JØRGEN NIELSEN

4

ni- ••_~r••f•• 4.—

VAND- OG~LL)FTFORtJRENING.; ~,k •

~1~~*LYD OG ÆIiøJt,f~L

VEDVARENDE ENERGIAF~ÆG• •

1.Lc

-ø- 5

‘ø.—. —ø 4.4

tr~t -4-‘ø

4.

Jørgen Nielsen

iljoteknikVand- og luftforureningLyd og støjVedvarende energianlæg

5. udgave, 6. oplag

G E C Gads Forlag

Miljoteknik5. udgave, 6. oplag 20091990, 1996 G-EC Gads Forlag. Aktieselskabet ar 1994.

Kopiering fra denne bog er kun tilladti overensstemmelse med overenskomsten mellemde offentlige myndigheder og Copy-Dan.

Typografi: Axel Surland.Omslag og sats: MONTAGEbureauet ApS, København.Bogen er trykt hos BookPrint, Svenstrup

ISBN 978-87-12-03024-9

Forord

Denne 5. udgave af lærebogen MILJØTEKNIK er hvad angår afsnitteneom vand og luftforurening, samt lydog støj, ikke blevet grundlæggendeændret.

Der er foretaget en ajourføring ogopdatering, samt yderligere inddelingi delafsnit med det formål at gøre stoffet mere overskueligt.

Endvidere er der medtaget delafsnitsom har relation til miljøforholdeneombord i skibe.

Sammenhængen mellem energiforbrug og luftforurening, har bevirket,

stillet en langsigtet målsætning (Energiplan 2000) med det formål at nedsætte forbruget af fossile brændsler.Her kommer så vedvarende energikilder ind i billedet.

Da man må formode, at fremtidensteknikere, herunder maskinmestre, iendnu større omfang end i dag kommer til at beskæftige sig med drift ogvedligeholdelse af vedvarende energi-anlæg, er derfor i bogens afsnit 4 gjortnærmere rede for visse typer vedvarende energianlæg, såsom: Biomasse,vind og sol.

at man fra regeringens side har op- Maj 1996 Jørgen Nielsen

Firmaer og institutioner nr. v,der har stillet materiale til radighedved udarbejdelsen cæfdenne lærebog

c* Alfa Laval AIS, KøbenhavnArbejdstilsynet, KøbenhavnBilsom, SøborgBrüel og Kjæi NærumDegussa, TysklandFyns Amt, OdenseHaldor Topsøe AIS, LyngbyHaustrups Fabrikker A 5, OdenseI. Krüger A 5, KøbenhavnInformationssekretariatet for vedvarendeenergi - Dansk Teknologisk InstitutJesma-Matador A 5, VejleJord og Beton Miljøteknik A 5, AarhusMAN - Bog W DieselMiljøstyrelsens HavforureningslaboratoriumOdense Kommune, OdensePandrup KommunePuritek, SilkeborgSimatek AIS, HøngStrøm og Pedersen A 5, VejleVendsysselværket (NEFO)VESTAS DK- 6940 LemVestkraft - Esbjerg

Indhold

Afsnit 1: Spildevandsteknik1.1 Vandforbrug og

spildevandsmængder1.2 Forurenende stoffer i

spildevand og grundvandog deres indvirkning påomgivelserne

1.3 Miljøhandlingsplanen1.4 Biologiske - kemiske-

processer i recipientenI .5 Analyser1.6 Principper for

spildevandsrensning1.7 Rist og sandfang1.8 Mekanisk rensning1.9 Biologisk rensning1.10 Fjernelse afnæringssalteIII Rensning og udledning

af spildevand ombordpå skibe

1.12 Slambehandling1.13 Beskrivelse at’ et

rensningsanlæg1.14 Vedligeholdelse og

driftskontrol1.15 Arbejdsmiljø

22-2424-2 72 7-2930-4040-48

Afsnit 2: Luftforurening2.1 Luftforurenende stoffer.

Udbredelse og kilder 65-682.2 Luftforureningens indvirkning

på omgivelserne 68-722.3 Tiltag til formindskelse

af luftforureningen 72-762.4 Arbejdsmiljø og

grænseværdier 76-802.5 Luft og røgrensningsmetoder 80

Afsnit 4: Vedvarende energianlæg4.) Indledning 1434.2 Biomasse 143-1514.3 Vindenergi 151-1584.4 Solenergi 158-1694.5 Afsluttende bemærkninger 169

OrdforklaringLitteraturhenvisningerStikordsregister

2.6 Dynamiske filtre 81-822.7 Elektrostatiske filtre 82-83

7-10 2.8 Porøse filtre 83-902.9 Luftvaskere (skrubbere) 90-922.10 Aktive kulfiltre

(adsorbtion) 92-9510-14 2.11 Forbrænding (termisk -

14-15 katalytisk) 95-982.12 Tre-vejs katalysatoren 98-99

15-18 2.13 Røggasrensning på18-22 energianlæg 99-106

2.14 Røggasrensning på skibe 106-1102.15 Afsluttende bemærkninger

Afsnit 3: Lydteori3.1 Fysiske grundbegreber3.2 Lydopfattelse3.3 Lydmåling i praksis

48-50 3.4 Støjens skadevirkninger50-59 3.5 Høreundersøgelser

3.6 Lyddæmpning og59-62 støjbekæmpelse 130-13 7

3.7 Støj ombord på skibe 13 7-13962-63 3.8 Akustisk varsling 139-14163-64 3.9 Afsluttende bemærkninger

110-112

113-119119-120120-126126-127128-130

.16 Afsluttende bemærkninger 64 141-142

170-172173

174-176

Spildevandsteknik og spildevandsrensning

1.1 Vandforbrug ogspildevandsmængderSom introduktion til dette afsnit kan vibetragte fig. 1.1, der viser et bysamfund, som via at vandværk forsynesmed forbrugsvand til husholdning ogindustri.

Spildevandet fra dette bysamfundledes gennem kloaksystemet til etrensningsanlæg og fra dette ud i recipienten.

Da det er spildevandsmængden ogspildevandets sammensætning, derdanner grundlag for opbygningen afrensningsanlægget, herunder bassin-størrelser - rensningsmetoder osv., måvi have kendskab til vandforbrugetsamt hvilke forurenende stoffer, derfindes i husholdnings- og industrispildevand. Om dette handler de følgendeafsnit.

VandfbrbrugVi skal have vand for overhovedet atleve, men dette vandbehov er megetbeskedent, nemlig:1-2 i person døgnDet gennemsnitlige vandforbrug iDanmark er betydeligt større og andrager omkring:250-400 I person døgn (normalt by-forbrug incl, industri). Heraf udgørhusholdningsforbruget 100-200 I person degn.

Husholdningsforbruget vil naturligvis afhænge af hvilken form for beboelse der er tale om. Enfamilieshuse harsåledes et betydeligt større forbrugend etagelejligheder.

Vandforbrugets afhængighed af bebyggelsesform og standard kan aflæses i følgende tabel, se side 8 øverst.

Fig. 1.1

7

VandforbrugBebyggelseskategori I person døgnGI. høj beb. 100Nyere social etagebeb. 116Nyere rækkehusbeb. 119Nyere høj beb. 124Nyere højhuse 127Moderne klublejl. 161Moderne ejerlejl. 170Moderne luksusvilla 272

Et husholdningsforbrug på f.eks.1 p d kan opdeles som følger:Madlavning og drikkeforbrugetToiletskylPersonlig hygiejneTøjvask

20!40 I60 I20!

Opvask 30!

Nogle få eksempler på industriforbrug:

vandforbrug iProdukt enhed m enhedsvovlsyre ton 10-20cellulose ton 50-150øl ton 10-25brød ton 2-5

Vandforbruget er ikke konstant overdøgnets forløb, hvilket fremgår af fig.I .2, side 9, der viser indløbsvariationer af vand til et rensningsanlæg.

Middelvandføringen ligger på ca. 230I s og den varierer, som det fremgår afdiagrammet, fra omkring 100 Is til310! s i løbet af døgnet.

Vandforbruget i Danmark i perioden1970-1988 kan aflæses i nedenståendeskema.

I 1970’erne har forbruget væretstærkt stigende, medens der er tendenser til stagnation i 1980’erne.

Vandforbruget i DanmarkVandforbrug 1970 1977 1988

- mill. ni pr. år

Husholdninger 280 400 360Indstitutioner 60 80 60Industri 200 265 370Landbrug 130 420 450Dambrug 50 40 65Ialt 720 1205 1305Kilde: MiUasrvrelsen 1989. Tal om natur og miljø

Husholdningsforbruget i begyndelsenaf 1990’erne har været svagt faldende.Derimod kan der konstateres en fortsat stigning i forbruget til markvanding.

Forbruget af drikkevand fra 1983 til1992 kan aflæses på fig. 1.3, side 9.

Den spildevandsmængde, der tilledesrecipienten, enten via rensningsanlægeller direkte, er dog ofte meget størreend det, der svarer til forbruget. Detteskyldes infiltration, dvs. indsivning afvand i kloaksystemet. Denne infiltration vil naturligvis afhænge af kloaksystemets alder og dets vedligeholdelse. Se fig. 1.4, side 10.

Også regnvand skal medregnes ispildevandsmængden. For vej og by-arealer kan regnes med op til 140 Ivand hektar sek.

Følgende tal vil illustrere hvor storevandmængder, der kan være tale om.

For et bysamfund på 50.000 personækvivalenter (PE) kan spildevands

170

Af yderligerenes bilvaskI vask.

enkeltforbrug kan nævmed slange 200-300

8

Von*I.rng

3J0

180 ÷

280

10•

110 t

‘tot

“0-

‘10

l~.

801.tOt

‘01~

bt

mængden fra husholdning - industriog infiltration f.eks. andrage Q 800m h. (Forureningen fra industrienomregnes ofte til antal personer (PE),idet man omregner, hvor mange personer (PE) industriens spildevandsafledning svarer til).

Den totale mængde under regnskylkan beregnes ud fra følgende formel:Qmax (l+m)Qhvor m er en størrelse, der kan fastsættes af myndighederne.

Sættes m til f.eks. 4, får man: Qmax(1+4)800 4000m h

Sætter man m 0, bliver Qmax Q,og dimensionerer man rensningsanlægget ud fra denne vandmængde, måman ved regnvejr enten lede en del afspildevandet til sparebassiner ellerdirekte ud i recipienten.

Dimensionerer man rensningsanlægget ud fra en vandmængde Qmax

Q, betyder dette altså, at anlæggets

Forbrugct aldrikkevand. 1983-1992

Mio. m3800

700

600

500

400

300

200

100

01983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992

Anni. Ekski. erhverv med selvstændig vandindvinding,Kilde Danmarks Statistik, St, E., Miljo 1993:8.

Fig. 1,3

/~-~N\oo408~ ‘OflO 2

89 ,2~i3 847 10 1’ 0.’ ‘-5 TOFig. 1.2

Fig. 1.4 Sammensætning aftilløb til et renseanlæg.

kapacitet er større end den, der er nødvendig ved tørvejr.

1.2 Forurenende stoffer i spildevandog grundvand og deres indvirkningpå omgivelserne.

Byspildevand kan inddeles i:

suspenderet stofkolloideropløst stof

På fig. 1.5 øverst side II er vist enoversigt over partikelstørrelser.

Medens husholdningsspi Idevandetssammensætning ikke varierer megetfra by til by, kan industrispildevandetvære meget forskelligt i sammensætning. Feks. er spildevandet fra fødevareindustrien meget stærkt organiskforurenet.

Som ofiest forekommer der de samme bestanddele i industrispildevandetsom i husholdningsspildevandet, bortset fra patogener.

Også regnvand indeholder forurenende stoffer (tjære - fenoler- org. materiale m.m.). Især ved begyndelsen afet regnskyl kan spildevandet væremeget forurenet (den første 1/2 time).

Foruden de her nævnte stoffer indeholder byspildevandet også uorganiskmateriale, feks. sand.

De forurenende stoffer i byspildevand opdeles olle i:

I - Organisk stof2 - Fosforforbindelser3 - Kvælstofforbindelser

1000Im’~mdr

700

500

400

Tervrtillb

300

Inhiltråtion

200

100

0

Vandlorbrug

mdrliii III 111111 II I I,.AMJJ ASON DiF MAIAJJ ASOND

HusholdningsspildevandIndustrispildevandRegnvand

H usholdningsspi Idevandindeholder:

Org. stof

Næringssalte (fosfater og nitrater)Patogener (sygdomsfremkaldendemikrorganismer)Tungmetaller (som oftest i mindremængder)

- Organisk stofer de forbindelser derindeholder kulstof (bortset fra CO ogCO ). Disse forbindelser kan væremeget komplicerede med store molekylevægte. Ofte opdeler man organiskstof i let nedbrydeligt og tungt nedbrydeligt stof

2 - Fosfor forekommer som:Ortofosfat: PO~HPO4 , H,P04Polyfosfat (findes ivaskemidler)P30,, (PO3 )~ ‘, ( PO~ ),,Organisk bundet fosfor

3 - KvælstofAmmoniakAmmoniumNitritNitritOrganisk

Spilclevandsudledningensinc/virkning po omgivelserneOrganisk stof, der udledes til en recipient, tjener som føde for en del af demikroorganismer, som lever i recipienten. Ved de omdannelser, der dervedforegår, forbruges der ilt og dermedkan iltkoncentrationen blive så lav atandre organismer ikke kan leve.

Udledningen af næringssalte kan- P bevirke en kraftig algevækst i recipi

enten, der herved kommer ud afbalancc. Mere om dette senere.

Den skematiske opstilling nederst påsiden viser, hvorledes spildevandet fraen typisk dansk by kan indvirke påomgivelserne.

Udledningen af organisk stof, kvælstof og fosfor forårsager som nævnt iltmangel i vore indre farvande. Vediltindhold under 4 mgO2/l vil fisk søgevæk fra det pågældende område, ogved iltindhold under 2 mgOJl kan fisk

StofOrganisk stof

Næringssalte

TungmetallerSygdomsfremkaldende bakterier

Indvirkning på recipientenIltmangel, fiskeflugt, fiskedød, lugtgener, gift-virkning, æstetiske gener.Forurening af grundvand. Algevækst medderaf følgende iltsvind.Giftvirkning ved ophobning i fødekæden.Forurening af drikke- og badevand. Risiko forinfektionssygdomme.

Grove partikler

Suspenderet stof Kolloider Opløst stof$4 $4

Partikelstørrelse.4

mm100 10 1 101 102 io~ 10’ 10’ 10’ b7

I I I I I I I I I

Fig. 1.5

Bundfældeligt stofikke bundfældeligt stof

Molekylerloner

PO4

Poly - POrg. - PTOT - P

forekommer som:NH1 j (NH3 + NH4 ) - NNH4÷JNO,~(NO:+NO )-NNO1 J

kvælstof Org. - NTOT - N

II

ikke overleve gennem længere tid.Bundfaunaen er mere hårdfør, men

fortsætter iltsvindet i en længere periode, vil alt liv også forsvinde her. Kortet fig. 1.6 viser ilisvindsområdernesudbredelse i sommeren og efteråret1986.

Ser vi nærmere på farvandet omkring Fyn, viser fig. I.? hvor der i1986-87 er konstateret lave ilt koncentrationer i de bundnære vandmasser.

Forholdene er tilsyneladende værst iden sydlige del af Lillebælt, idet iltindholdet her ligger på 0-2 mg 0 I.

GrundvandDesværre er det ikke kun havområdersamt søer og vandløb, der er påvirketaf forureningen.

Nedsivningen fra landbrugsdrift,spildevandsafledning, affaldsdepoterm.m. påvirker grundvandet. og her er

det nitratforureningen, man fokuserermest på.

Men også forureningen med pesticider, er blevet et problem man i stigende omfang må have opmærksomheden henledt på. Fig. I .8, side 13 visergrundvandets forureningskilder.

Grundvandets nitratindhold stammer overvejende fra godningstilførselpå landbrugsarealerne. Det nitrat derikke optages af planterne, udvaskes tilgrundvandet.

Internationalt er der for drikkevandfastsat en vejledende grænseværdi på25 mg nitrat pr. I. og et højest tilladeligt indhold på 50 mg nitrat pr. 1.

Fig. 1.9 på side 13 viser nitratindholdet i drikkevand fra udvalgte vand-værker i Danmark.

Som det fremgår af skitsen, er manmange steder i landet over “det højsttilladelige” nitratindhold.

Analyser fra omkring 500 vandværker viser, at nitratkoncentrationen stiger fra 1,5 til 4,6 mg nitrat l~ år.

— 0-2 mg 0,/IQ.’ 2-4 mg 0,/I

Fig. 1.6 Kilde: Miljøstyrelsens Havforureningslaboratoriurn.

Fig. 1.7 Kilde: Fyns Amts Miljørilsvn.

12

Hvis denne stigning fortsætter somhidtil, vil det få uhyggelige konsekvenser for drikkevandsforsyningen.

Fig. 1.9

I forbinddse med vandværkerneskontrol af boringer, er der i 1993 og1994 undersøgt for pesticider i Ca.

0

Kilde: Danmarks Statistik mfl., Tal om natur og miljø, 1990,

Fig. 1.8

—0

Snvat I

•• Z5-5O

• ‘50

.

c

.

‘I.

..

.

Drikkevandets nitrarindhold er angive! i koncentranonsklasser (i ,,,g NO, I) jævnj’or signutu,j’orklaringen. Kortet viser (le nyeste pæn/ler indenfor perioden 1 986-1990.

Kilde: Status for grundvand og drikkevand i Danmark 1990. (DGW Damnarkv GeologiskeUndersøgelse.

13

2000 boringer. Der blev påvist pesticider i l40o af de undersøgte boringer.30o afboringerne havde et højere indhold af pesticider end tilladt i drikke-vandet. Tallene svarer altså til, at der i60 boringer blev konstateret et forstort indhold afpesticider.

Disse foreløbige undersøgelser harvakt en del opmærksomhed, og flereboringer er blevet lukket. Dog skal derflere undersøgelser til, før man kan sige noget sikkert om problemets omfang.

1.3 MiljohandlingspianenDen miljøhandlingsplan man vedtog i1985, havde som hovedsigte, at nedbringe forureningen med organiskmateriale og næringssalte. Og udfraNPO-redegørelsen, (NPO står forkvælstof - fosfor og organisk materiale), blev der fra myndighedernes sideopstillet en målsætning. Tallene fradenne målsætning er anført i nedenstående skemaer.

For kommunale og industrielle rensningsanlæg sørre end 5000 PE fastsættes en maksimaludledning, somfremgår af følgende »fremtidige~kravværdier:

Organisk stof 81-5 15 mgl(modificeret)

Total kvælstof N 8 mg ITotal fosfor P 1,5 mgl

Det skal bemærkes, at man rensningsteknisk alene koncentrerer sig omnæringsstofferne, idet organisk stofreduktion naturligt følger med.

I maj 1987 vedtog folketinget er forslag til ændring af handlingsplanen.Målsætningen fastholdes, men tidshorisonten skubbes til januar 1993.

Omkostninger ved planensgennem/ireiveHandlingsplanens gennemførelse vilkræve investeringer på 6 mia. kr. tiludbygning af de kommunale rens-

Ki’ceIv,oflUdledning efter

Udledning ifølge Reduktion planensN PO-redegørelsen tons 0~ gennemførelse

Landbrug 260.000 127.000 49 133.000Kommunale rensningsanlæg 25.000 15.000 60 10.000Særskilt industriudledning 5.000 3.000 60 2.000I alt 290.000 145.000 50 145.000

Fosfor:Udledning efter

Udledning ifølge Reduktion planensNPO-redegørelsen tons ~o gennemførelse

Landbrug 4.400 4.000 91 400Kommunale rensningsanlæg 7.200 5.200 72 2.000Særskilte industriudledninger 3.400 2.800 82 600I alt 15.000 12.000 80 3.000

14

Ton TonFosforbelastningen

1500

Ixo

500

0

Fig. 1.10 Udviklingen afbelastningen i perioden 1986-94.

ningsanlæg, ca. 1,5 mia. kr. til udbygning af industriens renseanlæg og ca.4,5 mia. kt for landbruget til sikringaf en bedre udnyttelse af husdyrgødning-ellerca. 12mb. Ic,: (I 986 priser).

StatusDet må her i den sidste halvdel af1990’erne konstateres, at handlingsplanens målsætning endnu ikke eropfyldt.

For punktkilder, d.v.s. kommunalerensningsanlæg og industriafledninger, er man nu tæt på at nå målsætningen. Derimod er der ikke registreret enformindsket udvaskning af kvælstoffra de ditluse kilder, d.v.s. landbrugs-arealerne.

Ovenstående diagrammer, fig. 1.10,vil illustrere dette nærmere. Diagrammerne stammer fra vandmiljøplan -

over- vågningen i Lillebælt, og er udarbejdet i samarbejde mellem Fyns Amt- Sønderjyllands Amt og Vejle Amt.Her ser man, hvorledes kvælstof ogfosfor udledningen fra både punktkilder og diffuse kilder, har udviklet sig itidsperioden fra 1986 til 1994.

Endelig viser fig. I . I I på side 16, hvor.

ledes det så ud med iltindholdet i Lillebælt i sommeren 1994.

1.4 Biologiske - kemiske processeri recipientenVed at se nærmere på hvad der sker,når vi udleder urenset spildevand til enrecipient, får vi også et billede af, hvaddet er for processer, vi gerne vil havetil at foregå i rensningsanlæggene.

Men først må vi se på iltindhold ogiltbalance i recipienten.

Fig. 1.12, side 16, viser hvorledes iltindholdet i ferskvand er afhængig aftemperatur og mætningsgrad.

Saltvand kan, afhængig af saltkoncentrationen, ikke indeholde så megetilt i mætningstilstanden som fersk-vand, Ved en saltkoncentration påfeks. 300 ogen temperatur på IS C erdet maksimale iltindhold således kun8.1 mgt (ferskvand 10,2 mg I).

Det fremgår af figuren, at udledningen af store mængder varmt vand(f.eks. kølevand fra kraftværker) kanvære en årsag til iltsvind.

I en recipient hvor forholdene er ibalance forbruger planter, dyr og mikroorganismer ilt til deres respiration,men samtidig sker der en tilførsel af ilt

12000

aoæ

~oæ

Offbas kr•

IIiiW86 87 88 89 90 91 92 93 94 86 87 88 89 90 91 92 93 94

15

25-27 ufl 1994 2

v0 5 •io’ 25 30vandterflPeraIUr ,, I

I II I

I II i

Middelfart

Assens

-a

7ovense

Odense

Faabocg

Vejle

Frededda

KdJ

ø

Hadeitlev

Aabenraa

Sanderborg

— 0-2 mg O~12-4 mg 0,1

til vandet, dels gennem iltoptagelsenfra luften og dels gennem fotosyntesen. Se fig. 1.13. side 17.

Iltoptagelsen fra luften vokser mediltunderskuddet i vandet og bliver desto større jo mere »uro«, der er i vandet (bolgebevægelser - strøm m.m.).

Fig. 1.12

Fig. 1.11 Udbredelsen afi/tsi’ind 11994

Planterne bruger også ilt til deres respiration, men samtidig vil der om dagen (hvor der er sollys) foregå en opbygning af plantestof ved fotosyntesen:

CO2 + H20 + næringssalte + sollys —,

plantestof + 02

,0I~

17

ii

cm’ 0, Pr 111Creller A.wson

T2

16

—

—r 02-optagelse fra luften _7’ ,I,/

Hermed frigives, som det ses af reaktionsskemaet, ilt til vandet. Denne ilt-frigørelse er større end planternessamtidige forbrug ved respiration.

Da fotosyntesen kun forgår omdagen, men respirationen hele døgnet,vil iltindholdet i recipienten værestærkt svingende, mindst om morgenen lige før fotosyntesen igen starter.

Forurening med organisk stofLukker vi byspildevand ud i recipienten, f.eks. i et vandløb, vil mikroorganismerne, der befinder sig i vandet,påbegynde en aerob nedbrydende afdet organiske stof (madrester, vaskemidler, fækalier m.m.).

At den biologiske nedbrydning eraerob vil sige, at den foregår ved hjælpaf fri ilt.

Ammoniak NI-I3 vil, afhængig af temperatur og pH værdi, omdannes tilammoniumion: NR3 + R -~ NR4Denne ligevægt vil med en pH værdipå omkring 7 være forskudt helt tilhøjre.

Nitr(flkationNitrificerende aerobe bakterier vilkunne omdanne NR4 til NO efterfølgende proces:

Bakterier + NR: + 202 — NO 2R+H2O

Også ved denne såkaldte nitrifikarionforbruges der ilt.

Ved de her nævnte processer faldervandets iltindhold, hvorved iltoptagelsen fra luften vokser, og en ligevægtkan indtræde. Vi siger, reeipienten ersetvrensende.

-r

/respiration

fotosyntese

/sollys

Fig. 1.13

Aerob nedbrydning

Nye mikroorganismer (ceLler)N ~~ZTungt nedbrydeligt org. stofp10 Org. stof+ bakterier +

R ,s C02+H,O+NH1+P0r+SO.

Ved udledning af store mængderspildevand vil iltindholdet falde tilnul, og det opslemmede stof vil synketil bunds i recipienten, her vil en nedbrydning kunne finde sted ved hjælpaf anaerobe mikroorganismer.

At den biologiske nedbrydning er anaerob vil sige, at den foregår uden tilstedeværelse af fri ilt.

Anaerobe bakterier skaffer sig ilt vedbl.a. at reducere sulfater til svovlbrinteHS.

Svovlbrinten kan reagere med jernforbindelser og danne jernsulfid FeS.Jernsulfid giver vandet og bunden(sedimentet) en sort farve, og i dettegiftige bundslam kan højereståendeorganismer ikke leve. Resultatet bliver, at recipienten »døn<.

Sekundærforurening (udledn ing «[næringssalte)Byspildevand indeholder både fosforog kvælstof (P og N) i ret store mængder, dels bundet i organiske forbindelser og i mindre mængde som fosfat,nitrat og ammonium-ioner, PO4NO; og NH4 (næringssalte).

Som det fremgår af det tidligereskrevne, vil der ved nedbrydningen aforganisk stof også dannes næringssalte. Disse uorganiske forbindelser, somaltså dels er til stede i spildevandet ogdels dannes i recipienten, virker som»gødningsstof« (næringsstof) forplanter og alger.

Meget simplificeret kan man sige atalgerne er opbygget som følger:

C ,~Fl~ ~P

Det fremgår heraf, at der til opbygnin

gen kræves bade kvælstof og fosfor,for øvrigt i forholdet 7: I.

Resultat afen forøget algevækst (eutrofiering) vil bl.a. være, at lyset ikkekan trænge så langt ned i vandet ogherved vil nogle af bundplanterne dø.

En anden virkning vil være densåkaldte sekundære forurening, deropstår, fordi recipienten kommer ud afbalance, den store algemængde kanikke omsættes (ædes). Dødt algestofbundfældes, hvilket svarer til forøgettilførsel af organisk stof.

Det har tidligere været et anerkendtprincip, at hvis man blot fjernede et afnæringssaltene, kunne man undgåsekundær forurening.

Imidlertid ved man i dag, at der erbehov for at fjerne begge næringssalte,idet fjernelse af nitrat kun er vækst-hæmmende om sommeren, medensfjernelse af fosfat kun er væksthæmmende om vinteren.

1.5 AnalyserFor at kunne vurdere vandkvaliteten ien recipient, spildevandets sammensætning, både før og efter et rensningsanlæg m.m. er der nødvendigt at foretage analyser.

