og selvkostberegning for VA-tjenestene produsert i kommuner og selskaper (Norsk Vann, 2008). Det er benyttet rentesats basert på renten på statsobligasjoner for siste regnskapsår + 1 %, det vils 5,53 %. Følgende kostnader gjelder for de ulike alternativene: Alt. Beskrivelse Investering Kapitalkostnad Driftskostnad Årskostnad 4.2.2 Alt. I, Oppgradering eksisterende anlegg 9 142 155 724 785 1 385 984 2 110 769 4.2.3 Alt. II, Nytt anlegg basert på siling og desinfeksjon med UV, vannglass 12 760 055 965 977 1 412 163 2 378 140 4.2.4 Alt. III, Direktefiltrering i marmorfilter 35 274 525 2 625 323 1 922 440 4 547 763 5.2 Konklusjon Det er flere forhold som er vurdert ved valg av type behandlingsanlegg. I denne vurderingen er følgende forhold tatt i betraktning: Råvannskvalitet Hygieniske barrierer Kostnader Når det gjelder råvannskvaliteten for Vestfjelldammen så har man ikke vannanalyser som gir et bilde av de faktiske forhold. Men det er grunn til å anta at vannkvaliteten er tilnærmet lik eller bedre enn det som er i inntaksdammen. Dette ut fra volum og dybdeforhold. Vestfjelldammen har et mye større volum og er dypere enn Inntaksdammen. For å oppnå 2 hygieniske barrierer må Vestfjelldammen bygges ut med alternativ I og II, hvor desinfeksjon med UV-bestråling i vannbehandlingen og Vestfjelldammen som kilde er barriere nr. 2. Ved valg av alternativ III har man fullrensing med 2 hygieniske barrierer i selve vannbehandlingen. Barrierene skal helst være uavhengige, det betyr at en og samme feil/hendelse ikke skal kunne slå ut begge barrierene samtidig. Dette prinsippet er best ivaretatt dersom den ene hygieniske barrieren oppnås ved riktig valg av kilde/tilsigsområde. Dette fordi en kildebarriere er helt uavhengig av en behandlingsbarriere. En god Vedlegg 8 Vannbehandling Hammerfest vannverk 9
barriere i kilden/tilsigsområdet vil kunne sies å ha langt større sikkerhet enn en behandlingsbarriere, fordi den i stor grad er uavhengig av menneskelig og teknisk svikt innenfor vannverkets ansvarsområde. Dette taler for valg av alternativ I eller II i kombinasjon med utbygging av Vestfjelldammen. Kostnadsmessig vil alternativ I og utbygging av Vestfjelldammen være det rimeligste alternativet. Utbygging av Vestfjelldammen som kilde er kostnadsberegnet til kr. 9 794 000 eks. mva basert på prisnivået i 2009 i henhold til vedlegg 10. Pumpekostnaden i alt. I vil utgjøre en vesentlig del av driftskostnadene. Ved å etablere vannbehandlingsanlegg i henhold til alternativ II på kote som muliggjør overføring med gravitasjon uten pumping, kan de reduserte pumpekostnaden benyttes til økning av investeringsrammen. Det er derfor foreslått at man benytter kalkylen for alternativ II som kostnadsgrunnlag for beregning av investering i hovedplan for vannforsyning i Hammerfest. Torgrim Fredeng Kemi Vedlegg 8 Vannbehandling Hammerfest vannverk 10
