Egevangen 3 B 2980 Kokkedal
Total Page：16
File Type：pdf, Size：1020Kb
Gunderød Vandværk a.m.b.a. Karlebovej 44C 2980 Kokkedal 25. marts 2020 Til Fredensborg Kommune Egevangen 3 B 2980 Kokkedal Ansøgning om tilladelse til forbedring af biologiske filter til fjernelse af ammoniak og nitrit på Gunderød Vandværk a.m.b.a. ifølge Vandforsyningslovens §21. Baggrund: Gunderød Vandværk har, Jf. figur 1, siden 2016 haft problemer med at overholde gældende drikkevandskrav til ammonium på 0,05 mg/l og til nitrit på 0,01 mg/l. 0,6 0,06 0,55 0,5 0,05 0,45 0,4 0,04 0,35 0,3 0,03 0,25 0,2 0,02 0,15 0,1 0,01 0,05 0 0 03-12-2011 02-12-2013 02-12-2015 01-12-2017 01-12-2019 30-11-2021 Figur 1: Ammonium (punkt og venstre akse i mg/l)) og nitrit (kryds og højre akse i mg/l) fra afgang Gunderød Vandværk. Bemærk at boringsrøret i brønd 1 blev udskiftet i marts 2015. Grænseværdierne i Danmark er 0,05 mg/l for ammonium og 0,01 mg/l for nitrit. Disse problemer er igennem de seneste fire år søgt afhjulpet ved at forlænge tiden mellem skylning af det biologiske filter, således at der var bedre tid til at opbygge og fastholde den nødvendige biomasse på sandkornene i filtret. Denne strategi har kun været delvis succesfyldt. Specielt i det seneste år har det været vanskeligt at opfylde drikkevandskravene. Det skal bemærkes at vandværket overgik til at benytte to serielt forbundne filtre i 2004, således at fjernelse af jern og mangan sker i det første filter og en biologisk fjernelse af ammonium og nitrit i det andet filter, der kaldes efterfiltret. Indtil det ovenfor beskrevne problem opstod ultimo 2015 har Vandværket kunnet overholde kravene til belastningen med ammonium fra råvandet. Denne belastning overskrider således ikke filtrenes designkapacitet som det ses i venstre halvdel af figur 1. Desuden 1 indeholder råvandet tilstrækkeligt fosfor til at mikroorganismerne har gode vækstbetingelser. Endelig indeholder vandet tilstrækkeligt ilt til at ammoniumfjernelsen og nitritoxidationen kan forløbe effektivt. Årsagen til det opståede problem er formentlig udskiftning af borerøret i en 74 år gammel boring i marts 2015, hvor der blev installeret et rustfrit stålrør i stedet for det gamle jern rør. Derved er det tilskud af metalliske sporstoffer, der i mikroskopiske mængder tidligere pga. korrosion er blevet opløst i råvandet ændret, således at det biologiske filter ikke længere får det nødvendige tilskud af spormetaller. Heriblandt specielt kobber, der er nødvendigt for en af de mikroorganismer der oxidere ammonium til nitrit og nitrit videre til nitrat. I de forløbne fire år har man som nævnt ovenfor delvist kunne afhjælpe problemet ved at ændre filterskylningen. Men derved har man nu efterhånden udmarvet biomassen i filtret således at der nu er behov for et nyt tiltag for at forbedre vilkårene for mikroorganismerne i biofilteret. Forbedring af biologisk filter Krüger har i samarbejde med bl.a. Danmarks Tekniske Universitet gennemført et forskningsprojekt, hvor det er dokumenteret, at indhold under 0,5 µg/l af ét eller flere af sporstofferne kobolt, krom, kobber, molybdæn, zink m.fl. kan medføre reduceret aktivitet af de mikrobiologiske drikkevandsrenseprocesser. Specielt nitrifikationen, hvor ammonium omsættes til nitrat via nitrit, er problematisk, da enzymer i mikroorganismerne, der katalyserer nitrifikationsprocesserne, skal bruge spormetallerne. Forsøgene i forskningsprojektet har éntydigt vist, at ved sporstofmangel i råvandet og efterfølgende tilsætning af sporstoffer i tilløbet til filtrene er nitrifikationen blevet forbedret over få uger, hvorved drikkevandskravene for ammonium og nitrit kan overholdes, jf bilag 1. Efter at sporstoftilsætningen stoppes er der bundet sporstoffer i biofilmen i filtrene, hvorved den positive effekt varer ved i de efterfølgende måneder til år. Det er endnu uvist hvor længe denne positive effekt kan fortsætte, men formentlig skal tilsætningen genopstartes efter en periode, hvis længde afhænger af hvor meget biomasse der udskylles ved filterskylningerne.. Grundvandet i Danmark indeholder i mange områder utilstrækkelige koncentrationer af sporstoffer. Tidligere blev de nødvendige spormineraler ”automatisk” tilført vandet ved korrosion af de benyttede rør-, ventil- og fittingsmaterialer. Nutidens materialevalg i form af rustfrit stål og plast frigiver ikke den samme mængde sporstoffer, hvorfor nitrifikationsproblemerne typisk opstår ved udskiftning af de gamle filtermaterialer og/eller udskiftning af rørmaterialer i råvandssystemet. Ved den foreslåede løsning tilsættes sporstoffer i en koncentration på ca. 0,5 – 1 µg/l til vandet – altså typisk 2.000 gange under det gældende drikkevandskriterie ved forbrugers taphane. Derudover bindes hovedparten af de tilsatte sporstoffer i biofilmen i drikkevandsfiltrene og kan typisk ikke detekteres i