Følgende analyseresultater, derstammer fra en middelstor dansk provinsby (blandet husholdnings- ogindustrispildevand), vil give et vistindtryk af, hvilke størrelser det er,man ønsker at kunne måle.

Analyserne er foretaget på spildevandet ved tilløbet til byens rensningsanlæg.

Det bør bør nævnes, at der findesmange andre analyser end de heranførte.

18

Enhed Tilløb Almindeligvis angives TOT-N ogTOT-P direkte, nemlig i enheden mg I.Dansk standard DS 221 og DS 292beskriver nærmere, hvorledes disseanalyser skal foretages.

Derimod angives indholdet af organisk stof indirekte: BI-KIF og CODmgO LDv.s. at man her maler hvor meget ilt,der forbruges ved nedbrydning af detorganiske swf i spildevandet.

Biokemisk iI~brbrug (Bl)Ved denne analyse forsøger man atefterligne forholdene i recipienten.

Fig. 1.14

fl~[CSpildevand Rent iltholdigt vand

ilt måles i flaske

AnalyseIltforbrug medKMnO3 (Kit) mg OJl 1305-døgns biokemiskiltforbrug mg O~/l 300i~fkvælstof(N) mg NI! 44Ammoniak - kvælstof - 18,2NItrIt - kvælstof - 0,8Nitrat - kvælstof - 4,2Total fosfor (P)/Ortofosfat mg/I 13,8Chiorid mg Cl/I 333Bundfald efter2 timer mIll 13Reaktionstal, pH 7,4Udseende uklart,

grumsetLugt af kloakOpsiemmede stoffer mg/I

ItIf

a

Spildevandet fra en og samme by kangodt udvise store variationer i tidensløb, dette vil fremgå af følgende skema, der stammer fra en større danskprovinsby.

ilt måles I flaske

Tilløb til rensningsanlægDato 81-5 COD N P

mgl mgl mgl mgl0511 370 660 44 II3009 150 500 42 7.83008 250 670 50 122507 240 500 47 I I1906 140 350 27 7,91405 210 510 47 101504 210 490 53 II1503 250 560 75 100702 730 1600 56 160901 220 570 37 9,9Gennemsnit 277 641 48 II

19

mg 0,’!

Fig. 1.15

Dette gøres, som fig. 1.14 på side 19viser, ved at fortynde spildevandetmed iltholdigt vand, som derefter fyldes på flasker. Iltindholdet måles, ogflaskerne opbevares nu i 5 døgn ved20°C, herefter måles iltindholdet igen.Ud fra iltforbrug og fortyndingsgrader man i stand til at beregne BI~, somangives i mg 02 1. Ved en inkubationstid på 5 døgn og derunder iltes kunorganisk stof. Ved længere inkubationstid vil også kvælstofforbindelsernekunne iltes, se fig, 1.15, der viser detbiokemiske iltforbrug som funktion aftiden.

Man kan tilsætte prøven små mængder af et stof, der forhindrer den biologiske iltning af kvælstof. Såfremt mananvender en sadan nitrifikationshæmmer, skal dette altid angives.

I dette tilfælde benævnes analysensom modificeret BI~.

Betegnelsen BOD er den amerikan

ske forkortelse af Biochemical Oxygen Demand (på dansk Bl).

Husholdningsspildevand har et BI~på 150-300 mg 0 I. Byernes spildevand, der ofte er en blanding af husholdning- og industrispildevand, har etBl, på 300-400 mg 0 I.

Sammenlign med analyseresultaterne på de foregående sider.

Som tidligere nævnt omregnes industriens spildevandsforurening ofte tilantal personækvivalenter (PE).

Ek~e~npeIFra et bysamfund med f.eks. 50.000PE vil belastningen med organisk stofsåledes svare til 50.000 0,06 3000kg 0. døgn.

Antages vandforbruget at være 250I PE døgn, kan Bl i spildevandet udregnes til:

3000 l0’~50000 250 240 mg 0 I

Mec n,t,,l’kat,on

Ud en nfltuI bal

Inbubahonslid GOÇn

60g 02

Ved I PE forstås ~ I 2g TOT - N person døgn

person døgn, målt som Bl

4g TOT - N person døgn

20

øvelsesopgaveBestem TOT - N og TOT - P. når vandforbruget antages at være 250 i PEdøgn.

Det bør nævnes, at industrispildevand kan være så giftigt, at mikroorganismerne ikke kan leve i det.

I så tilfælde giver Bl, analyser ikkenoget sandt billede af indholdet aforganisk stof i spildevandet. Derforanvendes også det kemiske iltforbrug.

Kemisk iltJbrbrug ~KIE)Ved denne analysemetode tages spiidevandsprøver sammen med kaliumpennanganat (KMnO4), hvorved endel af det organiske stof iltes og nedbrydes.

Kaliumspermanganat ilter kun omkring 30° o af det organiske stof i hus

‘- holdningsspildevandet. Sammenlignigen med analyseresultaterne på deforegående sider.

Kemisk il(forbrug (COD)0 Ved at anvende kaliumdic,vmat

(K,Cr~O ) som iliningsmiddel, kan‘0 næsten alt organisk stof i spildevandet

iltes, så COD er et indirekte mål foro spildevandets total indhold af organisk

stof. COD er en forkortelse af Chemical Oxygen Demand.

Det er umiddelbart indlysende, atdet kemiske iltforbrug kan måles betydeligt hurtigere end det biokemiskeiltforbrug.

Tørstofindhold (TS)Tørstofindholdet er et mål for spilde-vandets samlede indhold af opløst ogsuspenderet stof (SS), og det kanbestemmes ved opvarmning, hvorvedvandet fordamper bort. Normalt angiver man TS i g/m , for siams vedkommende dog ofte i procent.

Indholdet af suspenderet stof kanbestemmes ved filtrering efterfulgt aftørring og vejning.

Heraf følger, at indholdet af opløststof findes som differencen mellemTS og SS.

Industrispildevand, især fra kemikalievirksomheder, kan være endogmeget stærkt forurenet, så foruden denormale analyser er der også muligt atbedømme virkningerne af udledningen til havet ved at se på flugtreaktionhos fiskeyngei.

Der er her tale om en helt ny biologisk målemetode, udviklet i samarbejde mellem et rådgivende ingeniørfirma og Miljøstyrelsens havforureningsiaboratorium.

For målinger foretaget på en danskkemikalievirksomhed blev flugtreak

PE Tot-N Tot-P Bl,mill. l000ton l000ton l000ton

Samlet sp. mgd. til rens. 9,4 30,7 7,5 204~WsE6lUninger~ t 5, ,

Spredtbebyggelsem.v. 0, 30 07 iHusholdn. til renseanlæg 4,4 19,4 4,4 95Industri til renseani. 5,0 11,3 3,1 109Jndustri % 37 41 53

Kilde: Mi~eszyrelsen 1994

21

tion, om end svag, konstateret ved fortyndinger af spildevandet ned til 2000-5000 gange. Ved en fortynding på Ca.1200 gange var der markant flugtreaktion.

Den årlige tilledning af spildevand(kvælstof - fosfor og organisk materiale) til danske rensningsanlæg, samtfordelingen mellem husholdning ogindustri, er vist i tabellen på side 2 I.

Det fremgår af tabellen, at Ca. halvdelen af belastningen på renseanlæggenekommer fra industrien. For organiskstofs vedkommende er det lidt over

Bemærk, at den samlede spildevandsmængde svarer til 9.4 mill. PE.Heraf udgør industribidraget 5 mill.PE.

1.6 Principper for spildevandsrensningAnlæg til rensning af byspildevandkan være meget forskelligt opbygget,alt eller hvilke krav man stiller tilafløbskvaliteten. I almindelighed består et renseanlæg af to eller flere affølgende trin, se fig. 1.16.

Den renseefTekt der kan opnås påspildevandet, vil naturligvis afbænge

urenset for- I I mekanisk I I biologisk [..-i kemisk I rensetI-I

spildevand rensning 1.01_rensning rensning I I rensning j spil~tvand

Fig. 1.16

50° o, og for kvælstof og fosfor er dethenholdsvis 370o og 4l0o af den samlede forureningsmængde. Industrispildevand har således typisk et relativtmindre indhold af kvælstof og fosforend husspildevand.

af hvor omfattende anlægsopbygningen er, der opnås således betydelig bedre renseeffekt med et MEK.- BIOL.renseanlæg, end med et rent MEK.renseanlæg.

Renseanlægene kan også udbygges

Renseniveau Antal anlæg Belastning Belastningmio.p.e. pct.

Ialt I 856 8 859 100Uden rensning 14 96Mek, 852 625 7Mek.- Kem.(P) 21 125Mek.- Biol. 633 3 374 38Mek.- Biol.- Kem.(P) 190 I 402 16Mek.- Biol. (N P) 8 141 2Mek.- Biol. (N P) - Kem (P) 138 3 095 35Opgørelsen omfatter anlæg over 30 p.e. Kilde: Miljøstyrelsen

Spildevandsmængde fordelt på rensningsniveau, 1992

22

Fig. 1.17indlob

SS

cccl I~~°N ____ISOP _

indløb

ss I 1300

cccl I 530

Nj l~°~I lis

afløb reduktion

rj 100 67%

D 370 30%

43 14%

LEI 13

afløb redukt

got

61%

30%

reduktion

90%

91°,

90°

oa 90°

afløb reduktion

030 90%

fl80 85%

LE] ~s 30%

01 94%

reduktion

90%

91%

40—94%

94,

med biologisk kvælstof og fosforfjernelse [Biol. (N og P)], samt medkemisk fosforf]ernelse [Kem. (P)].

Hvorledes renseeffekten bliver vedde forskellige anlægsopbygninger, ervist på fig. 1.17.

Her er tallene, som er anført ved ind-og afløb fra rensningstrinet, angivet img 1. Afløbstallene samt reduktionerne, må naturligvis kun opfattes somvejledende elIler teoretiske værdier.Spildevandsmængdens fordeling på de

MEK

MEK..8l0L, 30

0100

ElDii

slam

afløb

030

01-2

indlob

I I 300 MEK,.BIOL. (N 09

cccl 1530NI l~°

I 116slam

indIan

I 300 MEK-BlOl.. -KEM. (P)

cccl 530

N I I~°

I 16

indlob afløb

I p300 MEK.-810L. (N 09 Pi-KEM. (P) 030

_______ 050

cooj______ 530 _~fJ,N ____I~°

____ Ut

~I____ 16slam

23

enkelte anlægstyper, er vist i tabellenpå side 22.

Det ses her, at man i 138 anlæg udfører en meget omfattende rensning,svarende til en belastning på Ca. 3mill. PE.

I det følgende vil de enkelte rensningstrin blive nærmere beskrevet.

1.7 Rist og sandfangByspildevandet indeholder foruden deallerede nævnte stoffer også sand -

blade - uopløst papir - plast - smågrene - fedtstoffer m.m. For at undgå drift-

forstyrrelser i de efterfølgende trin, mådisse komponenter fjernes ved for-rensning.

RisteMan anvender risle til at fjerne de grovere forureninger. Fig. I . I 8 viser enmaskinrenset plan rist, hvor trykfaldetover risten (Ah) styrer afskrabningenaf ristestoffet. Ristestoffet er både uæstetisk og smittefarligt og går derfor ofte via det viste transportsystem til forbrænding.

..-, ... .:~

24

Fig. 1.19

ø

E0

0ø0,

ø

ø0,cc0

•0

2

>

sand

afløb

v 0,3 m s, en større hastighed bevirker, at for meget sand føres med tilnæste rensningstrin, medens en mindre hastighed vil bevirke, at organiskmateriale i form af slam bundfældes.

~ob

Sandfangsandfanget fraseperareres sand og

andet tungt uorganisk materiale. For atopnå en effektiv bundfældelse tilstræber man en vandhastighed på omkring

Fig. 1.20 Korndiameter i mm

25

Da spildevandsmængden varierer, måsandfanget udformes på en sådanmåde, at vandhastigheden kan holdesnogenlunde konstant. Dette kan opnåsved at opdele sandfanget i flere parallelle langs gennemstrømmende kanaler, eller ved at benytte V-formet tværsnit. Også ved at udforme afløbsåbningens tværsnitsareal på en ganskebestemt måde, kan man ved varierende vandmængder (vandhøjder) holdehastigheden konstant. Se fig. 1.19 påside 25. Materialet, der samler sig isandfanget, sammenskrabes maskineltog deponeres herefter

Sandets bundfældningshastighed v13vil foruden kornstørrelsen også afhænge af vandhastigheden v~. Fig.1.20 side 25 viser bundfældingshastigheden som funktion af kornstørrelseog vand-hastighed. Også for stilles-

tående vand er bundfældningshastigheden vist.

Den minimale længde af sandfangetkan nu bestemmes ved hjælp af følgende udtryk:

bI v~

hvor h er vandhøjden i sandfanget vedmax. belastning.

Ønsker vi f.eks. at tilbageholdesandkorn med en kornstorrelse ned til0,6 mm., giver fig. 1.16, v11 3,2cm s, og antager vi vanddybden isandfanget er h max. 1,6 m fås:

1,6I 0,3 0032 15m

Kombineret sand og fedtfang med beluftning anvendes ofte, herved ændresspildevandets massefylde, hvorved

Fig. 1.21 Fig. 1.22~0

0.80’

--44.,ul 0.6

-i

0.2

t~o0 20 40 60 80 10C 120 140

Luftinængde bassinlængde b)

lufitordeler(v’5 mis)

sandrum

min, niveau

i sandfang2. fedttang3, Iutttiltorsel

26

sandpartiklerne lettere bundfældes,samtidig med at fedt og andet flyde-slam samles i overfladen, hvorfra detkan afskrabes.

Endvidere kan man regulere vand-hastigheden i sandfanget ved ind-

roterende gangbro med skraber

d

Fig. 1.21, side 26 viser tværsnittet afet beluftet sandfang med fedtfang,medens fig. 1.22, også på side 26, viser

sammenhængen mellem strømningshastigheden og indblæst luftmængde.

1.8 Mekanisk rensningI forklaringstanken (sedimentationstanken - primærtanken) fjernes bund-

Fig. 1.23

atlob

fældelige stoffer i spildevandet vedsedimentation, dvs. separation pågrund af massefyldeforskelle.

Der findes mange forskellige formerfor sedimentationstanke, men ofte er

Fig. 1.24100

go

60

70

60

50

40

30

20

10

0

Reduktion, /~

Ø 0,5 1 15 2 3 4 5 6 7Bundfældningstid, timer

Reduktion at forskellige stoffer ved primærsedinentation som funktion af din hydrauliskeophoidstid ibundfaidningstid) -

tilløb—.—

— mekanisk slam

blæsning afen større eller mindre luft-mængde.

27

tankerne cirkulære med en diameter på20-35 m og med en dybde på 1-3 m sefig. 1.23 på side 27. Vandet løber ind imidten af tanken, og fordeles på ensådan måde, at der ikke skabes formegen turbulens i vandmasserne.

Det bundfældede slam skrabes viaden roterende slamskraber ind modmidten af tanken, hvor det opsamles islamgruben. Slamgruben tømmes vedhjælp af en slampumpe.

Det »mekanisk< rensede vand løbervia overløbskanten enten til udløbsbygværket og videre til recipienten,eller til næste rensningstrin.

En vis mængde flydeslam forekommer altid. Dette flydeslam må fjernesefter behov.

J0 længere opholdstid spildevandethar i tanken, desto bedre bliver rensningseffekten, fig. I .24 på side 27, viser reduktionen af forskellige stoffersom funktion af den hydrauliske opholdstid.

Den hydrauliske opholdstid th defineres som tankvolumen V divideretmed spildevandsmængden Q:

V m’hth ~ m hj

Ved en opholdstid på 1,5-2 timer,opnås en reduktion aforganisk materiale, målt som Bl , på 25~300o. Reduktionen af næringssalte er ret begrænset se fig. I. I 7 på side 23.

EksempelFra et bysamfund på 50.000 PE erspildevandsmængden blevet beregnettil Q 980 m h (tørvejrtilløb).

Rensningsanlægget udføres mettocirkulære sedimentationstanke, hvermed vanddybden 2,5 m. Der regnesmed en hydraulisk opholdtid på t 2timer (ved tørvejr).

Find diameteren på tankene. vVed at anvende udtrykket: t, =

får man:

Fig. 1.25

Analyseresultater for tilløb og afløb ved et mekanisk rensningsanlæg

Tilløb Afløb

Udseende: mange svævende mange svævendepartikler partikler

Lugt: spildevandsagt. spildevandsagt.Farve: gråligt, uklart gråligt, uklart

Bundfald efter 2 timers bundfældning I I mill 0.5 mi/lIltforbrug med ji foreliggende tilstand . . . . 160 mgO,ll 89 mgO2kaliumpermanganat ~efter 2 timers bundfældning mgO,ll mgO.

Iltforbrug med kaliumdichromat 1000 mgO,/i 590 mgO,ll

5 døgns biokemisk i foreliggende tilstand . . . . 530 mgO,/i 460 mgO2lliltforbrug efter 2 timers bundfældning mgO,li mgO~/i

modificeret mgO2lI mgO2//

Total kvælstof Ji foreliggende tilstand . . . . 43,8 mg/I 29,8 mgllefter 2 timers bundfældning mg/I mgl

Ammoniak-kvælstof 18 mg/I 17 mg INitrit-kvælstof 0,002 mg I 0.003 mg INitrat-kvælstof u. I mgl u. I mg ITotal-phosphor 19 mgl 14 mglOrtho-phosphat.phosphor 5,9 mg I 9.8 mg /Chlorid-ion 650 mg I 460 mg IReaktionstal (pH) 7.3 mgl 7,6 mglOpslemmede stoffer 670 mgl 110 mglDetergenter anioniske 1.3 mg I 1.3 mg IFenol 22 mgl 70 mglFedtogolie 57 mgl 16 mgl

Øt’elsesopgave2 d2 2,5 Udregn reduktionen i procent for føl-

2 980 ~ d 22 m gende størrelser:COD

Fig. 1.25 på side 28 viser et mekanisk Bl,rensningsanlæg, bestående af 6 stk. se- TOT - Ndimentationstanke, og endelig er der i TOT -

ovenstående skema vist analyseresu)- og sammenlign resultaterne medtater fra et sådant anlæg. fig. 1.17 på side 23.

29

Fig. 1.26

1.9 Biologisk rensningDen biologiske rensning er kendetegnet ved, at organisk materiale vedhjælp af mikroorganismer og vedtilførsel af ilt, kan omsættes efter desamme processer, som kendes fra recipienterne.

Fjernelse afnæringssalte finder kunsted i det biologiske rensningstrin,hvis særlige betingelser er opfyldt-Mere om dette senere.

Biologiske filtreEt biologisk rislefilter af ældre typerer vist på fig. I .26. Som fyldmarerialei filteret kan anvendes skærver ellerplastlegemer. Det mekanisk rensedespildevand tilsættes på toppen affilteret ved hjælp af roterende sprinklere.Pa fyldmaterialets overflade dannes

Fig. 1.27

der en biologisk hinde af varierendetykkelse, og under spildevandets passage ned gennem fyldmassen nedbrydes det organiske stof på den biologiske hinde. Når hinden har nået en vistykkelse afstødes den på grund af vandets skylleeffekt.

Fig. 1.27 viser et snit gennem denbiologiske hinde, som sidder fast påfiltermaterjalet. Denne hinde kangroft sagt inddeles i en aerob og enanaerob zone, hvis tykkelse afhængeraf bla. iltkoncentrationerne i vand ogluft og af hastigheden afden organiskenedbrydning.

Recirkulation er især nødvendig, nårspildevandstilstromningen er lille, ideten stor vandmængde sikrer en kontinuerlig afstodning afbiomassen.

Endvidere vil en for lille and-

roterendesprinklere

BIOLOGISKAEROO

LUFT

c02 4....

HINDEANAERØB

SPILDEVAND

IX~G. STOF 4• ——

rist

ristestof

ttilløb

Fig. 1.28

sandtang bundfældningstank

fedt

t- —

sand mek. slam

biologisk bundfældfilter ningstank

biol slam

is- mængde kunne bevirke, at de på filteret værende mikroorganismer dør somfølge af mangel på næring.

‘is Recirkulationsvandet udtages often- umiddelbart efter filteret. På fig. 1.28

er dette vist skematisk.

Fig. 1.29 viser et skærvefilters rensningseffekt med hensyn til BL somfunktion af volumenbelastningen ogtemperaturen.

EksempelRegner vi igen med tallene fra eksem

år plet på side 28, altså en spildevandset mængde på Q 980 m h fra 50.000

PE, og antages det, at Bl ved indløbettil det biologiske rensningstrin er 250g m , kan vi ved en volumenbelastningpå 600 gfl5 m d beregne filteretsvolumen til:

980 24 250V— 600 9800m

Ved en vandtemperatur på 20 C vilrensningseffekten da være Ca. 85°o.

Roterende biologiske filtreRoterende filtre, enten opbygget somskivefiltre eller tromlefiltre, anvendesi vid udstrækning i udlandet, medensanvendelsen herhjemme hidtil har

0 200 400

Voluinenbelastning(g si~i~~ . dl

Fig. 1.29

ø

•0de‘4b,b,0’-4

b,

GIal

600 800 1000 1200

med organisk materiale

3!

sandfang bundfældningstank

fedt

været begrænset. Princippet i det roterende filter er, at mikroorganismerneskiftevis bringes i kontankt med spildevandet og luftens ilt. Her vedopbygges der på filteret overflade enfilterhud, og denne filterhud vil, nården opnår en vis tykkelse, blive afslåetog fjernes så fra spildevandet i enefterfølgende bundfældingstank. Sefig.l.30.

Fig. 1.31 viser et roterende tromlefilter. Bemærk overdækningen, der bl.a.har til formål at mindske lugtgenerne.

Fig. 1.31 BIO-NET - tromle/liter

Biologiske filtre er mindre sårbareover for giftvirkninger (industrispildevand - olie mm.), fordi biomassen sidder fast på overfladematerialet, og ikke som ved aktivslamanlæg føres medrundt i systemet.

Til orientering kan det nævnes, atPandrup kommune har etableret etrensningsanlæg (34.000 PEb hvor deranvendes roterende filtre både til denbiologiske rensning og til kvælstof-fjernelse.

øverst på side 33 er der vist analy

I4jd BIO—NE T—tnnnlefihteipnxessen dannes cic ii biologiske overflade uf kunststofhiaterialet BIO—NET Dette udmæi*er Sig ied fibre vpeeiflkkt uret-/lader (150—220 in i,, ) vom! en ensa,ln st,uk—tit,: I længde— og ringsti ‘-el-tie er nu niecl en tit ilignende struktur .n tjset salninell til seginente’: Xviii

tromle/urene (mioret-ne) er sa,n,ne,isat af: Rotore,-ne kon.vtrue,-es ,iiecl en diameter JUl mas. 3.5 mn

og en segmenibredde po ‘noN. 1.0 ni. Ii von-cd der po en iviomaksel “monteres et eller to (ruin/efIltre,Onslohstal/e,fbr BIO—rotoren er ca. I o,iid,: ‘mmiii.

rist

ristestof

ttilleDi

fbiologiskrotor

bundfældningstank

Fig. 1.30

afløb

sand mek. slam biol. slam

32

seresultater fra dette anlæg, der ogsåer bygget til at fjerne fosfor og kvælstof [Mek. - Biol. (N) - Kem. (P)].Kvælstoffjernelsen har imidlertid ikkefungeret efter hensigten på det tidspunkt, hvor prøven blev udtaget.

Bemærk at Bl, reduktionen er på97%. Bemærk endvidere energiforbruget på 1660 kwh, for at behandleen spildevandsmængde på 5427 m

Prøv at sammenligne afløbsværdierne med handlingsplanens krav.

Sæt Analyseart Enhed Spildevand Spildevand Reduktion,~ Tilløb Afløb

Prøvens art

Lab. nr.

UdseendeLugt

Farve

x Bundfald v. 2 t. mill 13 0,2

~ Opslem. stof mg/I 280 13 95

x pH 7,4 7.6ireleidiked

atet

leren

x Bl-5 mg/I 220 7 97Bl-5. modif.

Iltforbrug med KMnO4 mg/I

x COD mg/I 460 46 90

x Total-N mg/I 33 20 39Kjeldahl-N mg/I

Ammoniak-N mg/I

Nitrit-N mg/I

Nitrat-N mg/I

Nitrit + nitrat-N mg/I

x Total-P mg/I 8,4 0,65 92

Orto-P mg/I

Klorid mg/I

Sulfat mg/I

Døgnvandmængde: 5.427 m døgn Temperatur:

Max. limevandmængde: 312 m lime Vand: /4 C.

Nedbør: 0 m.m. Luft: 10-22 C

Elforbrug: 1660 kWh døgn Ilt:

Sigtedybde i efierklaringstank: 60 cm Afløb: 5.4 mg 1.

Beluftning: mg I

A Bakteriemasse

Nøle Logaritmisk Aftagende Endogenefase i fase fa~e~~1 fase

Aktiv slamanlægLangt størstedelen af moderne rensningsanlæg i Danmark bygges somaktiv slamanlæg. For bedre at kunneforstå hvad det er for processer derforegår i denne type anlæg, vil vi indledningsvis se på mikroorganismernesvækstforhold.

Såfremt man ved tankforsøg poderet næringssubstrat (feks. husholdningsspildevand) med bakterier og derer rigeligt med substrat i forhold tilbakteriemængden, vil mikroorganismernes vækstmønster aftegne sig somvist på fig. 1.32.

Fig. 1.33

Mekaniskrensetspildevand

Luttningstank

Efter en nølefase, i hvilken bakterierne vænner sig til substratet går væksten ind i den logaritmiske fase, her deler mikroorganismerne sig med konstant hastighed, dette betyder at antallet vokser eksponentielt med tiden.Visse bakterier kan fordoble sig hvert20 minut.

Efter en tid bliver substratet begrænsende for væksten, idet koncentrationen heraf - evt. af et enkelt grund-stof i substratet nu bliver så lav, at dif-fusionen gennem bakteriernes overflade foregår langsommere.

Bu ndtæid nin gsta n k

Fig. 1.32

I i Tid

Luttning

Flok holdes svævendeat luttningen

Renset vand1-

Returslam(koncentrerede Ilokke

Flokkebundtælder

Bortpumpn ngat overskudsslam

RistRistestof

Væksten er nu aftagende, og bakterierne begynder at slutte sig sammen ifnug (flokke), som kan separeres vedbundfældning. Når næringssubstrateter opbrugt, går vækstmønsteret over i

er- den endogene fase, i denne fase tærercs- bakterierne på oplagrede næringsstofle- fer i egen organisme, mange bakterier

dør og tjener til næring for de endnual- overlevede. Antallet af levende bakte~n. rier reduceres hurtigt på grund af manert gel på tilgængelige næringsstoffer og

på grund af den voksende koncentration af giftige affaldsstoffer fra livspro

ra- cesserne.I det aktive slamanlæg indeholder

if- slammet bakterier fra alle vækstfaser,la- også døde bakterier forekommer i

stort tal, da slammets opholdstid ianlægget er større end bakteriernesgennemsnitslevetid.

Aktiv slamprocessen kan først anvendes i praksis, når mikroorganismerne har sluttet sig sammen i fnug(flokke), idet fjernelsen af organiskstof foregår i to faser, hvor der i denførste foregår en adsorbtion af det organiske stof til slamfnuggene (detaktive slam), og hvor der i den anden

fase foregår en iltning (forbrænding)af det adsorberede stof.

