Planlagt vannbehandling på Langevannverket Prosess og forutsetninger v/karl Olav Gjerstad
Aktuelle vannbehandlingsmetoder i Norge Desinfeksjon, redusere korrosjon, fargereduksjon UV-belysning, klorering Vannglass eller alkalisering (marmor) Fargetall 0 10 mgpt/l 10 20 mgpt/l > 20 mgpt/l Koagulering Membranfiltrering Ozonering/biofiltrering
STRAND Tau RA Krokaheia VBA Jørpeland RA 3
Langevannverket 8.mars 1999 Desinfeksjon Korrosjonsbehandling
Utfordringer ved eksisterende råvannskilder - Høy sommertemperatur: ca 17 C - Økende fargetall: 15 mg Pt/l - Tidvis høye konsentrasjoner av E.coli - Tidvis lukt/smaksproblem - For liten kapasitet om 10 15 år Storevatn hovedkilde (magasin 20 mill m3) 2008 Langevatn VBA Romsvatn hovedkilde(magasin 20 mill m3) 1975 Langevatn reservekilde 2003 Stølsvatn hovedkilde Hovedplan drikkevann 2050 Behov for: Ny råvannskilde Utvidet vannbehandling
Utførte undersøkelser i Birkelandsvatn IVAR: Mikrobiologiske og kjemiske undersøkelser siden 1994 IVAR: Hygienisk sikkerhetsvurdering NIVA: Spredningsmodell NIVA: Fargetallsutvikling NIVA: ROS-analyse av jordbruksaktiviteten mhp fosforbelastning
IVAR: Mikrobiologisk undersøkelse i Birkelandsvatn på stasjon 4 (75 m) E.Coli i inntaks område (pr 100 ml) (Max verdier) 1994 (f): 0 2008: 0 2009 (f): 1 2010: 0 2011: 2 2012: 1
Fargetallsutvikling i Birkelandsvatn NIVA : Generell TOC-konsentrasjon forventes ikke å øke. Lite sannsynlig at fargetallet overskrider 20 mgpt/l
NIVA: Spredningsundersøkelse 15.juli 2008 Oppsummering spredningsundersøkelse: Ved uhell med drivstoffprodukter eller kjemikalier vil dette ikke påvirke råvannsinntaket E.Coli i råvannsinntaket < 10 pr 100 ml 15.Nov 2008
Hygienisk sikkerhetsvurdering vannforsyning fra Birkelandsvatn Overvåking Magasin 15 mill m3 Overvåking Magasin 15 mill m3 Romsvatn Stølsvatn Kontinuerlig temperaturmåling Storavatn Overvåking 7 km Klorering UV Ozon/ biofiltrering 90 m Birkelandsvatn
Pilotanlegg Langevatn Moldeprosess OBF Biofilter (mettet aktivt kull) OBF - Kontaktkolonner Oksygengenerator Ozongenerator
Biofilmmonitor (BFM) Bestemmelse av TOC som mål på dannelse av biofilm på innsiden av vannrør Utløpslange BFM utplassert ved: PE-rør (1m - 32 mm) IVAR pilot, Langevatn 1 stk alkalisert vann 1 stk Moldeprosess 1 stk ozon/bifiltrering Steinsvika vv, Skien 1 stk på råvann 1 stk på nettvann Trykkregulator Klungset vv, Fauske 1 stk på råvann 1 stk på nettvann Vannmengderegulator Innløpskran
TOC mgc/ 100 cm2 TOC mgc/ 100 cm2 TOC mgc/ 100 cm2 2,00 Langevatn Pilotanlegg TOC i Biofilm (BFM - 1m) 2,00 SKIEN Steinsvika TOC i biofilm (BFM - 1m) 2,00 Fauske Stengvatn TOC i bifilm (BFM - 1 m) 1,80 1,80 1,80 1,60 1,60 1,60 1,40 1,40 1,40 1,20 1,20 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 Ozon 1m Molde 1m Alkalisk filter 1m 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 1,27 1,28 1,08 0,70 0,53 0,56 0,28 0,34 Steinsvika råvann Steinsvika nettvann 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 1,91 0,96 0,67 0,47 0,36 0,23 0,19 0,17 Stengvatn råvann Stengvatn nettvann Sammenligning av resultater for 3 biofilmmonitorer (BFM) plassert ved Langevatn pilotanlegg, Stengvatn vv i Fauske og Steinsvika i Skien (Oppstart Langevatn: 3.juni, oppstart Stengvatn: ca 7.sept. Oppstart Steinsvika: ca 25.august i 2010). Vannhastighet: 0,2 m/s. Fargetall inn : 14-18 mg Pt/l TOC inn: 2,4-3.0 mg C/l ph = Ozondose = 1,2 2,0 mg/l Oppholdstid = ca 40 min BDOC høst 2011 ca 0,27 mg/l Fargetall inn : ca 20 mg Pt/l TOC inn ca 3,5 mg C/l ph = 7,2 Ozondose = 3,5 mg/l Oppholdstid = 21 min BDOC feb 2011 = 0,25 mg/l