rentvandet. Sporstoffet tilsættes ved hjælp af korrolyse. Der frigives de ønskede metal-ioner ved at påtrykke en lav strømstyrke til et specifikt metalstykke, som er neddykket i vandet i tilløbet til filteret. Ved at justere strømstyrken ændres frigivelsen af spormetal til vandet proportionalt med den påtrykte strøm. Der benyttes typisk meget lave strømstyrker på 20 – 80 mA for at frigive den meget lave krævede spormetalkoncentration. Denne tilsætningsmetode giver en helt præcis metaltilsætning selv i meget små koncentrationer, uden at der er risiko for fejldosering eller mikrobiologisk forurening af drikkevandet, jf. princippet for tilsætningen som vist på figur 2. Doseringsudstyret består udelukkende af 2 en strømgiver samt 2 metalelektroder (anode/katode) som er neddykket i vandoverfladen. Elektroderne er kloret inden de nedsættes i filtrene. Figur 2 Opstilling til forbedring af de biologiske processer Krüger og DTU har patenteret denne teknik til tilsætning af spormineraler (kaldet ’FiltraFloNIT’). Den er installeret på mange vandværker i Danmark de seneste fire-fem år: fx i Hillerød, Rødovre, Glostrup, Esbjerg, Sønderborg, Slagelse, Vordingborg m.fl., hvor ammoniumomdannelsen på alle vandværker er forbedret betydeligt ved kobbertilsætningen, jf bilag 2. Plan for Gunderød Vandværk For at forbedre ammonium og nitrit omdannelsen på Gunderød Vandværk, ønsker vandværket at opsætte en installation til tilsætning af sporstof mellem for- og efterfilter. Der søges om tilladelse til at bibeholde installationen i vanværkets driftstid. Installation Installationen vil bestå af 2 elektroder styret af en fælles styreboks. Der gives et start/stop signal fra Gunderød Vandværks SCADA system til styreboksen når indvindingen starter/stopper for at sikre at tilsætningen af spormetal kun sker, når vandværket er i drift. Derudover er strømstyrken præcist styret, sådan at der sikres den minimale nødvendige dosering af spormetaller. På baggrund af oplysninger om råvandet og vandværket sættes strømstyrken til 20 - 80 mA. Typisk startes med 40 mA. Analyseprogram Der udtages prøver som vist i Tabel 1. Indløb forfilter Udløb efterfilter Uge efter opstart Eller efterfiler eller rentvandstank Ammonium X X 0, 2, 4, 6, 8 Nitrit X X 0, 2, 4, 6, 8 Spormetal (tilsat) X X 0, 2, 6 Tabel 1 Analyseprogram. Uge 0 = opstartsdag (reference inden start). 3 Samtidig med prøveudtagningen noteres det aktuelle flow (m3/t) fra vandværket og seneste returskylning af for- og efterfilteret fra vandværkets SCADA anlæg. Der udtages prøver minimum 2 timer efter opstart af indvindingen og minimum 2 timer efter en returskylning af filteret. Tidsplan Installationen kan opsættes og opstartes umiddelbart, efter at der er givet en myndighedstilladelse. Hvis der ikke ses effekt af sporstoftilsætningen i filtrene, stoppes installationen efter 4 - 6 uger. Optimeres ammoniumomdannelsen som forventet fortsættes med sporstoftilsætningen i 3-6 måneder for at få biofilmen fyldt op med sporstoffer. Efterfølgende kan tilsætningen stoppes og startes igen efter en periode, der afhænger af udviklingen i ammonium-koncentrationen og af udvaskning af biomassen ved filterskylningerne. Rapportering Efter 3 måneders drift udarbejdes en kort rapport med beskrivelse af installationen, analyseresultater og konklusioner. Denne fremsendes til Fredensborg Kommune. Økonomisk redegørelse FiltraFloNIT elektroderne og styreboks koster ca. 50.000 – 60.000 kr. i anlægsudgifter samt ca. 10.000 kr. for idriftsætning. Derudover koster det under 150 kr. i strømudgifter når elektroderne er tændt i perioder på 3 måneder. Det er muligt at elektroderne skal tændes igen i en periode på 3 måneder, for at bibeholde effekten, hvilket igen vil koste op til 150 kr./3 måneder. Alternativet til at installere FiltraFloNIT er at ombygge vandværket med større filtre eller at udnytte nødforbindelse til Fredensborg forsyning, for at kunne få vand til opblanding således at kravene til ammonium og nitrit kan overholdes. Omkostninger til installering af FiltraFloNIT er minimale i forhold til at ombygge vandværket til styring af en sådan opblanding. Installation af FiltraFloNIT vil ikke have indflydelse på vandprisen, da udgifterne til anlæg og drift er relativt lave. Miljømæssig redegørelse Der er kun et meget lille ressourceforbrug til FiltraFloNIT i form af en lille kobberklods, som er placeret for enden af elektroderne. Der doseres ca. 1 µg/l og der behandles op til 15.000 m³ på en periode på 3 måneder. Der tilsættes derfor ca. 15 g kobber på en periode på 3 måneder, hvor hovedparten vil sætte sig i biofilmen. Derudover er der et mindre energiforbrug til elektroderne, når de er i drift. Der er ikke andre miljøeffekter eller påvirkning af arbejdsmiljøet ved installering af FiltraFloNIT. 4 På baggrund af ovenstående beskrivelse ansøger Gunderød Vandværk om tilladelse