Princippet i et konventionelt aktivslamanlæg, der består af en luftningstank og en bundfældningstank, er vistpå fig. 1.33, side 34, og fig. 1.34 viseraktiv slamanlæggets indplacering ihele procesforløbet.

Det mekanisk rensede spildevandblandes med en kultur af mikroorganismer (det såkaldte aktive slam) samtidig med, at der foregår en kraftig beluftning.

Slamfnuggene vil nu adsorbere endel af det organiske stof i spildevandetog under indvirkning af luftens iltforegår der en aerob nedbrydning, herved dannes der en mængde nye mikroorganismer (se også side 17). Efter envis opholdstid i luftningstanken føresslammet over i bundfældningstanken,hvorfra en del føres tilbage til luftningstankens tilløb som aktiv slam,medens overskudsslammet føres borttil videre behandling.

Afgørende for et aktiv slamanlægsrenseeffekt med hensyn til organiskmateriale er slambelastningen (SB)Slambelastningen defineres som:

Fødemængde — Kg Bl5/døgn kg Bl~SB Bakteriemængde — tørstofvægt af slam i luftningstank kg TS d

32 Fedt- og Bundtældsandlang ningstank

Luttningstank Luft

Bundfældningstank

Afløb

Aktiv slam

Fig- 1.34 Mek. slam Bid, slam

35

Fig. 1.35 B15 - renseeffekt (°o)

I I I I i — SB0.1 0.2 0.5 I 2 5 10

På fig. 1.35 er vist Bl - rense-effektensom funktion af slambelastningen.

Som figuren viser falder renseeffekten, når slambelastningen vokser, d.v.s.når mængden af organisk stof vokser iforhold til mængden af mikroorganismer. Endvidere er der vist hvad manforstår ved lavt - normalt og højt belastede slamanlæg. Med en slambelastning på f.eks. 0,5 kan der efter kurvenforventes en rensningseffekt på 80-90°o.

Desto større rensningseffekt mankræver desto længere tid skal slammetopholde sig i anlægget. Denne opholdstid udtrykker vi ved hjælp afslamalderen (SA). Slamalderen erdefineret som forholdet mellem den ilufiningstanken værende bakteriemasse og den dagligt fjernede bakteriemasse. Slamalderen måles i døgn.

tiden, udtrykt som slamalder, voksermed faldende slambelastning.

Ser vi igen på fig. I. I 7, side 23, fremgår det heraf hvilken rensningseffektman kan opnå med kombineret mekanisk-biologisk rensning. Igen må tallene kun opfattes som vejledende og kankun anvendes til sammenligningsbrug.

Sammenligner man med tallene forMek.-rensning, bemærkes, at forudenen betydelig bedre rensningseffektmed hensyn til organisk materialeopnås også en bedre rensningsefTektmed hensyn til kvælstof og fosfor.Dette skyldes, at noget af kvælstoffetog fosforet er indbygget i det organiske materiale, og derfor fjernes sammen med overskudssiammet fra detbiologiske rensningstrin.

Følgende beregningseksempel, derer meget stærkt forenklet, er medtaget

Sammenhængen mellem slamalder ogslambelastning er vist på fig. 1.36,side 37. Heraf fremgår det, at opholds-

for at give et indtryk af bassinstørrelsen ved et aktivslamanlæg.

100

50

0

La’ Normal, Hoj Slambelasining

Tørstofvægt af slam i lufiningstankSA Tørstofvægt af fjernet overskudsslam døgn døgn

36

SI0.OIdtt døgn Fig. 1.36

EksempelSpildevandet fra et bysamfund med

ser 50.000 PE skal behandles i et meka

nisk-biologisk rensningsanlæg. Anlægget dimensioneres således, at BL i

ekt afløbsvandet ikke overstiger 20 mg Ica- ved tørvejrstilstromning og 20 C.le- Hvis vi regner med en rensnings:an grad på 0,3 i den mekaniske del afug. anlægget, vil belastninger med orgafor nisk stof andrage:len 50,000 0,06(1-0,3) 2100 kg~kt BT døgnale idet I PE regnes som 60 g 0 personekt døgn, kan den gennemsnitlige koncenor. tration ved indløbet til aktivslaman

lægget beregnes til:

det

210 mg 131 Iler Den nødvendige rensningsgrad vil da~et være:

210 -20210 100=90°o

Ud fra denne rensningsgrad kan slam-el- belastningen (SB) nu beregnes, og

fastsætter man yderligere slamkoncentrationen i luftningstanken, kan det

nødvendige bassinvolumen beregnestil Ca. 1750 m3.

Med et bassintværsnit på 12 m bliverbassinlængden:

1750146m

Der kunne så vælges 4 bassiner à Ca.36 meters længde.

30

20

‘0

5

00.’ 0,2 0,3 0.’ 0,5

BeluJiningstankeOA 0.7 oj Beluftningstanke kan opbygges på

mange forskellige måder, fig. 1.37 ogfig. 1.38 på side 38, viser et ringkanalanlæg bestående af 2 tanke. Hvertank er forsynet med en rotorbelufter

Fig. 1.37

210050.000 0,200 0,2 10 kg Bl m

o Sandfang og fordelerbygværkØ Rotorero Aflobsbygværkero Slamfang med forbindelsesledningØ Slamsilo og eller slambede

37

Fig. 1.38

(mammutrotor), der samtidig med oxidering af vandet tillige skaber envandret strømning rundt i tanken.Strømhastigheden er så stor, at vandetvil løbe en gang rundt i løbet af 2-3minutter, og tilløbende spildevand kanderfor i løbet af kort tid betragtes somopblandet i hele tanken.

Indkommende spildevand fortyndesmed den i tanken værende vandmængde, hvis koncentration svarer til afløbskoncentrationen. Svingninger i den til-løbende belastning forårsager denmindst mulige ændring i de biologiskeforhold i tanken. Mikroorganismerne i

Fig. 1.39

det aktiverede slam kan arbejde underoptimale betingelser, når de ikkebestandigt skal tilpasse sig ændringer ideres omgivelser. Til en given tid er debiologiske forhold ens i ethvert punkti tanken, og dermed er oxygenforbruget ens i ethvert punkt Ltanken. Dettegiver i praksis den optimale mulighedfor at tilpasse oxygenydelsen til oxygenbehovet.

BelufiningssystemerBeluftningssystemer i et aktivslamanlæg har flere formål:a) Det skal tilføre det mikroorga

ø-ø.

flåininutrotor

!p!,• 1.1

r~ I38

nismernes livsvirksomhed nødvendige ilt.

b) Det skal holde slammet svævende , så der ikke forekommer slamaflejringer i tanken.

c) Det skal sikre en god blanding afspildevand og slam, så slamfnuggene flr mulighed for at udtrækkenæringsstof fra spildevandet.

Til aktivslamprocesser findes forskellige beluftningssystemer. En maminutrotor som beskrevet ved det ovenfor omtalte ringkanalanlæg er vist påfig. 1.39 side 38, og på fig. 1.40.

llttilførslen kan reguleres i størrelseder gennem ændring af rotorens omdrejcke ningshastighed og ved at ændre ned-er dykningen, hvilket sker ved hjælp af~de en bevægelig overlobskant ved udbnkt bet fra tanken.ru- Det skal bemærkes, at hovedparten~tte af energiforbruget i et aktivslamanlægied anvendes til drift af beluftningssystexy- met.

For at give et indtryk afbeluftningstankens størrelse m.m., er der pa fig.I .41, side 40, vist et luftfoto af Søholtrenseanlæg ved Silkeborg. Anlægget er

dimensioneret for Ca. 100.000 PE og eret Mek.- Bio. (N) - Kem. (P) anlæg.

Fig. I .42 på side 41, viser anlæggetsskematiske opbygning, og heraf fremgår størrelsesforholdet mellem de forskellige anlægskomponenter, såsombeluftningstanke - rist - sandfang o.s.v.

Vceksthærnmende stofferDet er ved biologisk rensningsanlægnødvendigt at sikre en rimelig ensartethed i belastningen på anlægget,både hvad angår spildevandets sammensætning og spildevandsmængden.

Væksthæmmende stoffer må ikketilføres anlægget i større mængder.

De biologiske processer kan blivemærkbart påvirket, såfremt koncentrationerne overskrider følgende værdier:

Bly I mg/IChrom (total) 2 mg/IKobber I mg/INikkel I mg/IZink 2 mg/ICyanid 0,1 mg/IPhenol 5 mg/IMineralske olier lO mg/IAnioniske detergenter 10 mg/I

4

~1~•

‘4’ -je

Fig. 1.40

dit

— ~1~~~

I.

Fig. 1.41 Soholt renseanlæg, Si/keboig

0

4.

Også organiske opløsningsmidler oghalogenerede kuibrinter vil, i selvmeget små koncentrationer, have enmærkbar indflydelse på de biologiskeprocesser.

1.10 Fjernelse af næringssalteSom tidligere beskrevet er det, for atundgå sekundær forurening, nødvendigt at fjerne både nitrater og fosfaterfra spildevandet. Dette må i dag sigesat være teknisk muligt, således at mankan opfylde handlingsplanens kravmed hensyn til afløbsværdier.

NitratfiernelseFjernelse af nitrat kan foregå på forskellige måder, den mest almindeligemetode er biologisk kvælstoffjernelse.Denne metode er delt op i to deiprocesser, nemlig nitrifikation og denitrifikat ion.

Ved nitrifikationen omdannes spilde-

vandets indhold af NH, til NO, vedhjælp af aerobe nitrificerende bakterier.

Nitrificerende bakterier + NI-I3 + 20— NO~ + I-I’ + I-LO

Den anden del af processen, denitrifikationen, foregar under anoxe forhold, dvs, der er nitrat, men ikke ilt tilstede. Herved bruger de denitrificerede bakterier nitrat som iltningsmiddel.Omdannelsen kræver, at der er organisk stof til stede, forenklet kan denitrifikationen illustreres ved følgende reaktion:

Denitrificerende bakterier 4N0

CHNO—*5C0 2N+NH 4OH

C H NO,

symboliserer det organiske stof~ derkræves til denitrifikationsprocessen.

40

Ved nu skiftevis at underkaste spildevandet aerobe (iltrige) forhold oganoxiske (iltfattige) forhold, er detherved muligt at fjerne kvælstoffet fraspildevandet.

Denne nedbrydning af organisk stofuden ilttilforsel er ensbetydende meden ret væsentlig besparelse til drift afanlæggets beluftningssystem (1 5~2O0

til besparelse).e- Fjernelse af kvælstof efter den her

beskrevne metode foregår typisk i et

aktivslamanlæg, men kan også, somtidligere nævnt, foregå i roterende biologiske filtre.

For at kunne gennemføre nitrifikationen kræves, afhængig af temperaturen, en vis slamalder, idet de nitrificerende mikroorganismer kun dannes,hvis slammets opholdstid i anlægget ertilstrækkelig stor. Fig. 1.43 viser sammenhæng mellem temperatur og slam-alder for at opnå fuld nitrifikation. Ertemperaturen f.eks 10°C, kræves en

20

15

0

N,dvend’ç s~cr~fCer for ndr I kat on døgn

20

Temoerofur

Fig. 1.43

Fu d ri ti I kat on

rig en ~:fkot on

to ‘5

41

Fig. 1.44

slamalder på omkring 10 døgn, hvilketifølge fig.l.36 på side 37 svarer til enslambelastning på mindre end 0.2,altså lavt belastet slamanlæg.

De fleste af de anlæg, der i Danmarker bygget til kvælstofijernelse, drivesefter den dansk udviklede BIO-DENITRO-proces.

Ved denne metode udnyttes førstspildevandets organiske materiale tildenitrifikation af det nitrat, der er dannet i anlægget i en forudgående fase.Herefter iltes spildevandets ammoniaktil nitrat, dette nitrat aernes så på etsenere tidspunkt ved yderligere spildevandstilledning.

Processen er anskueliggjort på fig.1.44 , der viser et ringkanalanlæg medto tanke I og II samt en bundfældningstank. Ringkanalerne er beluftet vedhjælp afrotorer, der samtidig med indpiskning af ilt til vandet, transporterervandet rundt i kanalerne. Disse rotorer er sædvanligvis elmotordrevne,og kan køre med varierende hastighed.

I fase A kører rotoren med lav hastighed i tank I, tilstrækkelig til at drkulere vand og slam rundt i tanken,men ikke stor nok til at tilføre dennødvendige ilt til nedbrydning af detorganiske stof.

Ilten til nedbrydningen af det organiske stof tages fra det i den forudgående fase dannede nitrat, på dennemåde frigøres kvælstof (N1).

Se også på fig. 1.45. side 43, derviser hvorledes nitrat og ammoniakkvælstof(NO - N og NR1- N) variereri henholdsvis tank I og tank II i de forskellige tidsfaser. Vand og slam løber itakt med tilstrømningen videre til tankII. I denne tank kører rotoren med højhastighed, hermed tilføres der såmeget ilt til vandet, at der kan foregåen nedbrydning af organisk stof samten omdannelse af ammoniak til nitrat.Renset vand og slam løber hereftervidere til bundfældningstanken.

I Fase B ledes spildevandet også tiltank I, hvor rotoren nu bringes til at

42

KvælstofN2 -afgasning

en køre med høj hastighed. Herved tilfolet res der så megen ilt til vandet, at der

kan foregå en nedbrydning af organiska- stof, samt en omdannelse af ammod- niak til nitrat. Renset vand og slamne løber herefter videre til bundfæld

ningstanken.er I fase C skiftes tilløbet fra tank I tilk- II, og rotoren i tank II bringes til ater køre med lav hastighed. Fase C svarer

til fase A blot med den forskel, at derr i nu er byttet om på tankene, således atnk denitrifikationen nu foregår i tank II.øj I fase D ledes spildevandet også tilsa tank II, men nu kører rotoren i beggegå tanke med høj hastighed. Forholdenern svarer altså til fase B, blot med ombytat. ning af tankenes funktion.er Det typiske tidsforbrug for de enkel

te faser er vist på fig. 1.44, side 42.til Den her beskrevne BlO-DENITROat proces foregår i et dobbelt tanksystem.

Det er også muligt, som firmaetPURITEK har valgt, at koble de toprocesser, altså nitrifikation og denitrifikation, sammen i en tank. Dennetank betegnes efter dens opbygningsom en OCO tank.

OCO-renseanlægget er bygget somet et-trins aktiv-slam anlæg, hvor derforegår en biologisk nedbrydning aforganisk stof og kvælstofforbindelser.

Anlægget består af en cirkulær luftningstank, der er delt op i 3 volumenzoner. samt en efterklaringstank.

Fig. 1.46 pa side 44 viser luftningstanken med de tre volumenzoner.

Med henblik på den biologisk nedbrydning af organisk stof samtidigmed en biologisk kvælstoffjernelse styres vandet i luftningstanken under skiftevis iltrige og iltfattige forhold. lltforholdene i tanken kan bekrives somfunktion af de enkelte volumenzoner.

TANKI

FaseA jFaseBL. FaseC Fase DI9 E

Tid

Kvælstof - afgasrnng

4%,‘4. TANK II

L H Tid‘sir— Fig. 1.45

43

Fig. 1.46

Fos/brfjernelse

Biologisk fjernelse afjasfbrTidligere har man til fosforfjernelseanvendt det princip, at fosfor forbindelserne ved tilsætning af kemikalierkan bundfældes og føres bort med overskudsslammet. Denne kemiske fældning er i dag en velkendt proces, derdog er forbundet med en del udgifter.

I de senere år har man forskelligesteder i verden konstateret, at der vedvisse driftsforhold kan foregå en fjernelse af fosfor fra spildevandet ud overden normale indbygning af fosfor ioverskudsslammet. Dette kaldes biologisk fosforfjernelse. Processernebag denne fosforfjernelse er i dag ikkefuldstændig kendte.

Ved anlæg til biologisk fosforfjernelse forsøger man at favorisere vækstenaf de mikroorganismer, der er i standtil at akkumulere væsentligt størremængder af fosfor end de »normalt«forekommende mikroorganismer. Denne vækst kan fremmes ved at underkaste spildevandet vekslende aerobe ogfuldstændig anaerobe forhold.

Ved den såkaldte BIO-DENIPHO

proces fjernes kvælstof ved en vekslende driftform, hvor der som bekrevetunder BIO-DENITRO-processen veksles mellem anoxiske og areobe forhold, se fig. 1.47 på side 45.

Anaerob: Tilstand, hvor der hverkener nitrat eller ilt i vandet.

Anoxisk: Tilstand, hvor der er nitratmen ikke ilt tilstede i vandet.

Aerob: Tilstand, hvor der er ilt i vandet.

I den anaerobe reaktor optager bakterierne let omsætteligt organisk stof,dertil kræves energi, hvilket de Mr veden frigivelse af fosfor til vandet, altsåstiger fosforkoneentrationen.

Som følge af denne koncentrationsstigning foregår der sandsynligvisogså en betydelig udfældning af tungtopløselige fosfater ved hjælp af spilde-vandets naturlige indhold af bl.a. calcium-jern og aluminium.

Det, at det er de fosfor akkumulerende mikroorganismer, der optager detlet omsættelige organiske stof, betyder, at disse vil have bedre livsvilkårend de ikke fosfor akkumulerende mi-

44

Fig. 1.47 BIO-DENiPHO-procos

kroorganismer. Der vil derfor være enrelativt større mængde fosfor akkumulerende mikroorganismer i denne typeanlæg end i rent aerobe aktivslam-anlæg.

I den aerobe reaktor bliver det organiske stof mineraLiseret, og energi bli.ver frigjort til bakteriernes vækst oggenoptagelse at’ fosfor, herved falderfosforkoncentrationen i spildevandet,og gennem udtagning af overskudsslammet fjernes forholdsvis storemængder fosfor fra vandet.

Der er i praksis ikke altid muligt atopnå en effektiv fjernelse af kvælstofog fosfor samtidig, dette vil i høj gradafhænge at’ spildevandets sammensætning, primært indholdet af organisk stof. I sådanne tilfælde må det såbesluttes, hvilket af de to stoffer,kvælstof eller fosfor, der skal fjernes,eller man må eventuelt anvende kemisk fosforfjernelse samtidig med denbiologiske kvælstoft]ernelse.

Keniiskjjei-nelse affosforKemisk fældning kan anvendes, nårman ønsker at fjerne fosfor fra spildevandet. Ved denne fældning fjernerman samtidig partikulært organiskstof og stoffer, som er bundet til detpartikulære materiale.

I Danmark er det mest anvendtefældningskemikalie ferrosulfat, FeSO~,men også andre kemikalier kan anvendes. De i praktis mest benyttede er følgende:

Tilsætter man f.eks. ferrosulfat til spildevand, dannes det tungt opløseligeferrofosfat efter følgende reaktion:

3Fet +2HP04 —

Fe,(PO~) 2W

anaerob reaktor aerob reaktoropløst energi pO~

stof eret organisk Stol-,

orQanisk~, —e akkumul

-e

(P-rigt)

0polypheaphat

Aluminium:Jern:Jern:Caicium:

AL(S0j1 161-10Fed,- 1-1,0FeSO, 71-1,0Ca(01-l ),/CaO

45

Fældningsprodukterne skal samles iflokke (flokkuleres) for at kunneudskilles fra vandet. Flokkulering eren proces hvor finpartikulært materiale (primærpartikler) knyttes sammentil så store partikler (flokke), at disseforholdsvis let lader sig separere, almindeligvis ved bundfældning. Flokkuleringen foregår som oftest ved enlangsom omrøring i serieforbundnebassiner.

Flokkuleringen kan forbedres vedtilsætning af visse kemikalier, der forbedrer flokdannelsen.

For optimal udnyttelse af fældningskemikalierne er spildevandetspH-værdi en vigtig størrelse, der ofteanvendes til styring afdoseringen.

Ved fældning med aluminium skalspildevandets pH-værdi være 5,7-6,3,med jern 4,5-7,0, og med calcium overII.

Fældning af fosfor i spildevandetkan udføres på forskellige måder ipraksis:I) Forfældning eller primærfældning. Her tilsættes kemikalierne førden mekaniske rensning, således atsepareringen af de tungt opløseligefosfater foregår i første bundfældningstank. Forfældning benyttes normalt på større mekanisk-biologiskerensningsanlæg.2) Simultanfældning (simultan betyder samtidig) benyttes normalt på lavtbelastede aktivslamanlæg. Fældningskemikalierne tilsættes i cller umiddelbart foran luftningstanken. Hervedopnås, at det biologiske og det kemiske slam bundfældes i samme tank,hvilket har en gavnlig indvirkning påden samlede separering.3) Efterfældning benyttes, når der

stilles krav om meget vidtgående fosforfjernelse. Ved efterfældning tilsættes kemikalierne efter den mekaniske,biologiske rensning. Fosforfældningenindgår således som tredie trin i rensningsanlægget.

Fig. 1.48 på side 47 viser princip-skitser over de tre nævnte fældningsmetoder.

Fig. i . I 7 på side 23 viser de teoretisk opnåelige afløbsværdier ved biologisk og kemisk fosforijernelse.

Øvelsesopga i’eEt rensningsanlæg (Mek.-Biol.-Mek(P)) modtager 980 m’ spildevand h.Dette spildevand indholder l6mgP 1. Ianlæggets mekanisk-biologiske delfjernes så megen fosfor, at der vedindløbet til fældningstrinnet er et fosforindholdet II mg P I.

Ved fældningen anvendes FeSO47H20; herved nedbringes fosforindholdet til 0,8 mg P I. Beregn døgnforbruget af FeSO4 7H,O.

De skærpede miljøkrav har bevirket,at der forskes meget i nye metoder tilspildevandsrensning.

I relation hertil indledte Puritek (tidligere NKT Miljøteknik) i 1987 etsamarbejde med et hollandsk ingeniørfirma om udvikling af en ny procestil fosforfjernelse fra spildevand.

Processen er baseret pa anvendelsenafen sakaldt fluid-bed, der består afensamling små partikler, som holdessvævende i en beholder ved en opadgående vandstrøm. Partiklerne er podekorn, f.eks. sandkorn eller fosfatsten. og på disse udkrystalliseres calciumfosfat Ca~( PO4),.

I fluid-bed~en er der en intensiv

46

Fig. 1.48 Fældningskerniko e

F~icn nçs—kerniko e

I- omrøring, hvilket giver en høj krystallisationshastiglied. Dette indebærer enkort opholdstid, og derfor kan storrel

i- sen på fluid-bed’en gøres lille. Udkrystallisationen kræver kun tilsætning afkalk. Dosering af metalsalte er overf

lodiggjort med deraf følgende økonomiske og miljomæssige fordele.

Under driften vokser krystallerne,og når de har nået en vis størrelse, vilde synke mod bunden på grund af, atvægten er blevet for stor til, at de kan

T eb

R st Sondfong F okku— Buncf~Ionenqer ng

Aktv sIornuftnenqstonk

Ivers~ Cssam

Feldnings—kem~koIie

O,erskudssic—

Rist Sondfang

r eb

AJ<tiv somIuftn.ngstonk

Bundteldning

Overskudss om

R st Sondtono Aut v som Bunafældning Elokku.— Bundt~on nguttningstone lering 0

Principdiagram for efterfældn ing, (Miljosr;’relsen. 1989).

Overskudss Ørn

47

Ka k Podekorn

Fig. 1.49

holdes svævende ved den pågældendevandhastighed. De store krystallerudtages i bunden og erstattes løbendemed nye podekorn. Herved kan processen forlobe kontinuert.

Som fig. 1.49 viser, placeres proces-trinnet efter den biologiske rensning.Dette betyder, at der normalt ikkekræves ombygning af eksisterende anlæg.

Den nye proces har følgende egenskaber:- Lave udledningsværdier: Ned til 0,5mg fosfor! udløbsvand.- Intet slam: Ingen deponeringsproblemer.- Genvinding af fosfor, der kan brugesi stedet for importeret råfosfat.

Den rensningseffekt der kan opnåsmed hensyn til organisk materiale -

TOT-N og TOT-P, varierer naturligvisset over en vis tid, ligeledes variererbåde vandmængde og forureningsgradved tilløbet til et rensningsanlæg.

Dette fremgår af efterfølgende skema, hvori disse variationer kan aflæses, endvidere er årsgennemsnitsværdierne udregnet.

Prøv at sammenligne gennemsnitsværdierne med tallene fra fig. 1.17 paside 23.

1.11 Rensning og udledningaf spildevand ombord på skibeSpildevandsbehandling ombord påskibe er underkastet særlige regler.

Procesdriftsjournal foret MEK. - BIOL. (Nog P) - KEM. (P) rensningsanlæg

a,sI 531 84

4751 sol 94

4801 351 93

9251 471 94

8961 401 96

381

I 481

I 241

2101 251 00

I 231

1551 141 91

~i7I el 96

2001 91 ~2531 131 06

2701 el 97

i,oI 91 96

2001 •l 96

isol 41 97

1491 31 97

1401 21 80

271 6.j 78

271 4.~ 84

2!I_ 341 88

341 4.11 67

371 3.11 96

201 2.11 68

281 3.11 8~

271 2.d 0,

~7I ,S 88

211 3.11 84

6.91 2.91 63

8.71 iii 74

1311 1.11 91

641 iii 88

9,11 0,51 -~

5.11 0.81 89

i~l 2.51 72

s.oI 0.31$

7.iI ê41 94

i011 iii 98

R,st og Bundlæld- LulIn’ngs Bundfældsandtang ningstank tank ningslank

MEK-slam BIOLsIam Calciumfostat

— 35020

Fiona,

69408

27030

Mfl

2301 i~l 92

97608

25735

.-

2201 TI 96

85348

23157

MM

2301 71 96

101796

20815

itmi

7401 161 97

92743

21170

Juli

9601 el 99

38812

21620

o~88r

I 121

72733

MIiw d Flow PO SS C0O BOD T~l II Teal711Mb MIsS Fj.,n.l TiIl.b MIsS Fj.n.l Tillub MISS rj.mu 711Mb 48.5 9.,’.i. huuS 89Mb tFIW.49— — .4 •94 — .4 — — % — — .4 — — 54

23810

Haverne.,

-~

50525

20140

O606’llb~,

I 6155930

38470

541 Sl 91

987.3— ‘ ‘I

0.nn.onsnItr~492l °a°’°l 3221 91 951 5661 ~ 921 1991 el 9.1291 3,91 861 8.41 1.~l~!?

Hovedtrækkefle i disse er beskrevet idet følgende

De biologiske rensningsanlæg derfindes, beregnet til skibe, er i princippet udformet som aktiv slamanlæg,men naturligvis tilpasset de specielleforhold der hersker ombord på skibe.

Regler for udledning af spildevandfra større skibe, er blevet fastsat i 1976af den internationale søfartsorganisationIMO.

Reglerne er ikke trådt i kraft endnu,bortset for Østersøen og dansk søterri

IS torium (Søfartsstyrelsen 1991).er Reglerne er formuleret på følgendeid måde:

Udtømning afkloakspildevand i havetmå kun finde sted, safremt:

1. udtømningen foretages under anvendelse af et godkendt anlæg til behandling af kloakspildevand, og spildevandet ved afløbet ikke frembringersynligt spor i havet, eller

2. spildevandet er finfordelt og desinficeret i et godkendt anlæg, og udtømningen sker i en afstand af mindst 4

~r. sømil fra nærmeste kyst, eller

3. udtømningen foretages i en afstandaf mindst 12 sømil fra nærmeste kyst.Foretages udtømningen fra en tank tilopsamling og opbevaring af kloakspildevand, skal skibets eller platformensfart endvidere være mindst 4 knob, ogudtømningen skal ske med moderatudløbshastighed.