TOC mgc/ 100 cm2 Forsøk på en enkel forklaringsmodell Råvann Fe 3+ Al 3+ Ca Fe 3+ 2+ Al Al 3+ 3+ Fe2+ Ca 2+ Fe 3+ Fe 3+ TOC fra utfelte humusstoffer 2,00 1,50 1,00 TOC fra mikrobiell aktivitet SKIEN Steinsvika TOC i biofilm (BFM - 1m) Steinsvika råvann Steinsvika nettvann 0,50 0,00 1,27 1,28 1,08 0,70 0,53 0,56 0,28 0,34 Fe 2+ Al 3+ Ca 2+ Nettvann Etter ozonering TOC fra utfelte humusstoffer TOC fra mikrobiell aktivitet
Sammenligning 2 vannbehandlings - prosesser Ozonering/biofiltrering Kontakt kammer Oksygen generator Ozongenerator CO2 dosering Marmor filter Spylevann til resipient via sedimenteringslagune Biofilter Moldeprosess CO2 Antrasitt Sand Marmor jernklorid oppkonsentrering Kullfilter Spylevann til avløpsnett eller slam produksjon Fortykking Fortykking Sentrifuge Hygienisk barrieregrad Bakterier + + Virus + + Giardia + + Cryptosporidium (+) + Fargetallsreduksjon + + Sensorisk kvalitet + - (+ med kullfilter) Slamdannelse fordelingsnett - (?) + Spylevannsdisponering + - Driftskompleksitet + - Korrosjon på jernrør + - Årskostnad = =
Kullsyre Jernsulfat Na thiosulfat Prinsippskisse for delprosessene i NYE langevatn VBA NY Oksygenproduksjon Ozonproduksjon Råvann NY Ozon kontakt kammer Marmor filter NY Klor Bio filter UVdesinfeksjon Klor Kontakt basseng Renvann
Marmor filter (20 stk) Bio filter (40 stk) UV desinfeksjon Kaskade lufter kontakt kammer 2 linjer Ozone produksjon Forprosjekt ferdigstilt pr juni 2013 Detaljprosjektering starter september 2013 Ferdigstillelse anlegg 2017/2018
Tests performed in our pilot plant Detention time in each contactor (plug flow) Method of CT calculation 1,4 min 3,4 min 5,1 min 5,1 min "USEPA based and Norwegian interpreted" (O3 inlet + O3 outlet) /2 x time O3 outlet x time Date tested Color raw water Color ozonated water TOC raw water CT-value for each contactor - total 15 min detention time ODP regnet snitt inn/ut bare ut Ozone Dose mg/l Contactor 1 Contactor 2 Contactor 3 Contactor 4 CT total CT total CT total 04.11.10 12 3 2,1 1,6 1 2 1 0 5 5 3 05.11.10 12 3 2,1 1,6 1 2 1 0 5 5 4 08.11.10 15 5 1,6 1 2 1 0 5 5 3 09.11.10 16 4 1,6 1 2 3 3 2 10.11.10 13 3 1,6 1 2 3 3 2 14.12.10 14 4 1,6 1,6 1 2 2 1 7 7 6 23.02.11 12 4 1,5 1,3 1 2 1 1 5 5 4 26.04.2011 10 4 1,7 1,6 2 4 3 2 11 11 10 27.04.2011 10 2 2,4 3 6 8 6 23 23 21 27.04.2011 10 1 3,5 4 9 12 11 36 36 34 08.08.11 10 3 1,6 2 3 2 1 8 8 5 13.10.11 16 6 1,6 1 2 1 0 4 4 2 14.11.11 12 3 2 1 3 2 1 8 8 6 15.11.11 11,9 3,7 3 3 6 6 5 19 19 17 15.11.11 11,7 3 4 3 7 9 7 27 27 25 13.03.12 7,3 3,7 1 1 2 1 0 4 5 4 13.03.12 7,3 2,1 2 2 5 6 5 19 19 17 13.03.12 7,3 2,1 3 3 7 10 7 27 28 26 PILOT PLANT LANGEVATN Contactor nr The contactors are packed with Raschig rings 1 2 3 4 Intlet Samplepoints for measuring ozone in water Outlet