6 BIBLIOGRAFI Hammerfest kommune. (2008). Årsrapport for vannmålere 2008. VA-Drift. Hammerfest: Hammerfest kommune. Hammerfest kommune. (2008). Driftsovervåking vann. (R. Johansen, Red.) Hammerfest. Hammerfest kommune. (2009). Registrering vannverksregisteret. VA-Drift. Hammerfest: Hammerfest kommune. Kemi, T. F. (2009). Hovedplan Vann for Hammerfest kommune. VA-Drift. Hammerfest: Hammerfest kommune. Niittyvuopio, A. (2008). Nytt Grunnvannsanlegg på Vullusnjarga i Karasjok - Kostnadsetimat. Kostnadsetimat, Asplan Viak AS avd. Karasjok, Karasjok. Niittyvuopio, A. (2000). Situasjons- og statusbeskrivelse for vannverk. Lakselv: Finnmark Teknikk AS. Norsk Vann. (2008). Selvkostberegning for VA-tjenestene produsert i kommuner og selskaper. Norsk Vann. Norvar prosjektrapport 137. (2004). Veiledning i bygging og drift av drikkevannsbasseng. AL Norsk vann og avløp BA. Statistisk sentralbyrå. (2001). Folke og boligtelling 2001, Hammerfest, Tabell 16. Statistisk sentralbyrå. Valdor, S. A. (2006). Oversiktskart vannmålere H11. Trondheim: Multiconsult AS. Vedlegg 8 Vannbehandling Hammerfest vannverk 11
Vedlegg 1: 4.2.2 Ombygging av eksiterende anlegg med siling og UV-desinfeksjon, vannglass Investeringskostnader Bygg kr 600 000 Prosess Innløpspumper Selvspylende filter kr 1 000 000 UV-Anlegg kr 2 000 000 Vannglassdosering kr 50 000 Rør og Armatur kr 1 500 000 VVS kr 100 000 Elektro Elektro kr 250 000 Automasjon kr 150 000 Anleggsbidrag Reservekraft kr 100 000 Utomhus Grunn kr 400 000 Ledningsanlegg kr 300 000 Avløpsledning kr 120 000 Ufordelt 10% kr 657 000 Entreprisekostnad kr 7 227 000 Generelle kostnader kr 722 700 Spesielle kostnader Prosjektkostnad kr 7 949 700 Reserve kr 1 192 455 Budsjett kr 9 142 155 Andel prosess, VVS og el 0,78 Kalkulasjonsrente 5,53 % Nedskriving, annuitet 20 år 0,78 Nedskriving, annuitet 40 år 0,22 Kapitalkostnad kr 724 785 Vedlegg 8 Vannbehandling Hammerfest vannverk 12
Driftskostnader Vannglass 30 g SiO/m³ 484 538 Effekt UV 75 kw Driftstid 24 h 492 750 Effekt lys/varme 15 kw Daglig driftstid 12 h 49 275 UV-Lampe 65 000 Vedlikehold maskin 154 500 Vedlikehold øvrig 59 922 Ettersyn 20 % 80 000 Driftskostnad 1 385 984 Volum/Mengder/Enhetspriser Vannmengde 15 000 m³/døgn Energipris 0,75 kr/kw JKL 2 120 kr/tonn PAX 3 330 kr/tonn Vannglass 2 950 kr/tonn Lut 2 000 kr/tonn Marmor 1 000 kr/tonn CO 2 500 kr/tonn NaOCl 1 000 kr/tonn Vedlikehold maskin 3,00 % % Vedlikehold bygg 1,00 % % Personell/år 400 000 Kr/år Vedlegg 8 Vannbehandling Hammerfest vannverk 13