Skematisk kan kravene stilles op somfølger:

Som det fremgår af tabellen, afhængerudlederkravene stærkt af afstanden tilland. Over 12 sm fra land er der ingenkrav til rensning af spildevandet.

For skibe der ofte anløber havn,f.eks. færger, opbevarer man ofte spildevandet i opsamlingstanke, der såved hjælp af slamsugere eller lignende, kan tømmes ved færgelejerne.

De regler der er beskrevet i det foregående, gælder for følgende skibsstørrelser:

I. 200 bruttoregistertons og derover,2. mindre end 200 bruttoregistertons,

som er godkendt til befordring afmere end 10 personer, samt

3. skibe, som ikke har en målt bruttoregistertonnage, og som er godkendt til befordring af mere end 10personer.

Vedrørende spildevandstanke - rørføringer - pumper m.m., se SKIBSMOTORLÆREN, samt MEDDELERSER fra søfartsstyrelsen B, kapi

K,-a” ifl behandling og ucl/edning af spil—deiand/;v skibe i Øsiersoet, og i da,,skso!erriioriuin.

Afstand fra land<4 sm

Behandling og kratRenset i godkendt anlæg815 5Omgl

4sm. I2sm

Findelt og desinficereti godkendt anlæg

12 sm

Fra tank 4 knobs fart-moderat udlobshastighed

49

Fig. 1.50 kemikalier kemikalier(fortældning) (simultan fældning)

kemikalier(eftertældning

(mek/Kem. slam)

tel XIII, teknisk forskrift om behandling og opbevaring af kloakspildevandi skibe.

1.12 SlambehandlingSom det fremgår af de foregåendesider, er der talrige måder at behandlespildevandet på. En kort sammenfatning af disse metoder er vist på fig.1.50.

Det ses her, at man ved alle vandrensningsmetoder producerer slam,slammet er et affaldsprodukt, hvisnedbrydning anvendelse og deponering vil blive behandlet i dette afsnit.

Ved slam forstås en blanding af vandmikroorganismer organisk stof

giftstoffer mm. Tørstof-indholdet islammet vil afhænge af den forudgående rensning, men er ca. 2°o, dvs.vandindholdet er ca. 98°

Slammet fra det mekaniske rensningstrin (primær slammet) indeholder let nedbrydelige organiske stoffer,der ved hjælp af anaerobe mikroorganismer kan omdannes til gas i rådne-tanke (anaerob stabilisering).

Slammet fra det biologiske rensningstrin (sekundær slam) varierermeget i sammensætning. For højtbelastede aktivslamanlæg og biofiltre,se fig. 1.35 på side 36, må slammetudrådnes på samme made som pri

(biol/Kem. slam)

mærslammet. For lavt belastede anlæger hovedparten af de organiske forbindelser i spildevandet omsat, dvs, eraerobt stabiliseret. Dette betyder, atder kun kan produceres lidt gas, atslammet stort set er lugtfrit, og derforfrit kan deponeres på marker eller lossepladser.

Slammet fra det kemiske rensningstrin varierer meget, både afhængig afhvilket kemikalie man har fældet medog at’, om fældningen er sket før, undereller efter den biologiske rensning.Dog vil kemisk fældet slam have etstort indhold af fosfat, samt et stortindhold af det stof, der er fældet med.

Det ubehandlede slam har en rækkeubehagelige egenskaber, hvoraf kannævnes:

I) Stort vandindhold, der er vanskelig at formindske før slamstabiliseringen.

2) Æstetiske gener, lugtgener.3) Indhold af sygdomsfremkaldende

mikroorganismer

Slambehandlingen har til formål, atbringe slammet pa en sådan form atdet kan deponeres på en miLjømæssigog hygiejnisk forsvarlig måde (slamstabilisering). Dernæst at reducerevandindholdet, således at omkostnin

mek. slam (primær slam) biol. slam (sek. slam) kem slam

50

fig. 1.51 tørstofindhold (TS)

fslamtyper

mekanisk biologisk kemisk

— O,5_30

I slamkoncentrationi

I — 6-10%stabilisering

anaerob aerob

afvanding

slambed centrifugerin~~ filtrering

et)rt gerne ved transport og deponering4 reduceres (slamkoncentrering). På fig.ke I .5 I, her pa siden, er vist slambehandan lingsrækkefølgen. Endvidere er angi

vet omtrentlige værdier for torstofindholdet (TS) i slammet.

Slamstabiliseringsprocesser er biologiske processer, enten anaerobe elleraerobe, hvorved slammet stabilisereseller mineraliseres. Disse begreber erikke defineret ved praktisk anvendelsetaludtryk; det beror på et skøn hvornårslammet er så vidtgående mineraliseret, at det ikke giver anledning til lugt-gener.

Anaerob stanistabiliseringDenne form for slamstabilisering skeri lukkede rådnetanke uden lufttilfør

Isel, spildevandsslammet udgør fødenfor de mikroorganismer, som sammenmed slammet er tilført tanken.

Omsætningen ved rådneprocessener skematisk vist på fig. 1.52, side 52.

Heraf fremgår det, at 40 kg organiskmateriale er blevet nedbrudt og omdannet til vand og gas ved rådneprocessen. Gassen består, som det ogsåfremgår af figuren af:

Metan (CH4) kuldioxid (CO)hydrogensulfid (H S) ammoniak(NH,) m.m.Hovedbestanddelene i gassen er metanog kuldioxid, ved normal drift er metanindholdet omkring 60-70°o.

Udrådningen af slammet kan foregåi både I-trins og 2-trins tanke. Fig. 1.53

—__—1o—500

udnyttelse deponering

jordforbedring land vand luft

atat

;ig

ren

51

~1- Gas I CH~, CO2, H2S, NH3 mm.

70kg Vand I’~.• Vand I

100kg stof I3Okg I ~30kg II organIsk • organisk Istof I stof I

—— _________ 60kg

30kg Itørstof — — — I tørstof

tiorganisk Istof I

30 kg,iorganiskstof — —

viser en principtegning af en I-trinsrådnetank. I denne foregår både stof-omsætningen og koncentreringen.Råslammet tilledes kontinuerligt, detstabiliserede slam udtages i bunden,gas og slamvand foroven i tanken.

Temperaturen har direkte indflydelse på processens hastighed, idet nedbrydningen er afhængig af levendeorganismer.

De metanproducerede organismertrives bedst ved temperaturer mellem30 og 35°C. Inden for dette temperaturinterval er ca. 90% af nedbrydningsprocessen overstået på mellem 25 og30 døgn. Det er meget vigtigt for enstabil og maksimal metanproduktion,

at temperaturen holdes konstant underprocessen.

Opvarmningen af tanken kan skeved hjælp af den gas, der dannes vedudrådningen. Gassen kan opsamles i

en gasbeholder og forbrændes entendirekte i et kedelanlæg eller udnyttessom brændstof i motorer til elproduktion.

Anaerob slamstabilisering er mestfordelagtig ved større rensningsanlæg,hvor man har mulighed for at opnå enrimelig stor gasproduktion i forhold tilde ret store anlægsomkostninger. Gas-produktionen andrager omkring 20-30I PE døgn.

På fig. 1.54 er vist en rådnetank fra

Fig. 1.53 GAS

Fig. 1.52

30 kguorganis kstof

Råskaa UdrAdnet slam

FLY DE SLAM

SLAM

VARME

— - SLAMVANDSLAMVAND

—~ AKTIVRÂDNEZONE

SLAM

52

et MEK. - Biol. renseanlæg (Ca.80.000 PE). Endvidere er der i denefterfølgende tabel anført analyseresultater for den fremstillede gas, detses, at metanindholdet er Ca. 61%, ogat den nedre brændværdi er på h,=21.846 kj m3.

Af figuren fremgår det, hvorledesgassen anvendes, nemlig til el-produktion rumopvarmning og slamopvarmning i varmeveksleren.

Gasproduktionen kanvære:

udregnes til at

1800 1080.000 22,5 I’ PE døgn,

og gaseffekten bliver:

180021.84624 ‘ 3600 455 kW.

Heraf udnyttes til el-produktion 109k’AÇ og til rumopvarmning 50 kW

Fig. 1.54 M,Gasrnuurn’sdeg ~

• Slamvand

UdstedskedelPos 5

S~niVarme.vekslerPosi

Ij ,jr

(4) i231 1W

(v) (v)

Plab54$ kW

SIa,nindlvb 3? C

3)5 i, ‘/h LIG ifl ‘II i

Pel109 kW

Popva’m 50 kW

Mot~P05 3

GeneratorPo, 4

KOMP FORMEL MOL°0OXYGEN O~ JONITROGEN N ,31METHANE CH 60,99CARB.DIOX CO 38.60

NEDRE BRÆNDVÆRDI Mi KG Mi M18,198 21.846

ØVRE BRÆNDVÆRDI 20,194 24,242

NEDRE WOBBEINDEX 18,887 22,673

ØVRE WOBBEINDEX 20,958 25,159

REL.DENS ,9284ABS.DENS ni 1,2005

HYDROGENSULPFJID H S 29,3 ppm

53

A erob slamstabitiseringDenne form for stabilisering findersted, når aktivt slam belufies uden tilførsel af spildevand. Mikroorganismerne befinder sig da i en fase, hvorde tvinges til en vidtgående iltning afdet i cellerne bundne organiske stof.Den aerobe slamstabilisering er således en videreførelse af den aktiveslamproces i modsætning til udrådning, hvor man på rensningsanlæggetmå køre med to biologiske processermed meget forskellige egenskaber.Med aerob slamstabilisering får mansåledes et i driftmæssig henseendelangt enklere anlæg, til gengæld måman så levere energi til belufining, imodsætning til den anaerobe slamstabilisering, hvor der frigives energi.

Ved aerob slamstabilisering opnårman:

I) Reduktion af lugtgener ved seneredeponering.

2) Reduktion af sygdomsfremkalende mikroorganismer.

3) Reduktion afslammængden.

Slambeluftningen finder ofte sted iåbne tanke (bassiner). Omrøring og beluftning foregår efter de samme principper, som anvendes ved aktivslamanlæg.

Den nødvendige slamalder vedaerob stabilisering vil være stærkt afhængig af temperaturen, men afhænger naturligvis også af hvorfra slammet kommer, højt eller lavt belastetanlæg osv. Disse forhold er anskueliggjort på fig. 1.55, der viser den nødvendige slamalder ved aerob stabilisering.

Hvis man ønsker at stabilisere slam-

met til Iugtfrihed ved aktivslampro.cessen, må man erfaringsmæssigt køremed slambelastninger på 0,05 og derunder

Langtidsbeluftning er specielt udviklet til rensning af spildevand frasmå bysamfund, hvor der ikke er baggrund for at opdele rensningsproces

— 40CA0t:300A‘0

~20

Fig. 1.55

mek. slam, rnek.-kem. slamog septiktank slam

—. — . — bio, slam, højt belastet anlægbio, slam, normalt belastet anlæg

—— — bio, slam, lavt belastet anlæg

sen i flere selvstændige processer(udrådning m.m); men metoden sesda også anvendt ved større rensningsanlæg.

SlamkoncentreringVed slamstabilisering er slammetsegenskaber blevet ændret, således atden videre koncentrering (afvanding)er langt lettere at gennemføre.

Slamkoncentreringen kan foregåved naturlig tørring pa slambede ellermekanisk, ved hjælp af filtre eller een-

0 10 20 30

Temperatur (C)

54

Fig. 1.56 evt. konditioneringsmiddel

trifuger. Princippet den mekaniskekoncentrering er vist på fig. 1.56.

Inden slammet føres til koncentrering tilsættes ofte et konditioneringsmiddel. Formålet med dette er atforøge tørstofindholdet i det koncentrerede slam. Slamvandet føres, somdet fremgår af figuren, tilbage til rensningsanlægget, medens det koncentrerede slam går til videre behandling.

Mekanisk koncentrering ved hjælpaf filtrering kan udføres på mange forskellige måder, som alle bygger på

samme princip, nemlig at slamvandetfjernes ved presning gennem et filter-materiale, medens de faste partiklertilbageholdes. Alt afhængig af filter-type kan der opnås et tørstofindhold islammet på mellem 10 og 500o.

Kun en enkelt filtertype vil bliveomtalt her, nemlig kammerfilterpressen.

Fig. 1.57 viser en kammerfilterpresse, hvor filterelementerne består afkvadratiske enkeltkamre, der dannesved skiftevis på pressens horisontale

Fig. 1.57

Til Forbrænding ellerdeponering

stabiliseret koncentreret

(afvandet) slam

slamvand (filtrat) tilbagetil rensningsanlæg

;er;es

~tsat

ig)

55

vanger at anbringe en massiv plademed udfræsning og en hul plade, seogså fig. 1.58.

Over de massive plader lægges deren filterdug, og inden filterprocessenindledes, sammenpresses pladerne vedhjælp af en langsgående spindel, således at der opnås tæthed langs plader-nes periferi. De filterbeklædte hulrum,der herved dannes, virker nu somenkeltfiltre, og antallet af kamre bestemmer filtrets kapacitet.

Slammet tilføres pressen med et trykpå 10-20 bar og fordeles til de enkeltekamre via huller i pladerne. Trykketopretholdes under hele pressetiden, ogafvandingen foregår ved udpresning afslamvandet gennem filterdugen, hvorved slamkagen langsomt opbygges ide hule plader. Filtratet ledes bort gennem de nederste huller i pladerne.

Når afvandingen er tilendebragt,nedsættes pumpetrykket, og kamreneadskilles, hvorefter slamkagen kanskrabes ud. Driften er altså diskonti

Fig. 1.58

San,

~er 0 9

nuerlig. Ved anvendelse af konditioneringsmidler (kalk og jern-salte) er detmuligt at opnå et tørstofindhold på 25-500o, alt afhængigt afslamtypen.

Centrifugering ajsianiVed centrifugering af slam anvendesflere forskellige typer centrifuger. denmest anvendte er den såkaldte dekanter centrifuge. Se fig. 1.59 på side 57.Denne består af en vandret liggendekeglestubformet ståltromle, i hvilkender er monteret en skruetransportør.Tromlen og skruetransportøren roterermed høj hastighed i samme retning.Skruetransportøren har et lavere omdrejningstal end tromlen.

Slammet som skal afvandes, tagesind i centrifugens centrum gennem etindløbsrør, og slynges herefter ud modden roterende tromle. Eftersom defaste partikler i slammet er tungereend vandet, afsætter de sig som et lagpå tromlens væg, vandet danner enring nærmere centrum, og »vanddybden« i tromlen reguleres ved hjælp afet antal stilbare huller i rotorens ende-flade. Det afvandede slam transporteres af skruetransportøren til rotorenssmalleste del, hvorefter det tages udgennem huller i tromlen.

Processen foregår kontinuert, ogkapaciteten kan reguleres ved ændringaf skruetransportørens omdrejningshastighed. Afhængigt afslamtype, kander i slamkagen efter centrifugeringopnås et tørstofindhold på 20-30°o.Fig. 1.60 på side 57 viser installationen af en række centrifuger fra firmaet ALFA-LAVAL, medens fig. 1.61 påside 58 viser prøver af vandholdigtslam, slamvand og centrifugeret slamudtaget fra en centrifuge.

Slam—kage

cll~ra~Ishi liva, Xi

56

n7.

Fig. 1.59 Centr~iige (ALFA -LAVAL)

S cm-q

er Efterbehandling afslamg. Slambehandlingen efter slamkon

centreringen har til formål at gøreslammet egnet til enten udnyttelseeller deponering.

Der er flere forskellige måder atefterbehandle slam på, af disse skalher nævnes:

I) Kompostering.2) Forbrænding.

KomposteringKomposteringen er en aerob mikro

biologisk omdannelse af organisk stoftil simplere organiske forbindelser,samt kuldioxid vand og uorganiskesalte.

For at komposteringen kan forløbeoptimalt, skal der være et passendeforhold mellem kulstof og kvælstof islammet. Delte kan opnås ved at blande husholdningsaffald og slam. Fig.1.62 på side 58 viser den principielleopbygning af anlægget.

Ved de biologiske processer, derforegår i reaktoren, udvikles der varme. Herved kan der opnås en hygiejni

Fig. 1.60

Fig. 1.61

sering, således at slutproduktet bliverdelvist lugtfrit og kan anvendes somjordforbedringsmiddel. Anvendelsetil jordforbedring kræver dog, at tungmetalindholdet ikke er for stort.

ForbrændingVed slamforbrænding omdanner manstørsteparten af slammets organiskedele til gasser, medens den ikkebrændbare del bliver tilbage som aske.Derfor er det hensigtsmæssigt at foretage en vandvaskning af røggassen,inden denne lukkes ud i atmosfæren.På denne måde opfanger man nogle afde forurenende stoffer. Det vand, mananvender til vaskningen, kan ledes tilbage til rensningsanlæggets tilløb.

Den principielle opbygning vedslamforbrænding er vist på fig. 1.63.

For at reducere energiforbruget vedforbrændingen skal tørstofindholdetvære så stort som muligt. Ved selvforbrænding kræves et tørstofindhold på30.5000.

Følgende data, der stammer fra Avedøre Kloakværks forbrændingsanlæg,vil give et indtryk af sammenhængenmellem antal PE-slammængde ogaskemængde.

Forbrændingsanlæggets kapacitet er

6,5 tons afvandet slam pr. time med ettørstofindhold på 25°o. Denne slam-mængde svarer til belastning afanlægget på 650.000 PE.

Ved forbrændingen dannes der enaskemængde på ca. 800 kg h, denneaske deponeres i et dertil indrettetdepot.

Fig. 1.62

:::~ri~fl__..__

Fig. 1.63

røggaS

retur til tilløb vaskevand

58

Forbrænding 27 %

Losseplads 27 %

Landbrugsjord 37 %

Andet 9 %

En del af det slam der produceres pådanske rensningsanlæg, anvendes somgødning på landbrugsarealerne.

En betingelse for at anvende slammet pa landbrugsjorden, er dog, at tungmetalindholdet ikke er for stort.

Ovenstående tabel viser en oversigtover slammets bortskaffelse i Danmark.

n 1.13 Beskrivelse af et rensningsanlægI de foregående afsnit har vi stiftetbekendtskab med en række forskelligerensningsmetoder, lige fra de mestsimple til ret nye og meget avanceredemetoder. Et af de rensningsanlæg iDanmark, der også udnytter de avancerede rensningsmetoder, er Odensekommune-rensningsanlæg NORDØST.I det følgende gives en kort beskrivelse af dette anlægs opbygning samt visse tekniske data, herunder måleresultater fra anlægget.

Rensningsanlægget NORDØST eropført i I 980 erne, og det behandlerspildevandet fra Odense kommunesøstlige byområder, inden dette ledesud i Odense å og videre til Odensefjord. Anlægget er bygget for fuld biologisk rensning og for fjernelse af fosfor og kvælstof Rensningen drivesefter aktivslamprincippet, men i totrin; et højt belastet første trin og etlavt belastet andet trin, som drivesmed biologisk fosfor og kvælstoffjernelse.

Endvidere foretages der en kemiskfældning af fosfor, både ved forfældning og efterfældning.

Anlægget er altså et BIO-DENIPHO- anlæg med kemisk fældning.Fældningskemikaliet er Fed.På fig. I .64, side 60, er der vist en 0v-ersigtsplan over anlægget, og fig. 1.65på samme side viser et simplificeretflow diagram.

Ved tilløbet til anlægget løftes vandet via en pumpestation op i ristebygværket, her passerer spildevandet enmekanisk rist, der frasorterer de grovere dele. Fra ristebygværket løbervandet til et beluftet sand- og fedtfang.I sandfanget bundfældes sand og grus,medens olie, fedt og lignende udskilles på fedtfangets overflade. De fra-sorterede dele fra risten og det bund-fældede sand transporteres automatisktil containere. Fedt fjernes med slam-suger.

Fra sandfanget ledes vandet til førstetrins luftningstank. I denne er slambelastningen meget høj, omkring 4-6 kgBl kg slam døgn, hvilket er 10-100gange højere end ved andre aktiveslamprocesser. Herved opnås en storreduktion af organisk stof ved et lavtiltforbrug.

Ilten tilføres ved hjælp af en rotor,medens vand og slam holdes opblandet ved omrøring med en propel.

Fra luftningstanken ledes vand ogslam til mellemklaringstanken, hvordet adskilles. Det delvist biologiskrensede vand løber via overfaldskanten videre til det aktive slamanlægsandet trin, medens det bundfældedeslam dels ledes til en koncentreringstank, dels føres tilbage til luftningstanken som returslam.

59

OversigispianI. Indlobspumpestation2. Ristebygværk3. Sand- og fedtfang4. I. trins luftningstank5 Mellemkiaringstank6. Forbehandlingstank7. 2. trins Iuftningstankc8. Efterklaringstanke9. Beluftningsanlæg ‘

10. HejvandspumpestationI I. Koncentreringstank12. Rådnetank13. Kammerfilterpresse14. Centnifuge

5. Gasheholder16. KedelI 7. GasmotorerIS. Varrnevelcsler19. Personalebygrnng

9

Fig. 1.64 Oversigtsplan

Andet trin af det aktive slamanlægdrives som et lavt belastet langtidsbeluftet anlæg med biologisk fosfor- ogkvælstoffjernelse. For at kunne udnytte dette energi- og kemikaliebesparende princip er anlægget delt op i treindbyrdes forbundne tanke: En anaerob drevet forbehandlingstank og toluftningstanke.

I de to luftningstanke finder derbåde nitrifikation og denitrifikationsted, se også side 40, hvor denne vekseldrift er nærmere forklaret. I deaerobe faser tilføres ilten ved hjælp afmammutrotorer, og i disse tanke holdes vand og slam opbiandet ved hjælpaf propel lerne.

Fra luftningstankene ledes vand og

LZZJ Spildevand

Retur- og overskudsslam

13

Gas — ‘arme - cl Fig. 1.65 Flow diagram

19

6

18IS

B

[5 _____

.PJ le

IS•~ l4~ ~

60

slam til efterklaringstankene, hvor det Tekniske Dataadskilles. Det rensede vand løber via Afløbskrav:overfaldskanter til et mekanisk beluft- BO~ (umodificeret) 20 mg Iningsanlæg, medens det bundfældede Ammoniak-kvælstof:slam pumpes retur til forbehandlings- sommer 2 mg/Itanken. Overskudsslamproduktionen vinter 3 mg Ifra aktiv slamanlæggets andet trin Total fosfor 2 mg Iudtages fra blandingen af vand og Total kvælstof 5 mg/Islam efter luftningstankene. Suspenderet stof 15 mg I

I det mekaniske beluftningsanlæg Oxygenmætning 600otilføres det nu rensede spildevandyderligere ilt, herved sikres et højt Dimensioneringiltindhold i afløbet, inden dette gen- Forurening:nem en ca. 4 km lang ledning løber i Luftningstanke 37.000 PEOdense Å via en difl’user. Ved eks- forurening:tremt højvande i åen pumpes det ren- øvrige anlæg 55.000 PEsede vand ud via en højtvandspumpes- Vandmængder:tation. Spildevand 11.500 m d

Slammet fra første trins rensningen Maks. tørvejr 725 m h

n ledes efter slamkoncentreringen vide- Under regnvejr 1.225 m hre til en opvarmet rådnetank; her fore

e går der en nedbrydning af organisk Anlægget er forberedt for enstof under gasudvikling. Når slammet udvidelse til i alt 110.000 PEer udrådnet afvandes det i en kammerfilterpresse. Specifikationer

Overskudsslammet fra andet trin, bygværker og bygninger:

g pumpes til opkoncentrering i en cen- lndløbspumpestation I .225 m’/htrifuge, inden det afvandes i kammer- Ristebygværk I .225 m3/hfilterpressen. Sand- og fedtfang 100 m~

For tiden deponeres slammet på los- 1. trins luftningstank 250 m3seplads. Mellemkiaringstank 900 m~

Gassen fra rådnetanken opsamles og Forbehandlingstank 700 m’omdannes via gasmotorer og genera- 2. trins luftningstank 2 x 1750 m3torer til elektricitet. Efterklaringstank 2 x 100 m3

Overskudsvarmen fra gasmotorer Beluftningstank 35 mVhanvendes til opvarmning afrådnetanke Højvandspumpestation 1950 mVhog til bygningsopvarmning. Koncentrationstank 175 m’

Styring og overvågning af anlæggets Rådnetank 1350 m3drift foretages automatisk ved anven- Gasbeholder 200 m’delse af en datamat. Anlæggets funkti- Slamafvandingsbygning 240 m3on er automatiseret og program-styres Centrifuge 5-lO mVhud fra løbende procesmålinger. Kammerfilterpresse 18-28 mVh

Udrustning:2 stk. snekkepumperI stk. bueristBeluftet og med mekanisk skraberI stk. 3 m rotor, I stk. propelKædeskraber4 stk. propeller4 stk. 6 m rotorer, 4 stk. propeller2 stk. kædeskrabere2 stk. kapselblæsere3 stk. propellerpumperMekanisk omrørerVarmevekslerTørgasbeholdere3 stk. gasmotorer.

I det efterfølgende skema er der vistanalyseresultater for NR, - NO, - PO4samt KIF og Bl~. Der er foretagetmålinger ved tilløb, efter mellemklaringstank (MKT) og ved udløb.

Tallene er gennemsnitsværdier for Imdr, drift.

Analyseresultater i mg I

Udløb

KIF BL

8 7

De mest interessante tal i denne forbindelse, er naturligvis udlobstallene:

8,4 mg Nu0,51 mg Pil7 mg OJI (Bl,)

Prøv at sammenligne disse tal medhandlingsplanens udlederkrav, samtfig. 1.17 på side 23.

Øvelsesopga veBeregn den opnåede rensningseffektmed hensyn til BL, for henholdsvis I-trins lufiningstank og 2-trins luftningstank.

1.14 Vedligeholdelse og driftskontrolVedligeholdelse af et rensningsanlægkan passende opdeles i to former fordriftskontrol.

I. Den maskinelle driftskontrol.2. Den procestekniske driftskontrol.

Den maskinelle driftkontrol udføresefter samme retningslinier som det

Afløb - MKT

KIF Bl

35 35

Til løb

KIF Bl

101 162

Til løb

NR, NO PO.

14,4 3,3 5,2

Afløb - MKT

NH NO PO4

16,9 3,0 3,9

Udløb

NR NO PO,

1,7 8,4 0,51

62

kendes fra maskineri ombord i skibe.j på større rensningsanlæg findes som i—~ skibe skemaer, der på grundlag afJ antal drifttimer beskriver hvilken ved

ligeholdelsesOperatiOn, der skal udføres ved hver pumpe, motor eller lignende. Efter at vedligeholdelsesoperationen er udført, noteres dette i en driftjournal.

Den procestekniske driftkontrol, derfocuserer på selve renseprocessen, kanigen splittes op i to former for drift-kontrol:

daglig driftovervagning, ogkontrol af rensningsanlæggets totalerenseeffektivitet.

Den daglige driftkontrol, som udføresaf rensningsanlæggets driftspersonale,kan afhængigt af rensningsanlæggets størrelse og driftform f.eks. omfatte: måling af tilstrømningsmængdeaf spildevand, temperatur, oxygenmætning i luftningstanke og udløb,suspenderede stoffer i ind- og udløb,kemisk oxygenforbrug (COD) i ind-og udløb mv. Disse målinger har alletil formål, at give driftpersonaletmulighed for at kunne styre renseprocessen, sa optimal rensning opnås.

Ovennævnte målinger foretages fornogles vedkommende som kontinuerlige målinger fra følere placeret i vandet, og for andres vedkommende somlaboratoriemålinger udført på rensningsanlæggets eget laboratorie. Vedlaboratorieundersøgelserne anvendesofte den såkaldte spektrofotometriskemetode, der beror på det princip, atman ved at sende lys af en veldefineret bølgemængde gennem en medkemikalier farvet opløsning direkte

kan bestemme mængden af et bestemtstof på grundlag af opløsningens lysabsorptionsevne.

Med et sådant spektrofotometer erlaboratoriet i stand til med rimelignøjagtighed at foretage de fleste analyser, der er behov for i den dagligeprocestekniske driftkontrol. Med hensyn til de udtagne prøver, er det vigtigtat erkende, at spildevandet ikke er etensartet produkt. Hvis en analyse skalvære noget værd, skal den udtagneprøve virkelig repræsentere en middelværdi af det spildevand, anlæggetbehandler. Ofte anvendes derfor såkaldte flowproportionale prøver d.v.s.prøver, der automatisk udtages i smådelportioner proportionalt med den tilstrømmende spildevandsmængde.

Kontrollen af rensningsanlæggetstotale rensningseffektivitet skal foretages af en uvildig instans.

Ofte kræver myndighederne, at derudtages en månedlig prøve ved ind- ogudløb, og denne prøve sendes til etlaboratorie for undersøgelse.

Det må påregnes, at mængden afdisse prøver i fremtiden vil blive forøget set i lyset af de skærpede krav,der stilles til kvaliteten af det spildevand, der sendes til recipenterne.

1.15 ArbejdsmiljøVed det daglige arbejde på rensningsanlæg, er det svært, for ikke at sigeumuligt, at undgå kontakt med spildevand. Denne kontakt kan feks, forekomme ved adskillelse af pumper.prøveudtagning til analyser, inspektion ved tanke osv.Disse forhold medfører en risiko forinfektionssygdomme og forgiftninger.

Både spildevand, slam og affald

63

(feks. ristestof) indeholder sygdomsfremkaldende mikroorganismer. Dissemikroorganismer kan bevirke sygdomme som tyfus og paratyfus, salmonella forgiftning, dysenteri mm.

Mikroorganismerne overføres almindeligvis ved indtagelse gennem munden. Arbejde og ophold ved spildevandsanlæg, er desuden forbundetmed en risiko for, at smitstoffer kangennemtrænge beskadiget hud ogslimhinder, og derved udløse forskellige infektioner. Smitten kan også overføres ved at små dråber i luften indåndes, dette kan f.eks. forekomme vedbelufiningsanlæg og ved rengøring(spuling).

K/oakgasserKloakgasserne kuldioxid, metan.svovlbrinte og ammoniak, dannesunder forskellige betingelser i spildevandet, og de kan udgøre en risiko formennesker.

Skadevirkningerne kunne være:kvælning ved iltmangel,eksplosion og brand (svovlbrinte og2.

metan).3. forgiftninger (svovlbrinte og ammoniak),4. syreophobning i blodet (kuldioxid).

Det må fremgå at det her anførte, atarbejdsforholdene er specielle i forbindelse med spildevand. Noget mansom ansat må være særdeles opmærksom på.

1.16 Afsluttende bemærkningerDesværre har det hidtil været således,at al udvikling og forskning har væretkoncentreret om at rense spildevandetbedre.

Der har kun i meget ringe grad væretfokuseret på spildevandsmængdensamt forureningsgraden af dennevandmængde.

Der kan ikke herske tvivl om, atvandmiljøet ville få det bedre, hvis detvar muligt at nedsætte spildevandsmængden, ikke alene ville der udledesmindre spildevand til recipienterne;men det der udledes ville også værebedre renset, idet mindre belastning påde eksisterende rensningsanlæg villevære ensbetydende med en bedre rensn ingseffekt.

Der er selvsagt mange måder at spare vand pa, heraf kan nævnes: Oplysningskampagner afgiftspolitikvandbesparende foranstaltninger vedkonstruktion af vaskemaskiner, toiletter osv.

Også genbrug af renset spildevandkunne nedsætte vandforbruget.

Genbrug af renset spildevand ernaturligvis ikke uden problemer, rensningsanlæggene må være udbygget tili vid udstrækning at fjerne sygdomsfremkaldende mikroorganismer.

64

Luftforurening

2.1 Luftforurenende stoffer.Udbredelse og kilderLuftforureningen påvirker vores dagligdag på mange forskellige måder,heraf kan nævnes:

I. Direkte ubehag ved indånding.2. Sygdomsfremkaldelse på kortere

eller længere sigt.3. Påvirkning af naturen (både luft og

vandmiljøet)4. Skader på bygninger mm.

Luftforureningskilderne kan være både naturlige og menneskeskabte, ogforureningskomponenterne kan bestå

er af både partikler og gasser. Endvideres- kan luftforureningen være lokal-regio-til nal eller global.s- Lokal luftforurening er som oftest

knyttet til en enkelt kilde, f.eks. enindustrivirksomhed, eller en tæt sammenpakning af transportmidler (biler).

Regional luftforurening kan optrædeved feks. en større koncentration afindustrivirksomheder, hvorfra luftforureningen kan spredes og erkendes i etstørre geografisk område.

Global luftforurening kan, som navnet antyder, strække sig over og påvirke hele kloden. En virkning af globalluftforurening kan være den senereomtalte drivhuseffekt.

Partike/Jbnnig forureningDen naturligt forekomne partikelformige forurening kan opstå ved f.eks.

havsprøjt skovbrande vulkanskvirksomhed og jorderosion.

Den menneskeskabte luftforureningi form af faste partikler, sod tung-metaller aske m.m.; fremkommerved ufuldstændig forbrænding og vedindustrielle oparbejdningsprocesserinden for næsten alle erhvervsgrene.Også ved transport, især biltrafik, opstår støvformig forurening beståendeaf afslidt gummi, asbest og metalpartikler samt sod.

Ved omladning (lastning og losningaf finkornet materiale) vil der ligeledes kunne forekomme partikelformigforurening i større eller mindre grad.

Partikelformig forurening kan ogsåbestå af væskepartikler (små væskedråber), som kan fremkomme ved kondensation af forskellige gasarter.

Bade dråber og faste partikler er istand til at absorbere gasformige bestanddele, så den partikelformige forurening er ofte meget forskelligt sammensat i kemisk henseende.

Koncentrationen eller mængden afpartikler i luften måles ofte i milliontedele gram pr. m luft (~ig m ). Partikelstorrelsen angives almindeligvis i~im (10 meter).

Begrebet svævestøv er defineret veden fysisk egenskab, nemlig evnen til atholde sig svævende. Hvis støvet er tilstrækkeligt finkornet, vil tyngdekraften kun have en meget ringe udskillelseseffekt. Partikler mindre end 10 im,vil kunne holde sig svævende i langtid.

et5-

e;re

le5-

65

GasformigforureningDen gasformige forurening kan beståaf uhyre mange forskelligartedebestanddele, de væsentligste af dissehenregnes almindeligvis under en affølgende grupper:

I. Svovlholdige gasser, f.eks. 502SO - HS

2. Nitrogenholdige gasser, feks. NONO NR

3. Halogenholdige gasser, feks. CFCgasser (Freon) og HCI

4. Kulbrinter feks. CR4 og forskelligeopløsningsmidler

5. Kuloxider CO og CO26. Giftstoffer feks dioxin.

Ren atmosfærisk luft består sombekendt afca.21°oO og78°oN ,menindeholder derforuden også småmængder af luftforurenende gasser,hvis koncentration varierer.

Den naturligt forekomne luftforurening fremkommer ved forrådnelsesprocesser, vulkansk virksomhed, skov-brande mm., herved dannes der enlang række af de ovenfor nævnte forbindelser, feks. SO CO CO2NH3 HS CH4.Ozon (Os) dannes i atmosfæren ved enrække fotokemiske processer.

Den menneskeskabte luftforurening

stammer stort set fra tre hovedgruppernemlig:

I. Energisektoren (herunder kr~?rværker og t]ernvarmecentraler)

2. Transportsektoren (biler togskibe fly m.m.)

3. Industrisektoren (kemisk industrilevnedsmiddelindustri land

brug mm.)

Når man taler om luftforurening,mener man almindeligvis den forurening, der slipper ud i fri luft. Men ogsåindendørs kan der opstå luftforureningsproblemer, feks. ved renseprocesser svejsning - afgasning fra bygningsmaterialer og maling.

En hel speciel kilde til indendørsluftforurening er tobaksrygning, dertilfører luften både gasser og partikler.

Også gasformige forureningskomponenter kan måles i j.tg/m’, men ofteangives den relative volumenkoncentration i parts pr. million = ppm, hvilket angiver den brøkdel, som denpågældende gas fylder i forhold til dettotale volumen.

Spredning af lufiforuren ingenInden luftforureningskomponenterneomdannes eller afsættes på jordoverfladen (træer marker søer have

Fig. 2.1 ION

osv.), foregår der som regel en kraftigspredning, så luftforureningen er iallerhøjeste grad grænseoverskridendeog må som sådan bekæmpes (nedbringes) ved internationalt samarbejde.

Under særlige meteorologiske forhold, hvor kold luft er »spærret inde«nede ved jordoverfladen af et højereliggende varmere luftlag (inversion),kan der opstå meget høje koncentrationer af forurenende stoffer, se fig. 2.1på side 66.

Som det vil fremgå af det foregaenSå de, er der en nøje sammenhæng mel

lem energiforbrug og luftforurening.Følgende skematisk opstilling viser

sammenhængen mellem forureningskilder og udledninger.

er?r.nte

ii—

et

‘PAH Polyaromatiske kulbrinter, d.v.s.gruppe af kulbrinter som indeholder

flere benzenringe. Man har mistankeom at disse forbindelser er kræftfremkaldende.

For at få et indtryk af, hvor storemængder forurenende stoffer vi her iDanmark sender ud i atmosfærenhvert år, kan vi betragte det nedenforviste skema, her er den samlede emission af svovldioxid-kvælstofoxider ogkuldioxid anført.

Central afbrænding er forbundetmed udslip i stor højde, altså via højeskorstene. Derimod er lokal afbrænding forbundet med udslip i lav højde.

Den måde afbrændingen sker på, eri mange tilfælde afgørende for de forurenende stoffers skadelige virkning.De sundhedsskadelige virkninger ersåledes større, når stofferne sendes udi indåndingshøjde med udstødningsgassen, end når de sendes ud gennemkraftværkernes skorstene i stor højde.

Udslip af kuldioxid, svovidioxid og kvælstof-oxider fra energisektoren i 1992 fordelt påcentrale og lokale kilder.

Kilde: Maleriale i Forskningscenier Riso. 1994

Forureningskilde Udledning(emission)

Forbrænding af Svovidioxidkul og olie

Forbrænding af Kvælstofoxiderkul, olie, benzinog naturgas

Forbrænding af Kulbrinteforbenzin bindelser (PAH)

Forbrænding af Kuliltebenzin

Forbrænding af Partiklerkul, olie og benzin, (herunder sod)mekanisk forarbejdning i industrien

Forbrænding af Tungmetaller (ekbenzin, olie, kul sempelvis bly,og affald cadmium og kvik

sølv) og dioxiner

Kilde SO NO COI 000 ons

Ialt 205 275 55.496Centralt 148 97 29.865

Kraftværker 130 82 26.341Fjernvarmeværker 16 7 1.411

Raffinaderier 7 2 1.017Olie- oggasudvinding 0 6 1.096

Lokalt 53 183 25.631Stationære

Individuelopvarmning 9 6 6.460Proces 32 47 8.147

MobileTransport 12 125 11.024

67

Bemærk, at transportsektoren tegnersig for 45°o af det samlede NO~udslip, men derimod kun for Ca. 6% af50, udslippet.

Danmark er »eksportor« af svovl,forstået på den måde, at vi sendermere svovldioxid ud af landet end vimodtager fra vore naboer. Udfra detfælles europæiske evaluerings ogmåleprogram (EMEP), er der opstilletmodeller for den grænseoverskridendeforurening. Efterfølgende skema gælder for SO, og viser »eksport« og»import« for Danmark.Danmarks udslip af svovl som svovl

dioxid til det område, der er dækket afEMEP’s måleprogram, er i 1992 på101.200 tons. Knap 14 pct. afsættes iDanmark, medens resten eksporteres -

hovedsagelig østpå.Bemærk, at de væsentligste »im-

portbidrag« kommer fra England og~Tyskland. Også med hensyn til kvæl.stofoxider (NO~) er Danmark »dcs.portør«.

2.2 Luftforureningens indvirkningpå omgivelserneSom nævnt i forrige afsnit består luft,forureningen af en lang række kemi~ske forbindelser og partikler med forskellig indvirkning på omgivelserneHHvorledes de vigtigste af disse kom-..ponenter påvirker luft- og vandmiljø’~vil blive omtalt i det følgende.

Endvidere vil fig. 2.2 på side 69 give

et mere samlet billede af forurenings’forholdene.

Svovidioxid (50) kan give anledningtil sur nedbør, idet S02 ved iltningsprocesser i atmosfæren kan omdannes

Danmark »eksport* og »import« al luftbåren svoviforurening. 1992

Udvalgte lande Eksport’ Import’tons S pct. (ons 5 pct.

Ialt 101 200 100 48000 100Danmark 13800 14 13800 29Sverige 11400 II 500Norge 3 00 3 100 0Finland I 800 2 0 0England 500 I 9300 19Forenede Tyskland 4600 5 10 100 21Holland 200 0 600Belgien 100 0 900 2Frankrig 800 I I 200 3Polen 5 300 5 2 600 5Tidligere Tjekkoslovakiet 700 I I 300 3Europæisk del at’ tidl. USSR II 900 12 300 IAndet’ 47000 46 7300 ISAnm. Tallene er foreløbige, og der kan således ske en korrektion for man tår fastlagt de officielle ud.I »Eksportø benyttes her som betegnelse for emissionen. mens »import» angiver dcpositionen.

2 Kalegorien »andetn omfatter bla. Østersøen.Kilde: EMFI? Techn/cat Re,,rn’r no. 109 1993.

68

Ultraviolet lys STRATOSFÆRE(12 50km)

Fig. 2.2

til H,S04. Denne sure nedbør, hvorider også forekommer FINO (stammende fra iltning afNOj, har en langrække ubehagelige virkninger såsomskader på vegetationen, forsuring afsøer og vandløb, dette især i geografiske områder hvor syren ikke kan neutraliseres.

Ved høje koncentrationer kan S02sammen med partikler have direktesundhedsskadelig virkning, især forpersoner der lider af åndedrætssygdomme, feks. astmatikere. I byområder kan svovludslippet også medførebygningsskader mm.

Den menneskeskabte svovlemissionudgør mindre end halvdelen af densamlede emission. Grunden til atsvovlemissionen alligevel er et alvor-

ligt problem, er, at kilderne til forureningen er koncentreret i de store by-og industriområder, og fra disse områder kan forureningen sprede sig endogmeget langt, inden deponering findersted.

Nitrogenoxider (NO~) opstår ved forbrændingsprocesser af næsten enhverart, idet der ved temperaturer over ca.1200 C dannes atomart ilt (0) ogkvælstof (N), disse reagerer sammenog danner NO (Nitrogenmonoxid).Hvis forbrændingsprodukterne afkøles langsomt, vil NO igen omdannestil 0 og N2, men i mange tilfælde,som f.eks. ved forbrændingsmotorer,vil afkølingen af gasserne foregå såhurtigt, at NO ikke omdannes, men

7Ozondannelse

02 —~ 0÷0

0+0,—’ 03{ CFC-gasser ÷ 03 CI0 + 03

OzonnedbrydningD0-i-0 —‘Cl 02

Drivhuseffekt”

Ozon CFC Kuldioxid Metan03 gasser CO2 CH4

TROPOSFÆRE (0-12 km)

OXIDATIONH2S04HNO3

( N0~Sollys Kulbrinter NH4t /

NO2 ~—0 NO4~ SMOG

NO2

NH~ CH4; .4

‘Syreregn’I i

Industri og Energisektor Trafik Landbrug Natur

69

ledes ud i atmosfæren, hvor den iltesvidere til NO2 (nitrogendioxid). Dissenitrøse gasser slås ofte sammen underfællesbetegnelsen NO

De nitrose gasser er giftige og vilved selv forholdsvis lave koncentrationer kunne påvirke lungefunktionen.

Luftforureningen med NO, og NRbidrager også til bavforureningen. IØstersøen og Kattegat kommer envæsentlig del af kvælstofbelastningenfra luften.

Ammoniakbidraget stammer fralandbruget, bla. fra fordampning frastalde og lagre af husdyrgødning, ogfra udbringningen af denne gødning.

Ozon (0.)Ozon som dannes ved jordens overflade er giftig, og kan bl.a. påvirke lungefuktionen, samt give skader påvegetationen.

Kvælstofilter (NO,) vil sammen medkulbrinter (HC) under indvirkning afsollys danne en mængde fotokemiskeforbindelser, bla. ozon (0,). Ud fra alle disse kemiske forbindelser kan dergennem en lang række processer opståen forureningssituation, der betegnesmed navnet: FOTO-KEMISK-SMOG(navnet er sammensat af smoke ogfog). Smog fænomenet optræder undervisse forhold i byer med f.eks. tæt trafik og kan resultere i irritation af øjneog luftveje, skader på planter og bygninger samt nedsat sigtbarhed.

Derimod vil den ozon der dannes istratosfæren, se fig. 2.2 side 69, haveen gavnlig virkning, idet den danner etskjold mod solens ultraviolette stråling. Desværre nedbrydes ozonlaget afCI-holdige forbindelser, såsom CFCgasser.

Ozon virker også som drivhusgas.Dette indhold vil vi komme ind påsenere.Hi’drocorboner (kuibrinter) ~Hc~stammer fortrinsvis fra forbrænding affossile brændsler, især fra benzin, idetforbrændingsprocessen i bilmotorer erufuldstændig. Kulbrinterne indgårsom nævnt i dannelsen af fotokemisksmog. En speciel type kulbrinte er depolyaromatiske (PAR), som især udsendes fra dieselmotorer og ved træ-og halmafbrænding. PAH formodes athave kræftfremkaldende virkninger. Etstort bidrag af kulbrinter stammer frafordampning af af organiske opløsningsmidler. Disses indvirkning på denmenneskelige organisme er efterhånden veldokumenteret (malersyndrom).

Globalt set er den naturlige emissionaf kulbrinter mange gange større enden menneskeskabte.

Tungmetaller feks. bb’ - codmiunivanadium og kviksølv, der frigøres vedforbrænding af kul - benzin - affaldosv, har sundhedsskadelige virkninger.Eksempelvis vil bly kunne optages iden menneskelige organisme og bla.påvirke centralnervesystemet.

Halogen ho/Sige gasse’: feks. CFCgasser (freon), er kemisk stabile oganvendes til feks. opskumning afplastmaterialer, til drivmiddel i spray-dåser og som varmeveksler medium ikoleanlæg. Gasserne medvirker somtidligere nævnt til nedbrydning afozonlaget. også CFCerne virker somdrivhusgasser.

Kulmonoxid (CO) dannes ved ufuldstændig forbrænding af fossile brænds

70

Corkoncentrationen (ppm) Fig. 2.3

ler og er en giftig gasart, der i højekoncentrationer kan medføre døden.CO-udslippet er kun et problem ibyområder, og skyldes væsentligst biltrafik.

Kuldioxid (CO2), der dannes ved fuldstændig forbrænding af næsten allebrændsler, er ved lave koncentrationerugiftig for mennesker og dyr. Udslippet af CO, er, på grund af vort store

Id energiforbrug, imidlertid så stort, atr. det gennem drivhuseffekten kan for

rykke jordens varmebalance.a. Kuldioxiden opfanger og returnerer

infrarød varmestråling fra jorden, på

af

mafm

denne måde kan der opstå en globaltemperaturstigning, som kan få afgørende betydning for hele klodensbefolkning og natur.

På fig. 2.3 er vist væksten i atmosfærens indhold af CO, regnet fra midten af forrige århundrede.

Prognoseværdierne efter 1980 bygger på en række antagelser, bl.a. er derantaget en eksponentiel vækst i forbruget af fossile brændsler, dette ermuligvis en overdrivelse.

Som det fremgår af fig. 2.2 på side69 indgår både ozon-CFC’er- kuldioxid og methan som drivhusgasser.Efterfølgende er de vigtigste gassers

450

40)

350

ico

900 192019401960 980 2000 2020Årstal

Væksten i drivhuseffekten

Koncentra- Årlig Atmosfæ- Relativ- Relativttion i vækst risk leve- drivhus- bidrag1985 ppm % tid år virkning

Kuldioxid 346 0,4 40 I 05Methan 1,7 1,0 10 32 19Lattergas 0,3 0,3 I 50 I 50 4Ozon 0,02 0,5 0,1 2000 8CFC’er 0,001 ca.5 100 15000 17Tabel: De vigtigste stoffers bidrag til væksten i drivhuseffeklen. Det relative bidrag angiver hvormeget den nuværende vækst I drivhusgassernes koncentration bidrager til væksten i drivhuseffekten.(Kilde: Opdaterel fra Jes Fenger og Peter L.aut: Drivhuseffekten, 1989)

71

Danmarks landstemperaturer 1874-1993 Fig. 2.4

Grader celsius

9,79,28,7

8,27,77,26,76,2

5,75,2 -

Kilde. Danmarks Meteorologisk Institut, 1994

bidrag til drivhuseffekten vist. Her erogså medtaget lattergas (N 0).

Hvilke årsager der nu måtte være tilden globale temperaturstigning skalder ikke tages stilling til her. Blot erder afslutningsvis på fig. 2.4 vist gennemsnits årstemperaturen i Danmarkfra 1874 til 1993.Fra år til år forekommer større variationer. I 1879 målte man den lavestegennemsnitstemperatur til 5,9 gradercelsius, mens den højeste blev målt til9,2 grader celsius i 1933 og i 1989.

Sløv og sad, i form af partikler, udsendes fra en lang række af forskelligekilder, hvoraf de vigtigste er energisektoren - industrien og trafikken.

Den partikulære forurenings skade-virkning på den menneskelige organisme sker næsten udelukkende gennem den påvirkning, partiklerneudøver i luf’tvejene. Da det menneskelige luftvejssystem er indrettet således, at partikler, hvis størrelse er over

1934 1944 1954 1964 1974 1984 1994

IOpm, tilbageholdes i næse og svælg,er det især partikler mindre end 10jim, der via luftvejssystemet transporteres til luftror, bronkier og de yderstelungeafsnit med en evt, skadeligpåvirkning til følge.

Partiklernes skadevirkning afbænger af deres opholdstid, koncentrationen og fysisk-kemiske sammensætning, og ud over en evt, direkte gift-virkning skal sygdomme som kroniskbronchitis, silikose og asbestose blotnævnes som eksempler på skadeligevirkninger af partikulær forurening.

2.3 Tiltag til formindskelse al’luftforureningenIndtil slutningen af l970’erne var detalmindeligt accepteret at udlede deforurenende komponenter til atmosfæren i en så stor højde, at forureningen blev tilstrækkelig fortyndet indendeponering fandt sted.

De senere års iagttagelser af luftforureningens mange skadevirkninger,både i det eksterne miljø (naturen) og

1874 1884 1894 1904 1914 1924

72

arbejdsmiljøet (arbejdspladserne), hargjort det stadig klarere, at en kraftigindsats er nødvendig.

En prioriteringsrækkefolge i indsatsen mod luftforureningen kunne være:

I. At begrænse mængden al skadeligesto/fr’Der kunne her være tale om feks.energibesparelser, mere effektiv energiudnyttelse (krafivarme produktion),ændrede produktionsprocesser osv.

2. Tekniske bekæmpelses/branstaitningetHerunder røggasrensning, stovfiltrering, omdannelse af skadelige forbindelser til uskadelige forbindelser osv.,mere om dette i afsnit 2.5.

Fig. 2.5 viser udviklingen i udslippetafCO - NO, og SD regnet fra 1975 tilbegyndelsen af 1990’erne. Man bemærker, at SO udslippet er faldetmarkant.

Dette er der flere årager til, bl.a. skærpede krav vedrørende svovlinholdet ibrændsler, og en udbygning af kraft

Udslip af CO2, S02 og NO,indeks, 1975= 100

175

150

125

10075

5025

01975 1977 1979 1981

Kilde: Maieriale i Forslcningscenter Risø, 1994.

værkerne med forkellige former forafsvovlningsanlæg.

Den foreløbige langsigtede målsætning er, at nedbringe SO udslippet til55.000 ton fra år 2000 (1992 udslippet var på Ca. 205.000 ton).

Indgrebene har bestemt også haftindvirkning på lufikvaliteten i vore byer, hvilket fig. 2.6 øverst side 74 viser.

Derimod ser det ikke så godt ud medhensyn til NO, udslippet, man bemærker dette er steget kraftigt fra 1975frem til l990’erne. Dette har forbindelse med overgangen fra fuelolie tilkul på kraft værkerne, da NO, udslippet er større pr. enhed indfyret kul endpr. enhed indfyret fuelolie.

Den største »synder« i denne forbindelse er imidlertid transportsektoren(Benzindrevne biler), se igen skemaetpå side 67. Ganske vist er nye biler,regnet fra oktober 1990, forsynet medkatalysatorer, men da den samledetransportmængde er vokset kraftigt, erden ønskede effekt udeblevet.

Når andelen af katalysatorbiler vokser de kommende år, og man samtidigsætter ind med NO, fjernelse på kraft-

Fig. 2.5

NO X

1983 1985 1987 1989 1991

73

10

0 — -84 ‘86 ‘88 ‘90 ‘92 ‘84 ‘86 ‘88 90 ‘92 ‘84 ‘86 ‘88 ‘90 92

Ann. En konsistent tidssaie for Kabenhavn og Odense kan ikke føres længere tilbage end 1988, de mMestationen,.eblev flyttet ved udgangen af 1987.Kilde: Materiale i Danmarks Miljoundersagelser, 1994.

Fig. 2.6

værkerne (DeNO - anlæg og lav NO,brændere), ma man forvente et fald iudslippet.

Dog er der også positive ting atberette om vedrørende transportsektorens luftforurening. Ved overgangenfra blyholdigt benzin til blyfrit benzin,er udslippet af bly blevet markant formindsket. Se fig. 2.7Med hensyn til CO , er forholdenenæsten uændrede fra 1975 og frem.Kuldioxidudslippet er tæt knyttet til

Fig. 2.7

vores energiforbrug, og før dette fal.der skal vi ikke forvente en væsentligreduktion.

Her vil en øget anvendelse afvedvarende energikilder, såsom bio-brændsler - vindkrafi og solvarme, dog kunnemedvirke til at tvinge CO2 udslippetned.