Vedlegg 2: 4.2.3 Siling og UV-desinfeksjon, vannglass Investeringskostnader Bygg kr 2 400 000 Prosess Innløpspumper Selvspylende filter kr 1 000 000 UV-Anlegg kr 2 000 000 Vannglassdosering kr 250 000 Rør og Armatur kr 1 500 000 VVS kr 200 000 Elektro Elektro kr 250 000 Automasjon kr 150 000 Anleggsbidrag Reservekraft kr 300 000 Reservoar Utomhus Grunn kr 500 000 Ledingsanlegg kr 500 000 Avløpsledning kr 120 000 Ufordelt 10% kr 917 000 Entreprisekostnad kr 10 087 000 Generelle kostnader kr 1 008 700 Spesielle kostnader Prosjektkostnad kr 11 095 700 Reserve kr 1 664 355 Budsjett kr 12 760 055 Andel prosess, VVS og el 0,62 Kalkulasjonsrente 7 % 5,53 % Nedskriving 20 år 0,62 Nedskriving 40 år 0,38 Kapitalkostnad kr 965 977 Vedlegg 8 Vannbehandling Hammerfest vannverk 14
Driftskostnader Vannglass 30 g SiO/m³ 484 538 Effekt UV 75 kw Driftstid 24 h 492 750 Effekt lys/varme 15 kw Daglig driftstid 12 h 49 275 UV-Lampe 65 000 Vedlikehold maskin 169 500 Vedlikehold øvrig 71 101 Ettersyn 20 % 80 000 Driftskostnad 1 412 163 Volum/Mengder/Enhetspriser Vannmengde 15 000 m³/døgn Energipris 0,75 kr/kw JKL 2 120 kr/tonn PAX 3 330 kr/tonn Vannglass 2 950 kr/tonn Lut 2 000 kr/tonn Marmor 1 000 kr/tonn CO 2 500 kr/tonn NaOCl 1 000 kr/tonn Vedlikehold maskin 3,00 % % Vedlikehold bygg 1,00 % % Personell/år 400 000 Kr/år Vedlegg 8 Vannbehandling Hammerfest vannverk 15
Vedlegg 3: 4.2.4 Direktefiltrering i marmorfilter Investeringskostnader Bygg kr 9 000 000 Prosess Innløpspumper UV-Anlegg kr 2 000 000 Filter og filtersand kr 700 000 Kjemikaliedosering kr 300 000 Rør og Armatur kr 8 000 000 Inntransportering av marmor kr 350 000 CO2-dosering kr 300 000 VVS kr 600 000 Elektro Elektro kr 750 000 Automasjon kr 600 000 Anleggsbidrag Reservekraft kr 500 000 Reservoar Utomhus Grunn kr 1 000 000 Ledningsanlegg kr 500 000 Avløpsledning kr 750 000 Ufordelt 10% kr 2 535 000 Entreprisekostnad kr 27 885 000 Generelle kostnader kr 2 788 500 Spesielle kostnader Prosjektkostnad kr 30 673 500 Resereve kr 4 601 025 Budsjett kr 35 274 525 Andel prosess, VVS og el 0,56 Kalkulasjonsrente 5,53 % Nedskriving 20 år 0,56 Nedskriving 40 år 0,44 Kapitalkostnad kr 2 625 323 Vedlegg 8 Vannbehandling Hammerfest vannverk 16
Driftskostnader JKL 26 g/m³ 301 782 CO2 3 g/m³ 41 063 Marmor 36 g/m³ 197 100 Effekt UV 50 kw Driftstid 24 h 328 500 Effekt spylepumpe 120 kw Daglig driftstid 2 h 65 700 Effekt Blåsemaskin 30 kw Daglig driftstid 2 H 16 425 Effekt lys/varme 25 kw Daglig driftstid 12 h 82 125 UV-Lampe 65 000 Vedlikehold maskin 408 000 Vedlikehold øvrig 216 745 Ettersyn 50 % 200 000 Driftskostnad 1 922 440 Volum/Mengder/Enhetspriser Vannmengde 15 000 m³/døgn Energipris 0,75 kr/kw JKL 2 120 kr/tonn PAX 3 330 kr/tonn Vannglass 2 950 kr/tonn Lut 2 000 kr/tonn Marmor 1 000 kr/tonn CO 2 500 kr/tonn NaOCl 1 000 kr/tonn Vedlikehold maskin 3,00 % % Vedlikehold bygg 1,00 % % Personell/år 400 000 Kr/år Vedlegg 8 Vannbehandling Hammerfest vannverk 17