I skemaet på side 75 er de vigtigstebrændslers udslip af kuldioxid - svovldioxid og kvælstofoxider vist.Af skemaet fremgår, bl.a., at en øget

70

60

50

40

30

20

0

Årsmiddelværdierne af S02-koncentrationerne i tre byerAalborg KobeoJiavn Odense

~zg/m3

40 40 40

______ R.ulln E

nnflnn

emission

pct.80

Emission af bly fra trafikken, det gennemsnitlige b)yindhold i blybenzin ogandelen af blyfri benzin

tons gR.1000 0.6

800 0,5

0.4600

0.3400 0.2

200 0.1

0 0

‘77 ‘79 ‘8 l’83’85’87’89’91’93

Kilde: Materiale i Forskningscenler Risø, 1994.

‘77 ‘79 ‘8 l’83’85’87’89~9I’93

74

anvendelse af naturgas også vil medvirke til en nedsættelse af CO udslippet.

Pr. GJ indfyret brændsel, vil udslippet således være 400o mindre fornaturgas end for kul (alle andre forhold lige).

opstillet afviklingenskrav. Disse kraver vist i tabellen øverst side 76.

Der kan imidlertid forventes enstramning af afvikligskravene forHCFC og methylbromid, når MontrealProtokollen skal revideres næste gang.Danmark har således til hensigt at ind-

Følgende skematiske oversigt, vilte vise hvilken målsætning man har i

Danmark, med hensyn til emissionsreduktion for svovldioxid - kvælstofoxi

et der og kuldioxid.Et væsentlig bidrag til drivhuseffek

ten, og nedbrydningen af ozonlaget,

stille brugen af HCFC allerede i 2002og brugen af methylbromid i 1998. ogarbejder på at opnå international enighed om en stramning afafviklingskravene for disse stoffer.

Afslutningsvis vender vi endnu engang tilbage til problemet DRIVHUS-

stammer fra CFC’erne og dermed beslægtede stoffer.

Vedrørende disse stoffer, har maninternationalt (Montreal-Protokollen),

EFFEKT, hvortil som tidligere nævntCO er den langt største enkelthidragsyder.

Da problemet er globalt, arbejder

I Emissionskoefficienter

kg pr. GJ

Kul 95 0,584 - 0,714’ 0.2 -0.4’Fuelolie 78 0,743 - 1,485 1,46Gasolie 74 0,022 - 0,234 0,05 - 1,869Dieselolie 74 0,094 - 0,234 0,25 - 1,382Benzin 73 0,022 0.869Naturgas 57 0 - 0,0003 0,05 - 0,38

Anm. Intervallerne for emissionskoeffienlerne for svovidioxid og kvælstotbxider afspejler. dels al der forde fleste brændsler er forskel på. i hvilken anvendelse forbrændingen foregår. dels al der for svovldioxidsvedkommende er skel en reduktion i svovlindholdet over tid,Excl, krafiværksekloren. hvor emnlissionerne måles direkte.

Kl/etc: Materiale i Forskningscenter Riso. 1994.

Komponent Reduktion Basisniveau Hvornår skal målet nås?%

50. 30 1980 1993. Målet er nået.60 1988 2005.

NO, 30 1988 1998.50 1988 2005.

CO. 20 1988 2005.

75

man også internationalt på at nedbringe CO2 udslippet.

Imidlertid er dette meget svært, idetman ikke er enige om hvor omfattendeproblemet er, og hvilken indvirkningdrivhusgasserne har på den globaletemperaturstigning. Der er i tidens løbopstillet et utal afklimamodeller - prognoser og forudsigelser. En enkelt afdisse er vist i det efterfølgende, se fig.2.8 på side 77.

Her er der opstillet 4 scenarier -

spændende fra intet indgreb overhovedet til et kraftigt indgreb overforudslippet afdrivhusgasser. De 4 scenaner fører til temperaturstigninger påmellem 0,3 C og 0,1 C pr. 10 år, somdet fremgår af figuren.

OpgaveBeregn for en kedel hvis indfyredeeffekt er 200 kw, emissionen, målt ikg døgn, for henholdsvis CO, - 50, ogNO~

Beregningerne foretages for:l)Kul2) NaturgasBrug tabellen på side 75, og anvendgennemsnitsværdier for emissionskoefficienterne.

2.4 Arbejdsmiljø og grænseværdierAt beskrive luftforureningens indvirkning på den menneskelige organismeer en meget vanskelig opgave. Detteskyldes dels, at forureningen kan væreuhyre kompliceret sammensat, dels atskadevirkningerne i mange tilfældeførst viser sig på lang sigt. Et eksempel på det sidste forhold er asbest problematikken.

De metoder, man anvender til undersøgelse af luftforureningens skade-virkninger, er meget forskellige, ligefra direkte observationer af menneskers heibredstilstand i forurenedeområder (arbejdspladser), til f.eks. kontrollerede dyreforsøg.

Optagelse af skadelige stoffer kan

Udviklingen i Montreal Protokollens afviklingskrav for de ozonlagsnedbrydende stoffer

Stofgruppe

CFC2Haloner

1987

50 pct. reduktion i 1998Fastfrysning i 1992

Afviklin skrav1990

TrichlorethanTetrachlormethanHCFCMethylbromid

Stop i 2000Stop i 2000

Stop 2005Stop i 2000

Stop iStop iStop iStop iStop i

Fastfrysning i

1992

199619941996199620301995’

Udover de nævnte stofgruppcr er også HBFC erne omfattet af den seneste udgave af Montreal Protokol.n. Da der ikke er registreret import af HBFCcr til Danmark. medtages denne stofgruppe dog ikke her.I 1987 inkluderes kun de 5 mest anvendte CFC er. mens de senere aftaler omfatter alle stoffer i denneruppe.I forhold til 1986-niveau, I forhold til 1991-niveauilde: Danmarks Statistik. St E.. Miljo 1994:1

76

Beregnede stigninger i jordens middel temperatur for 4 forskellige indgrebi udslippet af drivhusgasser. 4: ingen indgreb, B, C og D: alternative indgreb.

oc5

foregå på flere måder, det mest almindelige er, at de forurenende stoffer tilføres organismen gennem åndedrættetog på den måde påvirker luftveje oglunger. Dog kan der også ske optagelse gennem huden og via mavetarmsystemet.

Problemerne kompliceres af~ at derogså kan være individuelle forskelle imodtagelighed (optagelse) af forurefinger.

Ud fra et meget stort erfaringsmatedale, baseret på både danske og udenlandske undersøgelser (Her er det isærUSA, Tyskland og de nordiske landevi sammenligner os med), fastsættesnormer for luftforureningen, dette gøres i form af grænseværdier (GV) foren lang række stoffer og materialer.

(GV) angiver den koncentration,som det tidsvægtede gennemsnit afkoncentrationer i løbet af en 8 timersarbejdsdag ikke må overstige.

Grænseværdier for gasser angives ippm eller mg m og kan omregnes vedhjælp af følgende formel:

MIppm j~~5mgm (25 Cog éOmm Hg).

hvor M er stoffets molekylevægt.Almindeligvis angives partikulær

forurening i mg m , men kan f.eks. forasbest angives i antal fibre pr. cm luft.

Ved beregning af det tidsvægtedegennemsnit indgår en koncentrationmålt i en bestemt periode, med en vægtsvarende til periodens længde, se fig.2.9 på side 78 samt den efterfølgendeberegning. Selv om det tidsvægtedegennemsnit ikke overstiger grænse-værdien, må koncentrationen dog aldrig, selv inden for en kort tidsperiode(højest 15 min.), overskride 2 GM

Når flere stoffer forekommer samtidig, kan de have en forstærkende (synergistisk) eller afsvækkende (antagonistisk) virkning.

SCENARIE A4

SCENARIE B

SCENARIE 02 SCENARIE D

01850 2100

kilde. II’LL iiiergu~’ei ,i,nenial Panel on Clin,nle Change, 1990. (FN) Fig. 2.8

1900 1950 2000 2050

eeett

77

Hvis der ikke forligger specifik oplysning om stoffernes samvirkning,må der i det mindste regnes med ensammenlagt (additiv) virkning.

Følgende formel anvendes til beregning af den samlede påvirkning:

Ci C2 C3+ + + .. .+

hvor C er luftkoncentrationen af derespektive stoffer, og 0V de tilsvarende grænseværdier.

En brøksum på I svarer til grænse-værdien for den samlede påvirkning.

Loftvcerdi. Der findes en række stoffer, som har en så hurtig akut virkning,at overskridelse af grænseværdien ikke på noget tidspunkt kan tillades. Sådanne stoffer er i Arbejdstilsynets lister mærket med L.

Stoffer, som også kan optages gennem huden, er mærket med H.

Grænseværdierne angiver koncentrationer, der formodes ikke at væreskadelige eller generende, hverkenved akut påvirkning eller langtidspåvirkning. Det skal dog altid tilstræbes at holde koncentrationen afalle forurenende stoffer så lav sommulig, især hvor der optræder flereforurenende stoffer samtidig.

I øvrigt kan der henvises til følgendeanvisning fra Arbejdstilsynet.

At-anvisningNr. 3.1.0.2Juli 1994

Det efterfølgende uddrag stammer fradenne anvisning.

a - Periode - Varighed (min.) c- Kone. (mg/rr’) bxc1 30 10 3002 60 40 24003 40 50 20004 35 20 7005 30 1500

215 6900

Tidsvægtet konc. summen at (varighed ic konc. tør hver Denode)samnienlagi tid

Fig. 2.9

— 32.1 mg/rr’

måleperioder (mg/m’)

78

Uddrag af liste over grænseværdier for gasser og partikler.

Grænseværdier (6V)CAS.nr. Stof ppm mg/m3 Anni.

.j563-66-2 Carbofuran 0,11333-86-4 Carbon black — 3,5124-38-9 Carbondioxid 5000 900075-15-0 Carbondisulfid 5 IS H630-08-0 * Carbonmonoxid 35 40558-13-4 Carbontetrabromid 0,1 1.4

Carbontetrachiorid, se tetrachlormethan — —

75-44-5 Carbonylchlorid 0,05 0.2 L353-50-4 Carbonylfluorid 2 6

Catechol, se pyrocatechol —

Cellosolve, se ethylglycolCellosolveacetat, se ethylglycolacetat

7782-50-5 Chlor 0,5 1.5107-20-0 Chloracetaldehyd I 3 L78-95-5 Chloracetone I 3,8 HL532-27-4 cz-Chloracetophenon 0,05 0,3

Fig. 2.10

r

e

% GO

ber er i loven om arbejdsmiljø fastslået nogle principper om luftforureningsbekæmpelse.

For det første skal luftforureningen-aernes på dannelsesstedet, dvs, indenden spredes i hele arbejdslokalet. Fordet andet skal man overalt ved valg af

~materialer eller processer tilstræbe

0.015

6,010

0;905

0

mindst mulig luftforurening, og fordet tredie skal en forurenende virksomhed ved målinger regelmæssigteller efter behov dokumentere, atgrænseværdien er overholdt.

Arbejdsmiljøloven sigter mod at gøre det muligt for virksomheder selv atløse arbejdsmiljøproblemer. Bekæm

tid07 08 09 10 11 12 13 14 15 16

79

pelsen af luftforurening på arbejdspladserne skal derfor i første omgangforetages af virksomheden, idet detforudsættes, at de ansatte har bedstkendskab til de lokale problemer. I dette arbejde skal der ydes bistand fraarbejdsmarkedets organisationer ogfra Arbejdstilsynet.

OpgaveFig. 2.10 på side 79 viser kulmonoxidindholdet i indåndingslufien for enmaskinreparatør på et værksted, regnetfor en tidsperiode fra kl. 7.00 til kl.16.00.

Beregn den tidsvægtede koncentration i både ppm og mg m3, og sammenlign resultatet med grænseværdien.

2.5 Luft- og rogrensningsmetoderSom det er fremgået af de foregåendeafsnit, stammer de luftforurenendekomponenter (støv - røg - gasser -

lugtstoffer mm.) væsentligst fra trekilder nemlig:

I) Energisektoren2) Trafikken3) Industrien

I dette afsnit er det især rensning afindustriel afgangsluft samt rensning afrøggassen fra energisektoren, der vilblive behandlet; men også den tekniske løsning på luftforureningen fratrafikken vil kort blive omtalt.

For på vore arbejdspladser at kunneopretholde et rimeligt arbejdsmiljø,herunder overholde kravene til grænseværdier mm., ma der i mange tilfælde foretages ventilation og udsugning;men dette indebærer jo ofte blot enflytning af luftforureningen fra arbejdsmiljøet til det eksterne miljø.

Altså må luft- og røggasrensningenforetages på en sådan måde, at omgi.velserne ikke belastes for hårdt.

Tidligere »klarede« man luftforureningen ved blot at lede den forurenedeluft røggas ud til det fri via høje skor.stene (det såkaldte fortyndingsprin.cip). Dette kan naturligvis have enpositiv effekt i det lokale område, menproblemerne er jo, som tidligere omtalt, ikke løst hermed.

De tekniske metoder til rensning afluft og røggas kan opdeles i metodertil fjernelse af:

I. Partikelformige komponenter2. Gasformige komponenter.

Fjernelse af partikulær forurening kanforegå på mange forskellige måder, devigtigste metoder hertil er følgende:

Dynamiske filtre (afbøjningsseparatorer — cykloner)Elektrostatiske filtrePorøse filtre (stoffiltre)Luftvaskere (skrubbere venturivaskere)

I skemaet øverst på side 8 I er vist ensammenligning mellem de forskelligemetoder til partikeitjernelse.

Skemaet skal forstås på den måde, atman i f.eks. et dynamisk filter (afbøjningsseparator) kan fjerne partiklerstørre end ca. 10-15 tim. Tallene ernaturligvis kun vejledende og skalsammenlignes med virkningsgraden,der defineres som den brøkdel af partiklerne (af en given størrelse), derudskilles. I almindelighed kan mansige, at virkningsgraden vokser medpartikelstørre Isen.

80

2.6 Dynamiske filtreAfbojningsseperatoren virker på den

n måde, at luftstrømmen brat afbrydes,og grundet inertien vil støvpartiklerneeller væskedråberne have en tilbøje

if lighed til at fortsætte ligeud, hvilket,som vist på fig. 2.11. vil sige nedad.

Udskil lelseseffekten er større over-for dråber end over for partikler, idet-det ved udformningen af separatorenër muligt at få dråberne til at støde

i, sammen, herved lettes adskillelsen fraluften

Rensningen over for små partikler ern ringe, som det fremgår af skemaet tild bageholdes respirabelt støv ikke (re

spirabelt støv 10 jim).

Afbøjningsseparatoren anvendes isærved udskillelse af grovkornede partikler, der forekommer i relativt storekoncentrationer, eller som første trin ien flertrinsrensning.

Cyklonseparatoren er mere effektiv,i denne sker adskillelsen afpartiklernefra luften ved hjælp afcentrifugeprineippet. Fig. 2.12 viser en cyklon, hvorluften tilføres tangentielt til den cylindriske part, hvorefter den i en spiralformig bevægelse føres ned gennemden koniske del for herefter i et indvendigt rør at blive evakueret op gennem udløbet. Partiklerne tvinges udmod cyklonens væg med en

kraftpåvirkning: Fc m r’ dette

udtryk er ni partikelmasse, v partikelhastighed og r radius på partiklens bane. Det ses, at udskilningseffekten vokser med partikelmassen ogmed lufthastigheden og reduceres vedforøgelse af radius.

Fig. 2.12

Porøse filtreDynamiske filtre [ Luftvaskere

I Elektro filtre IAfbøjnings-l cyklon skrubbere venturiseparator I i vaskere

t~5pm 5-l5pmI 0,1 pm 0,1 pm 2-5pm 0,3pm

Fig. 2.11 •1I

-t v

I81

Fig. 2.13

I praksis sætter slitagehensyn ogstrømningsforhold, herunder acceptable trykfald, imidlertid en øvre grænsefor, hvor meget lufthastigheden kanøges, og almindelige cykloner har derfor en beskeden udskilningseffekt påpartikler, der er mindre end ca. 15 im.

Ved at udnytte det forhold, at centripetalkraften er omvendt proportionalmed cyklondiameteren, kan effektiviteten forbedres ved at fordele luftmængden på flere parallelle mindreenheder, under forudsætning af, at luft-hastigheden ikke sænkes væsentligt.

Dette er gennemført i de såkaldtemulticykloner, se fig. 2.13, hvor cyklondiametrene kan være helt ned til150 mm. Multicykloner kan udskillepartikler med en størrelse ned tilomkring 5pm, dog ikke særligt effektivt, idet virkningsgraden som førnævnt falder med partikkelstørrelsen.Så heller ikke med multicykloner fjernes respirabelt støv i større udstrækning. Cykloner er endvidere forholdsvis dyre i drift, dette skyldes tryktabet.Som det senere skal vises, kan cyklo

ner indgå som første trin i en flertrins.rensning.

2.7 Elektrostatiske filtreDisse filtre anvendes til en effektivrensning af luft og røggasmængder fraf.eks. kraftværker, cementindustri ogaffaldsforbrænding. Filtrene er forholdsvis dyre i anskaffelse og byggesderfor almindeligvis kun til meget store luftmængder.

Det fysiske princip for støvudskillelse i et elektrofilter består i, at den forurenende gas ioniseres, herved tildelesde i gassen svævende støvpartiklerelektriske ladninger, således at detherved bliver muligt at trække dem udaf gasstrømmen ved at lede dem igennem et elektrisk felt. loniseringen afpartiklerne sker ved, at der etableresen elektrisk spændingsforskel på 20-70 kV mellem en isoleret ophængtemmissionselektrode og en jordforbundet udfældningselektrode. hvorpåpartiklerne udskilles. Den store spændingsforskel bevirker at der på emissionselektroden opstår en kraftig koronaved en stærk udtrædning af elektroner,der viser sig som et synligt blåligt lys.

I dette koronaområde bliver lufteneller gassen ioniseret, således at molekylerne spaltes i positive og negativeioner. De frie ioner vandrer til elektroderne med modsat polaritet.

På de negativ ioners vej til de positive udfældningselektroder støder talrige ioner sammen med små svævendepartikler. klæber sig fast til disse oggiver dem derved en elektrisk ladning.Under påvirkning af det stærke elektriske felt vandrer de opladede, svævende småpartikler til udfældningselektroderne. De positive ioner har

82

kun en ganske kort vandring til den Fig. 2.14negative emissionselektrode. De støder derfor kun sammen med yderst f~støvpartikler, således at udskillelsen afsmåpartikler på emissionselektrodener meget ringe. Ved tørre elektrofiltrebliver det støv, der udskilles på elektroderne, frigjort fra disse ved at udsætte elektroderne for vibrationer,hvorved støvpartiklerne løsnes og falder ned i en bundtragt. Udfældningselektroderne udformes således, at detstøv, der udskilles på elektroderne,

s kan ledes til bundtragten, uden at støvet igen hvirvies ind i gasstrømmen.

Fig. 2.14 viser princippet i et elekd trostatisk filter. Røggassens hastighed

gennem filtret er på 1-1,5 m s og udf fældningshastigheden er på ca. 6 cms sek.

På kulfyrede kraftværker anvendeselektrofiltre til at fjerne flyveaske frarøggassen. Ved tilgangen til filtret kan

å støvindholdet ligge på ca. 20 g/Nm’.medens man ved afgangen fra filtret ernede på 50-150 mgfNm3 afhængig afbla. kulkvaliteten. Dvs, en rensningsgrad på omkring 99°o.

2.8 Porøse filtreDer eksisterer et utal af forskellige filtertyper til mange forskellige formål;disse filtre kan være opbygget af stof(tekstiler), trådvæv, keramik, osv. Forat kunne sammenligne forskellige filtre med hensyn til udskilningsgrad,tryktab og støvakkumuleringsevne, måman anvende ensartede prøvemetoder.

Da Dansk ingeniørforenings normfor ventilationsanlæg foreslår anvendelse af ASI-IRAE-standard 52-76:»Method of testing air cleaning devices used in general ventilation for

i — hejspændingsaggregat2 — gastilgang3 — gasafgang4 — emissionseloktrode5 — udfældningselektrode6 — udskilt støv

removing particulate matter«, skal disse metoder nærmere omtales.

Udskilningsgraden, der er et mål foret luftfilters evne til at tilbageholdetilført syntetisk standardstøv, bestemmes ved vejning.

Standardstøvet, der har følgendesammensætning:72 vægt-pct. vejstøv med en nærmere

specificeret størrelsesmæssig sammensætningkøn røgbomuldsfibre, som harpasseret en sigte med enmaskevidde på 4 mm,

føres ind i testkanalen ved hjælp af enstandardiseret støvføder: Den del afstøvet, som passerer prøvefiltret, op-

4

5i

6

23 vægt-pct.5 vægt-pct.

83

Udeluft

fanges i et slutfilter med en sværtningsgrad på mindst 90 pct., se fig.2.15

/ Ill,’(I ~T1oo,pct.

m er tilført støvmængde, kg.m er støvmængde opfanget i slutfiltret, kg.

Sværtningsgraden, der er et mål for etlufifiiters evne til at tilbageholde atmosfærisk støv, bestemmes optiskkombineret med en volumenstrømsmåling.

Udeluft tilføres via et kammer, hvor-

fra testkanalen udgår, se fig. 2.16. Vedhjælp af et vacuumsystem udtagesprøver gennem sonder før og efterprøvefiltret. I sonderne er der anbragtabsolutfilterpapir, der bliver snavsetog mister lysreflektionsevnen, når støvet tilbageholdes.

V, R~Sværtningsgraden = (l—v . 100,pct. -

hvor V og V er luftmængder gennemsonderne før og efter prøvefiltret, m.R og R~ er reduktion af lysreflektionsevnen af filterpapiret før og efterprøvefilttret, pct.

tilter Stutfitter MåledyseI

LÆåp TryktQb

Fig. 2.15 Bestemmelse af udskilningsgraden.

Ap =tVolumenstr.m

Udskilningsgradenhvor

Fig. 2.16 volumenmålere

Bestemmetve at srærrningsgraden.

åp *Votumenstr,m

84

Lysreflektionen måles i en speciel lysmåler, og ved testningen forsøger manat f~ reflektionsreduktionen ens forbegge filterpapirerne. Dette gøres ved,

I, at proveluften suges kontinuerligt gen-nem sonden efter filtret og intermitte

J ret gennem sonden før filteret.Hvis sværtningsgraden er lavere end

m 20 pct., bestemmes kun udskilningsgraden.Hvis sværtningsgraden overstiger 98pct., skal filtret også testes efter SF.-metoden.

d Ved prøven måles også filtrets støvakkumuleringsevne, dvs, den mængdestøv, som filteret har optaget, førtryktabet igennem det overskrider enforud fastsat værdi. Stovakkumuleringsevnen måles ved hjælp af deovenfor specificerede ASHRAE prøvestøv. Denne støvakkumuleringsevnegælder kun for dette støv og kan ikketages som mål for, hvor meget støv filteret kan optage under andre driftsforhold, ligesom de fundne udskilningsgrader ikke kan tages som et udtrykfor filterets filtrerings evne, hvis partikelstørrelse og mængde afviger megetfra forholdene under prøven.

Sodiun, Flame Test (S.F-,netoden,)En speciel afprøvning af hojeffektivefiltre (de sakaldte mikrofiltre) foregårved hjælp af natrium-flamme-metoden (Sodium Flame Test). Dennemetode arbejder med en aerosoltåge,der indeholder 20o natriumchloridopløsning, som fordampes. Herved dannes der faste saltpartikler med en partikelstørrelse på O,Ol-2pm. Disse natriumchloridpartikler tilføres den luft,der ledes igennem prøvefilteret. Pårenluftsiden af provefilteret udtages

en delstrøm, der ledes til et flammefotometer, hvor eventuelle saltpartiklervil bevirke en farvning af flammen.Denne farvning, der måles ved hjælpafen fotocelle, er et (omvendt) mål forfilterets filtreringsevne. Måleresultatet angives ved gennemslipningsmængden. f.eks. O,O30o eller som S.Efiltreringsgraden, der i dette tilfældebliver 99,97°c.

I Skandinaviendeligt at indelegrupper:I grundfiltre (forfiltre)

betegnes med G2 finfiltre

betegnes med F3 hojeffektive filtre (mikrofiltre)

betegnes med M

Disse tre grupper er bundet til hver sintestmetode:

I til grundfiltre anvendes udskilningsgraden

2 til finfiltre anvendes afsværtningsgraden

3 til højeffektive filtre anvendesSE-metoden.

Ved angivelse af filtre anvendes således et stort bogstav efterfulgt af et tal,der angiver proveresultatet fra netopdenne gruppes prøvningsmetode.Eksempelvis angiver G85 et grundfilter med en udskilningsgrad på 85°c,F95 betegner et finfilter med en afsværtningsgrad på 95°o, og M99.97betegner et mikrofilter med en udskilningsgrad på 99,97°o efter S.F.-metoden.

Fig. 2.17 øverst på næste side viserpartikelstørrelsen på en række forskel-

er det blevet alminfiltre i følgende 3

85

— OI~.’•g ~ y~.ofl.

— TobOk$r Ask.

M.IGtlu,g,Sk SI.s .1.—C.m.nh.t., ——e~

L.jflskOøndt ~tI.kI,, v~..tuo~t I—Gosmol.kyl.’——e.. S..FW,.D.gnnl.t .llên —~ Tungt

I— — — — Sso..n. eI.,.S ?o’w.n’ng.’ — ~o~On4 ‘4•~ .nCsakfl$I•~

— V,r 5 — I ..— Ic.•...., —~. —

I •—-. Cyslonr

KjItdtt. G’undf,ii,.

I ~,nIu,. 5’i. — — I k4pktoIiIIt. —

Ls — — — l—.—-—-.— CInirof,Iir.

lige forureningskomponenter samthvilke udskilningsmetoder, der kananvendes over for disse komponenter.

Piltei-!yperdet følgende er der vist nogle få ek

sempler på forskellige typer stoffiltre.Valget af filtermateriale samt filte

rets udformning afhænger af proces-luftens temperatur, partiklernes størrelse og sammensætning osv.

På fig. 2.18 er vist et olietågefilterfra firmaet SIMATEK A 5. Filteretfremstilles, som det fremgår af figurenog skemaet på side 87 øverst, i forskellige versioner og anvendes til udskilning af olie, fedt, støv og vand-dråber fra procesluft. Feks, ved udsugning fra værktøjsmaskiner; hærdebade, trykstøbemaskiner og lignende.

Forfilteret, der er fremstillet af metal, opfanger de større partikler i olie-tågen. Disse løber direkte til udskillerens bundkar. Forfilteret kan regenereres fuldt ud ved rensning med et fedtopløsende middel.

Finfilteret er et F-50 cellefilter meden middeludskilningsgrad på 97°o.

Her opfanges og udskilles de sidsteoliepartikler. Også støvpartikler kanopsamles her. Finfilteret kontrolleresog skiftes ved et normeret sluttryktabpå 45 mm VS. Finfilterets levetid afhænger af luftens støvindhold.

Fig. 2.18

Skyr Tåg..a....0,.partikelstørrelse

udskilningsmetode

Fig. 2.17

0.000’ 0-00’ 0.0’ 0.1 I to tOO 000 ‘0000

lim

i

86

Lufimængde Forfilter Finfilter A B CType m’Ih stk. stk. mm mm mm

4000 4000 4 I 1900 750 7508000 8000 8 2 1900 1900 750

12000 12000 12 3 1900 2250 750

Et absolutfilter af type ARS fra firmaet JESMA MATADOR AIS er vist påfig. 2.19 side 88.

Dette filter anvendes til udskilningaf tørt støv fra industrielle produktionsprocesser. hvor der stilles høje kravtil den max. tilladelige støvmængde iden rensede luft. Emissionsværdier på0,001 mg m garanteres.

Typiske støvarter kan være bly, cadmium, kviksølvoxid, plantebeskyttelsesmidler og lignende.

Med påbygget sikkerhedsfilter errecirkulation af luften som regel tilladt. Filteret modulopbygges af filter-kassetter på hver 20 m filterareal ogkan således sammenbygges til enhverønsket luftmængde.

Filterelements data er følgende:

Type.Klasse »S~< iflg. DIN 24184

Udskilningsgrad:99.995% ved støvpartikler pa 0.3 O.5jam

Filierareal:20 m

Dimension:610 x 610x 300 mmMax temperatur:120 C (standard)I80 C (specialudførelse)

OpbygningFiltermediet indbygges tæl foldet i en metal-ramme, hvor det holdes på afstand af zig-zagfoldede separatorer med bløde kanter.

Rensningen af filteret foregår medtrykluft, således som det fremgår affig. 2.19.Trykluftrensningen kan styres:I) Manuelt eller automatisk2) Pneumatisk eller via PLC styring3) Differenstryksafhængigt eller med

faste intervaller

Pose/iltrePå fig. 2.20 og 2.21 på henholdsvisside 88 og side 89 er vist principskitseraf et i industrien meget anvendt filter,det såkaldte pose- eller slangefilter.

Under normal drift (filtrering) passerer procesluften filterposen udefraog indefter, herved vokser støvlaget påposens yderside. Når trykfaldet overfilteret har nået en forud fastsat værdi,igangsættes renseprocessen. Dettesker ved at blæse trykluft indefra ogudefter, på denne måde løsnes støvetog kan så opsamles i bunden af filtertragten.

Bemærk, hvorledes luften strømmertangentielt ind i filteret, herved fremkommer der også en vis cyklon effekti filtertragten.

Posefiltre er meget ømfindtligeoverfor høje temperaturer, og egner sigikke for fugtige og klæbende støvtyper. Derimod udmærker de sig ved enhøj udskillelsesgrad for fine partikler.

Et posefilter af typen VETYFONserie 4T fra SIMATEK A 5 er vist påfig. 2.22 side 89.

87

Fig. 2.19

RensesysternetFillerets rensesystem fungerer vedhjælp af magnetaktiverede membranventiler, som er monteret på trykluftbeholderen ved filtertoppen.

Den elekironiske styring sender enimpuls til en af ventilerne, der nu sender et kort, men kraftigt tryklufistodned i et antal filterposer. Styringenudmaler en pause, hvorefter den næste

Udlb ranaet luft(kan placere. individuelt)

rryklulttilslutnirtg(i denne eller modsat Side)

trykluft-rentemekaniame

Stor. adgaflgalemffor hvert filterelement

Type ABS

Sikk.rh.dslilrnrIdentisk med primærfllter

Inap.ktion

Al,pærring,ventil for kontinuerlit arift

Indlab stev(yfdt ulf

Opsamling at Støv i spandAlternativ Mekanisk eller

pneumaliak transpori

Tryklufiti Fig. 2.20

Filterposer

Renset luft

Procesl ufl

Filtertragt

Sløv

88

ø

.7ø

.1’_ø-.

0’107.’

Udvider styringFiltre med standardstyring leveresmed et mekanisk differens-manometertil måling af trykfaldet over filterposerne.

Den udvidede styring type DP erimidlertid udstyret med en differenstryktransducer, og trykfaldet aflæsesher på styringens LED-display.

Den udvidede styring kan endvidereRenset luft afpasse filterrensningen efter trykfal

det.Hermed holdes trykfaldet konstant.

Der spares trykluft, og emissionsværdierne forbedres.

Styringens udgange åbner mulighedStovfyldt luft for fjernvisning af trykfald, alarmer

etc. (I analog og 3 digitale udgange.)Se fig. 2.23 på side 90.

VETYFON posefilter serie 4T erkonstrueret til brug i industrien. Hvilke industrigrene der kunne være tale

om, er vist efterfølgende.Industri for byggematerialer

Udskilt materiale . Kemisk industri

Fig. 2.21

4%4—4-‘I’

4-

.:~ ~

4-

ventil tilføres en renseimpuls osv.Både puls- og pausetid kan indstillesaf brugeren og således tilpasses deaktuelle betingelser.

Fig. 2.22

Sk~Uftoonr

0Filtrering

Rensning

89

Fig. 2.23

I

‘~ “ts —r_.

• Kunststofindustrien• Fødevareindustrien• Foderstofindustrien• Træ- og papirindustrien• Stoberier• Forbrændingsanlæg

2.9 Luftvaskere (skrubbere)Optagelse af støvformige partikler i envæske, den såkaldte skrubning, kangennemføres i mange forskellige apparater, hvori der kan opnås en kontakt mellem partikler og væske. Luftvaskere anvendes især i de tilfældehvor procesluften indeholder megenvanddamp og eller klæbrige stoffer,altsa i tilfælde hvor stoffiltre vanskeligt kan anvendes.

Alment gælder for luftvaskere, atderes skilleeffekt øges ved stigendehastighedsforskelle mellem partiklerog væskedråber, samt at små partikler

kræver større hastighedsforskelle endstore partikler.

Skrubbere kan også anvendes tilgasabsorption, f.eks. til fjernelse afgasformige forureninger såsom:Chlorbrinte (HC/), ammoniak (NHJ,svovldioxid (SO,) m.fl., når disse forekommer i en relativ høj koncentrationi procesluften.

Absorptionsforløbet er bla. afhængig af gassens partialtryk, væskenstemperatur, kontaktfladens størrelseog kontakttiden mellem væske og gas.

På fig. 2.24 er vist en skrubber medstatisk fyldning; her passeret proces-luften i modstrøm med vandet opigennem et lodret tårn som indeholderet fyldstof. Stovpartiklerne udskillespå den vandfilm, der dannes på overfladen af fyldlegemerne, eller vedgasabsorbtion absorberes gassen ivandfilmen.De stoffer, der udskilles ved de forskellige former for filtre mm., kan inogle tilfælde være så værdifulde, atgenbrug kan komme på tale, et eksem

I

Fig. 2.24

— tilgang forproeesiuft

2 — vandafgang3 3 — vandtilgang

4 — afgang forrenset luft

4

2

90

pel herpå kan være metalstøv. Ogsåflyveaske fra kraftværksektoren kan, ien vis udstrækning, anvendes til nyttige formål, feks. inden for cementindustrien.

Man må være opmærksom på, atselv om luftforureningsproblemet erblevet løst, helt eller delvist, vedanvendelse af en lufivasker, kan dervære opstået et vandforureningsproblem, idet det støvholdige vaskevandmuligvis skal gennemgå en renseproces, inden det udledes til recipienten.

Fjernelse at gas/ormige JorweningerSom omtalt i forrige afsnit kan vissegasarter fjernes ved absorption ivæske, endvidere kan man i nogletilfælde lade absorptionen være ledsaget af en kemisk reaktion.

Disse forhold kommer vi nærmereind på i det følgende, idet vi someksempel ser på et SP-skrubberanlæg(STRØM og PEDERSEN, VEJLEA 5).

SP-skrubberen er en luftvasker forrensning af procesluft indeholdendeuorganiske dampe og organiske lugt-stoffer.

Skrubberen anvendes primært i denkemiske industri til rensning af luftindeholdende syredampe - svovlbrinte- ammoniak og lignende, men anvendes også i fødevareindustrien til fjernelse af organiske lugtstoffer.

Fig. 2.25 på side 92 viser anlægsopbygningen.

Skrubber og væskebeholder udføresaf rustfrit stål eller polypropylene forstærket med glasfiberarmeret polyester. Fyldningen udføres af keramik,rustfrit stål eller polypropylene. Rørsystem, dysesektion og armatur

udføres af rustfrit stål eller PVC. Pumperne er kemipumper med produktberørte dele udført af polypropylene eller polyethylene.

Skrubberne kan leveres med et ellerflere trin, alt efter den foreliggenderensningsopgave.

Anlægget er opbygget af en lodret-stående modstrømsskrubber, hvor denforurenede luft ved passagen gennemfyldningen møder en modsat rettetskrubbervæske, der normalt er vand,tilsat enten svovlsyre (H 504) ellernatriumhydroxid (NaOH). Om mananvender syre eller base afhænger naturligvis af hvilke forurenende stofferprocesluften indeholder. Såfremt luften er forurenet med organiske luft-stoffer f.eks. aminer eller merkaptanertilsættes yderligere et iltningsmiddel,normalt natriumhyperchlorit. Medjævne mellemrum udslammes en delaf skrubbervæsken, medens ny væsketilsættes, styret af en svømmer ivæskebeholderen. Ved hjælp af en pHudrustning styres tilsætningen af syrehenholdsvis base. Tilsætning af iltningsmiddel styres normalt med entidsindstillet doseringspumpe. SPskrubberen dimensioneres i hvertenkelt tilfælde til den specifikke opgave på basis af følgende parametre:LufimængdeLufttemperaturLuft fugtighedType af forureningKoncentration af forureningAntal driftstimer pr. årEndelig anvendes skrubberen til destruktion af den meget giftige gas ethylenoxid, der blandt andet anvendestil sterilisation af engangsartikler tilhospitalsvæsenet. Ethylenoxid omdan

91

I Fyldelegeeei

2 OrtbeIong3. Vsskereielyoir~ Nlveoumdler

5 Spedencndsveril II6 Filler7 Cirkulollonspu,pe

8 Doseringspumpe9 DM-clair ode

10 El osmelerII. Voskedyst

12 Vtnhi lolor

13 Slyrtisnle

nes her, med svovlsyre som katalysator, til ethylenglykol, der er ganskeufarlig.

2.10 Aktiv kulfiltre (adsorbtion)Aktive kulfiltre kan bl.a. benyttes tilgenvinding af visse organiske opløsningsmidler, samt til at fjerne organiske lugtstoffer feks. fra produktions-processer i levnedsmiddelindustrien.

Ved genvinding er de organiske forbindelser til stede i procesluften i relativ høje koncentrationer, medens lugt-stofferne almindeligvis er til stede ilave koncentrationer,

Aktivt kul er kul, som ved enforædlingsproces er bibragt et indrenetværk af meget fine porer. Tilstede-

værelsen af disse mikroporer gør kul.,lene i stand til at tilbageholde (adsorbere) organiske molekyler på kullenesoverflade. Ved overfladen forstås primært den indvendige overflade af mikroporerne; denne overflade udgør fra:.800-1500 m gram kul.

Kullenes adsorptionsevne, dvs, denstofmængde der kan optages, er afhængig af mange faktorer, bla. stof’type og koncentration, lufttemperatur ogfugtighed samt kultype.

For organiske opløsningsmidler kander adsorberes en mængde svarende til5-3O0o af kullenes egenvægt.

Det forhold at kullenes adsorptionsevne er afhængig af temperaturen, kanudnyttes til regenerering af kullene.

92

således at disse kan anvendes fleregange. Regenereringen kan foretagesmed overhedet damp eller varm luft.Dette kan foregå på stedet, eller kullene kan sendes til extern regenerering.

Princippet i et SP-aktivkulanlægmed damp regenerering er vist på fig.2.26.

Luften, som skal renses, passererlodret gennem et lag aktivkul med ensådan hastighed, at der opnås en passende holdetid i kullaget.

Filteret bygges i et modulsystem,således at der vælges et antal filterenheder svarende til den lufimængde,der ønskes renset.

Umiddelbart før kullene er mættetmed det forurenende stof, vil der kunne observeres et gennemslag, som iløbet af få timer vil vokse ud over dentilladelige emissionsgrænse. Det gælder derfor om at stoppe adsorptionsfasen på dette tidspunkt.

Tidspunktet for gennembruddet kankonstateres ved hjælp af et måleinstru

Fig. 2.26

ment, placeret i kulfilterets luftafgang.Aktivt kuls udskilningsgrad afhæn

ger af mange faktorer, men kan værenæsten 10000 helt op til mætningsgrænsen.

Ved regenereringen afgiver dampenen del af sin varmeenergi til opløsningsmidlet, der fordamper, hvorefterdet ved hjælp af medbringerdampføres til en kondensator, hvor såvelvanddamp som opløsningsmiddeldampe kondenseres.

Vand og opløsningsmidler skilles ien dekanter, forudsat at opløsningsmidlet er ikke vandblandbart.

Vandblandbare opløsningsmidler kanskilles fra vandet ved destillation.

Som det fremgår af skitsen, koblesadsorbene parallelt, således at de eftertur kan udkobles for regenerering.

Fig. 2.27 på side 94 viser et SPaktivkulanlæg i standard udførelse.Adsorberne findes i mange forskelligestørrelser, helt op til 1420 kg kul pr.sektion.

Adsorber Adsorber

Renset luft t4

Udsloller

koridensator

Ool~ninqsmiddel

Vand

Styring og overvagn ingSP-aktivkulanlæg leveres for håndbetjening eller for fuldautomatisk drift.Det fuldautomatiske anlæg leveres enten med en elektronisk programstyring eller styret af en PLC-mikrodatamat.

Til overvågning af emissionen fraanlægget kan leveres et overvågningsudstyr, der giver alarm, når en forud-indstillet emissionsværdi er nået.

Dette udstyr kan ogsa anvendes tilstyring af anlæggets cyklus, således atanlægget automatisk omstyres, nar denforudstillede emissionsværdi er nået.

Ved anlæg uden overvågningudstyrstyres anlæggets cyklus af et urværk.Det fuldautomatiske anlæg er udstyretmed sikkerhedsudstyr, der lukkersamtlige ventiler i tilfælde af for højtemperatur i adsorberen.

Eksempel pa anvendelse afkul/lite,:Fig. 2.28 på side 95 øverst viser etanlæg, monteret i en fabrik for fremstilling af trykfarver. De i reaktoren(I) genererede opløs-ningsmiddeldampe. der dels består af aerosoler ogdels af gasformige organiske forbindelser, suges til en aerosol-udskiller

Fig. 2.27

SP—aktivkulanlæg istandard udførelseI. Adsorber2. Aktivkul3. Bærerist4. Indløbs ventil5. Udlobsventil6. Damp ventil7. Bundventil8. Kondensator9. Vandudskiller

6 s

2

4

3

8

9

94

2. Fig. 2.28

I. Reakror2. A erosoludski/ler3. Kulfilter (Planfilter)4. Ven tila ror

(2), hvor de dråbeformige urenhederudskilles. Derefter renses luften forgasformige urenheder i kulfilteret (3).

Samme system anvendes også tilrensning af udsugningsluft fra friturestegning af fiskepinde.

Forureningen består også her dels afaerosoler, hidhørende fra fritureolienog dels af ildelugtende gasser, hidhørende fra stegeprocessen.

2.11 Forbrænding (Termisk- katalytisk)Forbrænding har i mange år væretanvendt til destruktion af organiskeforureninger i afkastningsluften fraforskellige procesanlæg. Eksemplerherpa kan være: levneds,niddelindusin. periv-kemisk industri. fiskernelsfabi-ikker mm. Olle er den forurenedeluft under nedre antændelsesgrænse(for mager), hvilket betyder at der måanvendes »hjælpebrændsel< i form afolie eller gas.

Termisk forbrænding finder sted vedtemperaturer på 700-900 C, i dettetemperaturinterval vil en reaktionstidpå 0,5-I sek. være tilstrækkelig til enfuldstændig forbrænding af de flesteforureningskomponenter. Forbræn

dingsprodukterne består hovedsageligtaf CO2, HO og N.

Katalytisk forbrænding er karakteriseret ved, at der ikke forekommer ensynlig flamme, idet reaktionen forløber under flammepunktet ved hjælpaf en egnet katalysator. Ved katalytiskforbrænding opnås almindeligvis desamme slutprodukter som ved termiskforbrænding. Princippet er således fordelagtigt ved, at temperaturen kun behøver at være Ca. halvdelen aftemperaturen ved termisk forbrænding.

Fig. 2.29 øverst på side 96 ~iserrensningsgrader i forhold til reaktionstemperaturen ved henholdsvis termisk- og katalytisk forbrænding.

Metoden med katalytisk forbrænding har dog visse begrænsninger, idetsod, støvpartikler og lignende tilstopper katalysatormaterialets overflade,hvilket bevirker, at der til mange processer kræves en effektiv separering afde partikulære forekomster i gasserne,inden disse kommer i kontakt medkatalysatorel ementerne.

Tel?;? isk fbrbrændingFig. 2.30 på side 96 viser et SP termisk forbrændingsanlæg udviklet til

I 2

95

Rensriungsgrod •!.

700 800 9G~Temperotur C

industriformål. Brændkammeret eropbygget afvarmefast stål, eller udforet med ildfast keramisk materiale.

En rekuperativ varmeveksler, i tosektioner, hvoraf den ene sektion erenrørvarmeveksler indbygget i selve forbrændingsanlægget, medens den anden sektion er en lamelvarmeveksler,udnytter den udviklede varmeenergi

med en virkningsgrad på 60-80°c.I en seperat varmeveksler kan der

udover udnyttes en del af den resterende varmeenergi.

Diagrammet fig. 2.31 øverst side 97viser gas eller olieforbruget i forholdtil tilgangstemperaturen og stofkoncentrationen ved en rekuperativ virkningsgrad på 6000.

1. brændkammer2. gas-eller oliebrænder3. rekuperativ varmevek

sler4. rekuperativ varmevek

sler5. varmeveksler til evt.

varmegenvinding6. ventilator7 afkast

a. forurenet luft indb. renset luft ud

Fig. 2.29Ii-,’

I . ~~r!r4(ai forbr

,~u

90

80

70

60

50

40

30

20~ttE~_10 —

—

100 200 300 400 500 600

Fig. 2.30

b

t i 3.

7 6 5

96

Fig. 2.31

Koncentration gIN,,,3

ÅcetoneBenzinE tytacetot

— Mek.2—. Meta no

Styrol

OpgaveLuftmængde 5000 m h, lufttemperatur tilgang 100 C, forurenende stofMEK, koncentration 3 g/m. Find gas-forbruget i kg h. MEK (Metyl-EtylKeton) er et organisk oplosningsmiddel (C4 H,O).

Fig. 2.32

Katalvtisk forbrændingEt SP katalytisk forbrændingsanlæg ervist på fig. 2.32. Reaktor og lufiforvarmer er udført af korrosionstrægtstål.

Katalysatoren er fremstillet af etkeramisk materiak belagt med platineller palladium.

1. reaktor2, katalysator3. gas- eller olie-

brænder4. rekuperativ varme-

veksler5. varmeveksler til evt.

varmeganvinding6. ventilator7. afkast

a forurenet luft indb. renset luft ud

2 3 4

7 t10 11 12 13 14 15

B 9 t ii11 12 12 14 15 16 1?

5 6 7 B 9

b

Qe-1

7 6 5 4

97

Fig. 2.33 Gosforbrug vd 1000 Nin3 hjtt!ti,nt

Acetor,eBenzinElhylac

I4etano(

2 3 6.Styroi

Koncentration glNmJ

Diagrammet fig. 2.33 viser gas-eller olieforbruget i forhold til tilgangstemperaturen og stofkoncentrationen, ved en rekuperativ virkningsgrad på 600o.

OpgaveFind igen gasforbruget i kg/h ud fra desamme data som anført ved den foregående opgave.

2.12 TrevejskatalysatorenEn avanceret form for katalysator erden regulerede trevejskatalysator. Tre-tallet står for, at katalysatoren er virksom overfor de tre komponenter: NO,- CO og HC, som udvikles ved for-brændingen i feks. bilmotorer. Betingelsen for at katalysatoren virker optimalt, er dog en meget præcis styring afbrændstof tilførslen til motoren. Luftoverskudskoefficienten ?~ skal holdesindenfor ret snævre grænser.

Derimod vil udstødsgassen framotoren være tilstrækkelig varm til, at

reaktionerne kan foregå uden ekstrabrændstof-tilførsel.

Nogle katalysatortyper arbejder medNR, som tilsætningskemikalie, medens trevejskatalysator arbejder udentilsætningskemikalier. Fig. 2.34 påside 99 viser konverteringsforholdenefor en trevejskatalysator som funktionaf luftoverskudskoeffienten X.

Det fremgår tydeligt af figuren, atarbejdsområdet med hensyn til luftoverskudskoeff’icienten er meget lille.

De reaktioner der foregår i katalysatoren bevirker følgende omdannelser:

CO-~CO2HC —> CO2 + H,ONO~-*N,

Et ædelmetal, som feks. platin, virkersom katalysator for disse omdanne!sesprocesser, og katalysatoren er opbygget på den måde, at ædelmetalletplaceres som et tyndt lag på overfladen af et porøst materiale. Mængden

kgl Pt

4 ~LE I~I I i

:~‘

4zcj~00t ~~Lufttemp tilgang/,-jlSOt

~L•2~RNL,

1 2 3 4 5I 2 3 ‘. 5 6 7 B 9

1 2 3 4 5 6 71 2 3 4 5 6 7 $ 9 10

98

af ædelmetal i den enkelte katalysatorer kun 1-2 gram.

Den præcise styring af luftoverskudskoefficienten kan, som fig. 2.35

a viser, foretages ved at placere enmålesonde i udstødsrøret lige før kata

d lysatoren.Fig. 2.36 side 100 øverst viser om

Ii sætningen af de miljøskadelige stofferå for en naturgasdrevet ottomotor, hvise data er anført på skitsen. Bemærk atn omsætningen af NO~ og CO er langt

over ÇO0o.

II Emissionsværdierne i øverste højrehjørne er værdierne før katalysatorenved drift i det såkaldte lambdavindue.

Katalysatorer monteret på biler virker meget hurtigt, selv med koldstart.

Dette fremgår af kurverne på fig.2.37 side 100, der stammer fra et forsøg udført på Teknologisk Institut.

Kurverne viser CO og HC indholdetsom funktion af tiden (starttemperaturCa. 2 C).

Bemærk hvorledes CO og HC indholdet stiger i startfasen på grund afden ufuldstændige forbrænding. Menallerede efter et par minutter er emissionen af de uønskede stoffer nærmestnuL.

2.13 Roggasrensning påenergianlægI de foregående afsnit har vi beskæftiget os med metoder til at nedbringeluftforureningen fra industrien og trafikken. I dette afsnit vil vi udlukkendekoncentrere os om energisektoren (primært kraftværkerne).

På danske kraftværker har man desenere år foretaget en kraftig udbygning vedrørende rensning afrøggassenfor svovldioxid (SO ) og kvælstofoxider (NO,).

Længst er man kommet med hensyntil afsvovling, denne kan finde sted

Fig. 2.34

I100

80

60

40

20

0

kb&tsbec&ch coNOx~.ic

o o:~ 1~ 1:05 1:10Luftverhältnis X

Fig. 2.35 r——-———fRegler_F——~

I !X-Sonde

rI—

et

Luft

E

3 -WegKatalysator

Degussa~

99

Fig. 2.36

før, under og efter forbrændingen. Detmest almindelige er at afsvovlingenfinder sted efter forbrændingen, typiskved vask afrøggassen.

Dog er man nu også kommet godt igang med at fjerne NO~~er. Dette fore

Fig. 2.37

går i såkaldte De.NO~ anlæg.Hvor man foretager en samtidig fjer

nelse af S01 og NON, taler man omSNOX-anlæg.

1 det følgende vil vi se nærmere pånedennævnte anlægsopbygninger.

OatoIIomotor I?? kW. i’. I 500 min1Lou :90-100%. Abgoslemperolur 520C 5~5~c Nox •

kotolysotot Degusso 72114LK 1352. RGx~~h~ CO • 0A~%IC • IOOppm

50

“NO,~

0i90 0.g~5 . . .

k- Lontdolnle •—l U,Itwrhdlbis I

D.guea~ Schodslollkonverlierung eines Dreiweg —

kololysolors als Funktion von Lombdo

20

Is

10

5

00 50 100 150

Sekunder

100

tiv varmeveksler, inden den kommer

Disse anlæg er fysisk set meget store, ja har ligefrem karakter af renekemifabrikker.

I følgende oversigt, er vist, hvor nogle af de her nævnte anlæg forefindes.

Afsvovlingsanlæg:

De-’%Ox-anlæg:

.4’ edore, ærkelVensysselværket. blok 2

i. Vadabsorprionsan/ægHovedforløbet i et vådabsorptionssystem er at overføre 50 og 0~ fra gasfasen i røggassen til en væskefase, derindeholder CaCO (kridt), og vedkemisk reaktion mellem disse tre stoffer at danne CaSO, (gips) under frigivelse af kuldioxid.

Bag denne tilsyneladende enkle proces gemmer der sig mange kemiskereaktioner, der dog her alene skalopskrives som følgende totalreaktion:

CaCO5 + S01 + ~ 0. + 2H.O ~ CaSO~,2H,O + CO2

På fig. 2.38 side 102 er skematisk vistanlæggets opbygning.

Røggassen afkoles til den nødvendige lave driftstemperatur i en regenera

ind i selve vasketårnet. I den øverstedel af dette tårn sprøjtes absorberen,kalkvandslurryen, ned over røggassenigennem 200-300 dyser. Røggassenpasserer herefter en affugter, hvorefterden opvarmes til 60-70°C i den regenerative varmeveksler, inden den ledestil skorstenen.

Nederst i vasketårnet er selve reaktoren med en slurrysump, herfra udtages gipssuspensionen til videre behandling. Dette foregår i en gipsudskiller, der består af cykloner samt etvakuumbåndfilter. Vakuumbåndfilteret tilsættes skyllevand for udskylningaf chiorid, chloriden stammer fra røggassens indhold af saltsyre, som ogsåudvaskes.

Skyllevandet genanvendes såvidtmuligt, men på grund afchlorid-akkumuleringer vil der være noget chloridholdigt spildevand der skal føres til etrensningsanlæg.

Som før nævnt er anlæggene megetstore. På de største kraftværksblokkeer røggasmængden på op til 2 mill.m h, og absorbertårnet kan have enhøjde på omkring 50 m.

Gipsen fra afsvovlningen er af godkvalitet, og kan derfor anvendes if.eks. gibspladeindustrien.

Gibsproduktionen fra de danske afsvovlingsanlæg udgør ca. 200.000 tonpr. år.

2. SpravabsorbrionsanlægMedens man ved vådabsorptionsprocessen mætter gasfasen med vand, holdes røggasafsvovlingsprocessen vedspraytørring altid under mætningspunktet, således at restproduktet er tørt.

Spraytørringsteknikken benyttes i

1. vÅDABS0RPTI0NSANLÆG2. SPRAYABSORPTIONSANLÆG3. SNOX- anlæg

Amagerværket. blok 3

Asnæsværkel. blok 5

Avedøre’ ærket

Vestkrafi. blok 3

Studsoupværket. blok 3.4:

Fynsværket. blok 7

Vensysselværket. blok 2

ProcesteknikVådabsorpt onsanl æg

Vådabsorpt lonsan læg

Vådabsorptionsanlæg

Vadabsorpt onsan læg

Sprayabsorpt lonsan læg

Sprayabsorpt lonsan læg

SNOX-anlæg (katalytisk)

Katalytisk De~NOx

SNOX-anlæg (katalytisk)

101

Fig. 2.38

dag i mange industrier; men dens anvendelse til SO,-absorption blev førstkommercielt udnyttet i slutningen afhalvfjerdserne.

Ved spraytørringsprocessen anvendes kalk opslemmet i vand, CaO+ H 0—* Ca(OH),.

Den kemiske reaktion er følgende:

Ca(OH), + SO, ~ CaSO, + HO.

SO,-absorption sker ved at røggassensættes i kontakt med en »tåge~ afvanddråber, der indeholder 30-40”ofaststof. Røggassen vil ved tilgangentil absorberbeholderen have en lempe-

ratur på 120-160 C, og røggassernesvarmeindhold bevirker, at vandet fordamper fuldstændigt. Se fig. 2.39øverst side 103.

På fig. 2.40, side 103, erafsvovlingsgraden i et spraytørringsanlæg vist somfunktion af det støkiometriske forhold,der er forholdet mellem antal mol absorbent og antal med mol SO. Detteforhold fortæller således, hvor stort etoverskud af absorbent, der skal til forat nå en given afsvovlingsgrad. Detskal i forbindelse med fig. 2.40 bemærkes, at hele afsvovlingen ikke sker i

selve absorberbeholderen, idet ca. 50-ôO0o afsvovlingsen sker i et efterføl

Procesdiagrans for ~ådabso,-btionsankeg

102

gende posefilter. Man kan med fordelundlade at filtrere røggassen i et el-filter for tilledningen til absorberbeholderen, idet flyveaskens alkaliske bestanddele også deltager i processerneog dermed formindsker kalkforbruget.

De i fig. 2.40 angivne støkiometriske forhold er baseret på en delvisrecirkulation af »restprodukteu<, idetden endnu ikke reagerende absorbentf~r endnu en mulighed for at reagere.Desuden vil recirkulation bevirke ethøjt faststofindhold i slurryen (slammet), således at Ca(OH) vil fordelesig og bevirke en større Ca(OH)2-over-flade og dermed en bedre reakton.

Da det ofte forekommer, at man skifter mellem kulkvaliteter med forskelligt svovlindhold, kan det være afinteresse at betragte den situation lidtnærmere.

1-Ivis f.eks. en given kultype giveranledning til en roggas med et SO -

indhold på 600 ppm, kan denne roggaseksempelvis afsvovles til en ønsket afsvovlingsgrad med en slurry med 40°o

torstof, bestående af 500 kalk og 35° o

recirkulerende partikler. Hvis der derefter skiftes til en kultype, der f.eks.giver anledning til et SO -indhold på1500 ppm, skal der bruges mere kalkfor at opnå den samme afsvovlings

1, Fig. 2.40 % SD2A bsQrp Vi 0 fl

Fig. 2.39 Procesdiagram Jbr spravabsorbtionsanlæg

90•

70’

60’

50St.hiometri ih forhold ca(OH),

I I I I I I0,5 1,0 1,5 2.0 $02

103

0$4I T(~m~

Fig. 2.41

grad, og dette kan gøres ved at bibeholde det samlede tørstofindhold på4O°o, der nu f.eks. består af 25°0 kalkog 15°o recirkulerede partikler. Herved sikres, at restproduktet altid er tørtuanset kullenes svovlindhold.

Som nævnt tidligere, er Strudstrupværkets blok 3 og 4 udbygget medsprayabsorbtionsanlæg.

Hver enhed udrustes med et blokorienteret to-stenget afsvovlingssanlægbestående af absorbere, posefiltre ogboosterblæsere. De to anlæg udføresidentiske, idet de dog i videst muligtomfang benytter fællesfaciliteter, hvadangår hjælpeanlæggene.

Se fig. 2.41, der viser afsvovlningsanlægget for blok 3.

Anlæggene er specificerede til atkunne arbejde med et svovlspektrumfra 0,5 til 2,5°o ved kulfyring og meden maksimal svovlprocent på 3,5 vedoliefyring.

Afsvovlingsgraden er givet med engarantiværdi på 92° og en rådighedsgaranti på 97,5°o.

Anlæggenes elektriskevil andrage ca. 4,5 MWfuidlast og l,6°o S.

3. SNOX-anicegSNOX-processen er udviklet af firmaet Haldor Topsøe, og afprøvet i samarbejde med Elsam på et pilotanlæg vedSkærbækværket i Fredericia.

Forsøgsresultaterne fra dette pilot-anlæg har været så gode, at man efterfølgende besluttede at udbygge Vendsysselværkets blok 2 med et fuldskalaanlæg. Dette anlæg blev efter en byggetid på ca. 3 år sat i drift i begyndelsen af l990erne.

Princippet i SNOX-processen er vistpå fig. 2.42 øverst side 105, og de data der bliver anført i forbindelse medprocesbeskrivelsen. stammer fra Vensysselværket.

Pmcesdiagrani for SNOX-anlægBlok 2 på Vendsysselværket er påbrutto 305 MW, med følgende damp-data ved afgang fra bensonkedlen:

kD

I~ •l~i~— Ifl

egetforbrugpr. blok ved

104

Fig. 2.42

p 199 bart 535Cm 253kgs(9lOth)

P,vcesbeskrive!seRøggassen udtages fra kedlen og førestil et posefilter ved en temperatur påCa. 200 C. I posefilteret nedbringesgassens stovindhold til ≤ 2 mg Nmfor at undgå tilsmudsning af den efterfølgende S02-katalysator. Røggassenføres videre til røggasblæserne, hvistrykopsætning modsvarer det samledetryktab over anlægget. Tryktabetsstørrelse afhænger bla. af tilsmudsningsgraden af katalysatoren i SO -

konverteren.Efter roggasblæserne opvarmes

røggassen i en regeneraktiv gas gasforvarmer (gafo) til Ca. 400°C.

Herefter indføres gasformig ammoniak i røggassen før SCR-reaktoren,hvorved der opnås en NO~ reduktionpå Ca. 92°o. SCR står for:Seleetiv Catalytic Reduction.

Den omdannelse der foregår i SCRreaktoren, fremgår af fig. 2.43. Røg-

j ren gas

gassen opvarmes yderligere ved hjælpaf en dampvarmeveksler. der forsynesmed hojtryksdamp fra kedelanlægget.hvorefter den føres til 50 -konverteren, hvor indholdet af SO i røggassenoxideres til SO~. Samtidig oxidererkatalysatoren praktisk taget alt NH -

overskud, CO og andre kulstofholdigeuforbrændte komponenter.

Desuden virker 50 -konverterenskatalysatormasse som et meget effektivt støvfilter. der opfanger Ca. 950o afrøggassens reststovindhold.

Fig. 2.43

S02 konverter

WSA-2 plant for power plant

SORreaktor varmeliltersel

via ciampvarmeveksler

Gas

ti ti NI.

TT TNH3?NH3?NH3

K.t.Iys.tor +

H,O N~ H,O

[3 Gas

NH~

NH3+NO,+02-.H,O+N2

105

Efter S02-konverteren afkøles røg-gassen i gafoen, hvorved SO, samtidigdelvis hydratiseres til H~SO4-damp.

Fra gafoen ledes røggassen til WSAkondensatoren (Wet-Suiphuric-Acid),der er en luft gasvarmeveksler medlodrette glasrør. Røggassen afkølesindvendigt i rørene til ca. 105 C samtidig med, at svovlsyren udkondenseres fuldstændigt til en koncentrationpå ca. 95°o.

WSA-kondensatoren koles med luftfra de eksisterende friskluftsblæsere.Luften opvarmes til ca. 200 C og ledes til den eksisterende luftforvarmer,hvorefter den tilføres kedlens forbrændingsluftsystem på normal vis.

Processen er alene baseret på katalytiske reaktioner, og er derfor grundlæggende forskellig fra andre kendterøggasafsvovlingsprocesser, både hvadangår procestrin, absorbentforbrug ogrestprodukter. Der er i processen ikkenoget forbrug af vand eller andre hjælpestoffer bortset fra ammoniak tilDeNO~-reaktionen, og eneste restprodukt fra selve processen er koncentreret svovlsyre, som vil kunne afsættes iDanmark eller på det internationalemarked til bl.a. gødningsindustrien.

Når katalysatorerne udskiftes ellerrenses, opstår der mindre mægderbrugt katalysatormasse og rensestøv,som enten kan oparbejdes eller skaldeponeres.

Med et svovlindhold på l,6°o i kullenevil forbrugs- produktionsdata forSNOX-anlægget ved l00°o last blivesom følger:Røggasmængde ...Ca. 900.000 Nm hAfsvovlingsgrad over 930oDeNO<-grad over 90°o

Vandforbrug 0 m3 hNH -forbrug 0,38 t hReduceret blokvirkningsgrad ....0,2°Restproduktmængde(95°0HSO4) 5,2th

Ernissionsværcilep fra forskellige typerenergianlægTabellen viser emissionsværdier, målti mgIMJ indfyret brændsel, for forskellige brændselstyper, og for kul’svedkomne, med og uden røggasrenseanlæg.

Anvendelse SO. NO~ ëÖ’Kuikraft værker

excl. rniljoanlæg 714 480 102.000incl. miljøanlæg 120 200 102.000incl. SNOXanlæg 50 25 95.000

Kombikraftværkren naturgas 0 115 57.000

Vi Ilafyrfyringsolie 90 50 74.000naturgas 0 50 57.000

Kilder: Forvvningskazaloget og Vendsvsse/væi*et

Lav-NO brænderenVed at anvende de såkaldte Lav-NO~brændere, er det muligt at reducereNO~ dannelsen ganske væsentlig,hvilket naturligvis vil få indflydelse påstørrelsen af det efterfølgende røggasrenseanlæg. Fig. 2.44 på side 107øverst viser hvilken effekt der kanopnås ad denne vej.Lav-NO~ brænderen’s opbygning, erbeskrevet i lærebogen KRAFTVÆRKSTEKNIK.

2.14 Røggasrensning på skibeLuftforureningen fra skibsmotorer harhidtil været et problem man ikke i

nævneværdig grad har beskæftiget sig

106

•00

500

400

NOx ernission, old burners NOx emission, new burnersAsnæs Power Station. Unit 4 - .)afluary.MarCh 1989 Asnæs Powe, Station. Unit 4 - January.Mach 1990

600

500

~:Iflh~ ~àE ~ ind 200 U~it I~gi a

Each bar reoresenis aai’y average Laeh bar represenis daily average

Bkkdiagrammer, der viser at Nø. reducns med 50% ved anvendelse aflau.N0,.brændera

Fig. 2.44

med. Men bl.a. krav fra USA, harmedført at man har været nødsaget tilat indføre røggasrensning på skibe deranløber visse amerikanske havne.

Også internationalt arbejder manmed problemet, det formodes, at IMOi 1998 har opstillet bindende reglermed hensyn til udslippet af SO ogNO~ er.MAN - B & W diesel har sammenmed Haldor Topsøe videreudvikletSCR katalysatorteknikken, som bla.kendes fra kraftværkerne, til brug iskibe.

Udstødsgasserne fra langsomt gaende dieselmotorer indeholder normaltomkring 1000 ppm NON, og SCR anlægget fjerner Ca. 85°o af dette indhold.

Indbygning qf SCR-reaktor pa skibsdiesel,notorerSCR-reaktoren kan principielt indsættes enten før turboladeren eller efterturboladeren for både fire-takts og totakts dieselmotorer. Katalysatorensdrifttemperaturområde (310-400°C)betinger dog i de fleste tilfælde, atSCR reaktoren placeres før turboladeren for en to-takts dieselmotor, idetrøggastemperaturen er for lav efter

turboladeren. For en fire-takts dieselmotor vil temperaturen før turboladeren normalt være for høj og SCR-reaktoren må derfor normalt placeres efterturboladeren.

Det nødvendige katalysatorvolumenog dermed reaktoren bliver mindreved anbringelse før turboladeren pågrund af det højere tryk (typisk 3 barabs.), men indpasning af SCR -reaktoren i denne position kan i visse tilfælde være vanskeligere.

Ved anvendelse af SCR processen påskibsdieselmotorer vil katalysatoren. imodsætning til ved anvendelse af SCRprocessen på krafiværker, udsættes forvibrationer. Katalysatoren må derforkonstrueres således, at den ikke ødelægges af vibrationer.

For at undgå kondensation af vandpå katalysatoren under opstart af dieselmotoren må SCR-reaktoren udstyresmed enten en elektrisk eller dampopvarmet forvarmning.

På fig. 2.45, side 108, er vist placeringen af et SCR anlæg for en 8000kW marine dieselmotor.

Bemærk at katalysatoren fylder næsten lige så meget som selve hovedmotoren. og derfor må placeres på et særskilt dæk.

107

Som det fremgår af fig. 2.45, beståranlægget af to dele: selve reaktoren oget NR tilførseissystem.

Til forskel fra driften af kulfyredekraftværker og kraft varmeproducerende stationære dieselmotorer vilmarine diesel motorer i f.eks. færgerofte foretage hurtige lastændringer påmotoren.

Dette stiller større krav til hurtigheden i reguleringen af ammoniakdoseringen, idet hurtige lastændringer vilkunne føre til kortvarige stigninger ienten NO~-emissionen eller i ammoniakudslippet. Styringen af NR, doseringen foregår derfor ved hjælp af enproces computer, der på basis af enkontinuert måling af gas mængden(eller af motorlasten) og af NO~-koncentrationen i røggassen samt et givetNH,/NO~ sæt-punkt beregner den nødvendige NH -mængde, der skal for-bruges. Denne regulering kan eventu

elt suppleres med en »feed back« styring på basis af en kontinuert målingaf NO~ koncentrationen i den rensederøggas for at sikre en mere nøjagtigstyring af Nl-11-dosering. Dette er isærnødvendigt for høje NO~ reduktionsgrader. I sin simpleste udformning kanammoniakmængden reguleres alenepå basis af motorlasten og en på forhånd fastlagt sammenhæng mellemmotorlast og NON-mængde i røggassen. Denne simple udformning kandog kun anvendes ved lave reduktionsgrader (50~700o).

Ammoniakdoseringen afbrydes, hvisrøggastemperaturen bliver lavere endca. 310 C, idet katalysatoren ellers vilblive deaktiveret af udfældede ammoni umsulfater.

Fig. 2.46 på side 109 viser princippet i styringen af NI-I doseringen.

Det maksimale ammoniakforbrugvil ligge på omkring 8-lO glbkwh.

Fig. 2.45

~id døafl~

108

Exhaust gas

Fig. 2.46

Endelig viser fig. 2.47 på side 110hvorledes dieselmotor, SCR-reaktor,Ni-I, doseringssystem og styresystemet er sammenbygget. Som det fremgår af figuren, er det muligt at lederøggassen uden om reaktoren.

Det skal bemærkes, at også en del afsoden og kulbrinterne i udstødsgassenbliver oxideret i SCR-reaktoren.

Med hensyn til formindskelse af SOudslippet fra skibsdieselmotorer, serdet ud til, at den mest sandsynligeløsning bliver en gradvis nedsættelseaf svovlindholdet i brændselsolien.

Setranspori kontra !andt~-ansponI tabellen er miljøbelastningen, målt ig km container, vist for henholdsvislastbiler og skibe.

Det fremgår heraf, at landtransportbelaster omgivelserne meget mere endsøtransport.Man skal bemærke, at SO emissionenikke er medtaget i tabeloversigten.Dette skyldes anvendelsen af tung olie

til søs, og dieselolie på land. Underdisse forudsætninger, belaster sotransport miljøet 3 gange mere end land-transport, med hensyn til SO.

Hvis der derimod indføres de samme krav til svovlindholdet i tung olie.som i dieselolie, vil søtransportenssvovludslip blive reduceret til aflandtransportens.

Beregningsgrundlaget for det heranførte, stammer fra det amerikanskemiljøministerium, Volvo samt data franybyggede skibe.

(—3 bar abs)

Dilution air

Flow signal

DeNOx Reactor300-400’C

SeR Catalyst

Gas toturbo charger

NOx outletconc. signal

NH~: NOxset point Signal

NH3 gas

Miljobelastning km contaIner

ikl Ii) I•fll CI

—tfli41fl

Partikler

Brændstofforbrug

109

•Stnm

Forudsætningerne er følgende:Lastbilen har en totalvægt på 20 ton

og kører med 80 km h. Skibet er etmindre containerskib med 320 containere en motor på 3000 kw - fart 15knob.

Der er ikke taget hensyn til tomgangskørsel eller ballast sejlads. Heller ikke at skibstransport medfører envis landtransport.

Konklusionen må være, atjo mere afden samlede transportmængde der kanomlægges til søtransport, desto størrebliver de miljømæssige fordele. Fordele der vil forstærkes, i takt med at ogsåskibe i fremtiden vil blive underkastetmere restriktive udlederkrav.

2.15 Afsluttende bemærkningerSom allerede nævnt flere gange tidligere, er det energisektoren, der giverdet største bidrag til luftforureningen.

Foruden de i det foregående afsnit

omtalte røgrensningsmetoder kunneogså en nedsættelse af energiforbrugethave en positiv effekt med hensyn tilluftforureningen.

Dette behøver, som mange har påvist, ikke nødvendigvis at gå ud overvores levestandard. 1 det følgende eranført en række foranstaltninger, somalle ville kunne formindske luftforureningen:

I. Bedre benyttelse af spildevarmen,f.eks. ved udbygning af eksisterende kraftværksblokke til fjernvarme,og ved bygning af decentrale kraft-varme-værker.

2. Øget anvendelse afenergibesparende husholdningsapparater m.m.

3. Øgede naturgasleverancer, hervedkunne der opnås en reduktion i udslippet af SO og partikler, samt enikke uvæsentlig reduktion i COemissionen.

Fig. 2.47

110

4. Indførelse af en progressiv afgiftsskala, således, at prisen pr. kWh udover et vist standardforbrug skullestige.

5. Indførelse af vedvarende energiforer såsom vindenergi, bølgeenergi,solenergi, biogasanlæg m.m.

6. Indførelse af atomkraft, dette villekunne reducere luftforureningenganske væsentligt, men giver tilgengæld andre afTaldsproblemer.

7. Mindre økonomisk vækst, med deraf følgende mindre energiforbrug.

I industrien og i servicesektoren er dermange forskellige muligheder for energibesparelser, feks. ved varmegenindvinding i forbindelse med afbrænding af affaldsstoffer og ved udnyttelse afkondenseringsvarmen fra køleanlæg.

Nedbringelse af trafikkens forurening kan foregå på flere måder, somtidligere beskrevet, er det teknisk muligt at begrænse emissionen af skade-

Fig. 2.48

lige stoffer ganske væsentligt, ved anvendelsen af katalysatorer.

Endvidere vil en udbygning af denkollektive trafik også kunne bidrage tilat nedbringe luftforureningen.

Problemet med CO. emissionen, dersom tidligere omtalt opstår ved afbrænding af alle fossile brændsier, kanikke løses ved hjælp af tekniskebekæmpelsesforanstaltninger. Her mavi enten nedsætte, eller omlægge energiforbruget, og samtidig forøge anvendelsen af vedvarende energiformer.Med de nye initativer, der er indeholdti regeringens ENERGIPLAN - 2000,og under forudsætning af udbygningmed naturgasfyrede elværker, vurderes CO2-emissionen fra energisektorennu at kunne reduceres med knap 23° o

frem til år 2005 i forhold til 1988-niveauet, se også side 75.Initiativerne vil endvidere reducere enrække andre miljøskadelige udledninger fra forbruget af fossile brændsler.

Fig. 2.48 viser Danmarks brutto-

Danmarks bruttoenergiforbrug

p31000

800

600

400

200

01900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990

Kilde: Danmarks statistik, Danmarks energiforsyning 1900-1958 og 1948-1965, St. U. nr. 2 og nr. 20, 1959 og1967, samt andet materiale i Danmarks Statistik.

Ill

Det klùnakorrigerede bruttoenergiforbrug fordelt på brændsier

3OO~~~kokL~

Vedvarende energi01975 1977 1979 1981 1983 1985 1987 1989 1991

Kilde: Energistyrelsen, Energistatiscik 1992, 1993.

Fig. 2.49

energiforbrug, målt i PJ, regnet fra år1900 frem til begyndelsen af 1990’erne.

Det årlige forbrug ligger i dag på Ca.800 PJ(l PJ 10 Joule).Skønsmæssigt kan man sætte:I PJ 25.000 ton olie eller 40.000 tonkul.På fig. 2.49 er vist energiforbrugetsfordeling på de forskellige energiformer, regnet fra 1975 og frem til 1992.

Naturgassen udgjorde i 1994 Ca.l40o af forbruget, og den vedvarendeenergi Ca. 80o.

Sej øvrigt afsnit 4 (side 143), her erder på kortfattet form gjort rede forvisse typer vedvarende energianlæg.

Lydteori

for f 20 kHz:

3.1 Fysiske grundbegreber ren. I feks. jern er lydhastigheden Ca.Et Iydindtryk opstår, når en lydgiver, 5000 m 5.

feks. en stemmegaffel, sætter luften i Når lydgiverens frekvens f angives isvingninger, herved opstår der fortæt- ~k (Hz), og bølgelængden X (dvs. afninger og fortyndinger dvs. trykpulsa- standen mellem to på hinanden følgentioner omkring en middelværdi (det de fortætninger eller to på hinandenstatiske lufttryk pb.). Se fig. 3.1. side følgende fortyndinger) angives i114. kan udbredelseshastigheden findes

Disse trykpulsationer (trykbølger) ved hjælp af følgende udtryk:udbreder sig med en vis hastighed fra mlydgiveren. Bemærk, at det ikke er de v X fenkelte luftmolekyler, der bevæger sigmed trykbølgen. Luftmolekylerne vil, Det mennskelige øre kan groft sagtpå grund af luftens elastiske egenska- opfatte frekvenser mellem 20 ogber, svinge frem og tilbage om en lige- 20.000 Hz (20kHz), de hertil svarendevægtsstilling. Lydforplantningen er bolgelængder bliver da:ledsaget af en energitransport (kinetiskenergi i de svingende luftmolekyler). For f 20 Hz:

Sålænge lyden varer modtager øret 342trykpulsationerne og dermed energi- X 20 17 men: denne energi aktiverer ørets funk

. oglion.

Lydsvingningernes udbredelseshastighed v afhænger af mange ting, bla. 342hvilket medie der er tale om (luft - X 20000 0,017 mvand fast stof). For atmosfærisk luftvil udbredelseshastigheden tilnærmet Hvis lydsvingningerne foregar med énkunne finde af: bestemt frekvens, taler man om en ren

tone. Når der sammen med den renev 20 ~JT tone, den såkaldte grundtone, udsen

des toner med frekvenser, der er helehvor T er luftens temperatur i Kel- multipla af den rene tones frekvens,vingrader. Ved 20 C bliver: kaldes disse overtoner. Frekvensen af

første overtone er 2 gange grundtofl•)v 20 342 nens frekvens osv.

Frekvensbåndet mellem to på hinanI vand er lydens hastighed omkring den følgende overtoner kaldes en ok1500 m s, lidt afhængig aftemperatu- tav.

113

Fig. 3.1

tryk

—

barometerstanci (PD)

Inden for musik opererer man med 8særligt udvalgte toner i hver oktav.Den såkaldte kammertone (a-tone) harfrekvensen 440 Hz.

De lydtryksvariationer, der opstårved lydens udbredelse, har en maksimal værdi Ap,~ og en effektiv værdiAp. Sammenhængen mellem dissetryk er givet ved følgende:

~Prna’t\p,=

se igen fig. 3.1.Lydtryksvariationerne, der opstår i

praksis er meget små, og ligger i intervallet:Tærskelværdi:

NAp 210

Smertegrænse:N

Ap 210 m

Lydtrykket Ap 2N

10 p,ved

frekvens f 1000 Hz er det svagestelydtryk det menneskelige øre kan opfatte.

Lvde/fekt og ivdintensitetSom omtalt i det foregående er det enenergitransport, der finder sted, når enlydbølge udbredes.

Ved lydudbredelse fra en punktfor.mig lydgiver i et frit rumeligt felt bliver lydintensiteten 1, der defineressom lydeffekten pr. fladeenhed ligmed:

I’ P wattI A 4itr- m2

I dette udtryk er P lig lydgiverenseffekt målt i watt se fig. 3.2.

Fig. 3.2lydud

114

Det fremgår af det foranståendesamt af skitsen, at lydintensiteten varierer med kvadratet på afstand fra lydgiveren. Bliver afstanden dobbelt såstor, falder intensiteten altså til af denoprindelige værdi.

Det kan vises, at sammenhængenmellem lydintensitet og lydtryk kanudtrykkes ved følgende ligning:

I ~Pc [wattp v I. m2

Her er p lig luftens massefylde målt ikg m , og c er lydens udbredelseshastighed i m s.

Ved sammensætning af de to udtrykfor lydintensitet f~r man:

Heraf fremgår det, at lydtrykket ~varierer med afstanden r i førstepotens, dvs, at en fordobling afafstanden giver en halvering af lydtrykket.

Det her anførte er under den forudsætning, at der ikke er forhindringer idet betragtede lydfelt (ingen reflektioner), da dette vil bevirke en uensartetudbredelse af lydenergien.

Den frie rumlige lydudbredelse forekommer sjældent i praksis; men sommodel er den bekvem at arbejde med.

De lydintensiteter, malt i watt msom svarer til de lydtryksgrænser, derer anført på side 114, kan nu beregnes.Ved 20 C er lydens hastighed v 342m s, og luftens massefylde p 1,19kg m , dette giver ved:

/ NtAPe 2 lO2~j.

(2 102)2 wattm

Forholdet mellem smertegrænse ogtærskelværdi bliver for henholdsvislydtryk og lydintensitet følgende:

2~ 102~l0 bog10

1fl410

Altså nogle meget store tal. Dette erikke hensigtsmæssigt ved praktiskemålinger, hvorfor man har indført enlogaritmisk skala, hvor lydintensitetsniveauet eller Iydtryksniveauet L, i detfølgende blot benævnt lydniveauet,angives i decibel (dB)

L 10 log 10 [dB] eller da I

L 2olog 2~lO [dB}

Bemærk, at man ogsa her gar ud fratærskelværdien som referenceværdi.

Lydniveauet ved smertegrænsen bliverda:

102L lObog 1~E=l40dB

Niveauet kan naturligvis også udregnes ved hjælp af lydtrykket:

2 10L 2Obog 2•bO 140dB

(2 105)2 wattl=ll9.342~l0~~~

Smertegrænsen:

Ape P—py 4Kr- r ‘4 4K

/xpcP.c

Tærskelværdien:

I Nj~Pe 2 l0~ m2

115

Fig. 3.3På fig. 3.3 er vist sammenhørendeværdier for lydtryk og lydniveau, endvidere er vist lydniveauer for nogleforskellige stojkilder.

OpgaveEn tryklufihammer med en effekt på P

I watt, forudsættes at udsende lyd-energi i et frit rumligt felt. Beregn lydintensiteten og lydtrykket i afstandenI m fra hammeren. Beregn endviderelydniveauet i dB, og sammenlign resultatet med fig. 3.3.

På fig. 3.4 forestiller A en lydgiver,der udsender lydenergi i et frit rumligtfelt. Hvis lydtrykket i afstanden r fralydgiveren antages at være f.eks. tip2 10’ N m2, vil lydtrykket i afstanden2r være tip 10 N m ,og i afstanden4r vil tip 0,5 10 N m-, idet lyd-trykket som tidligere omtalt varierermed afstanden i I ste potens.

Lydniveauerne bliver da med tip2 ~ N m- som referenceværdi:

2~ 10L, 2Olog 2•1O 80dB

10L 201og2.10.,

0,5 10L4 20 log 2 10~

140 dBs4-n—rs.

130

P120

.90

-Bo_

::~-50

‘.20

10

0 H*,ttank$

Med andre ord falder lydniveauet 6 dBved en fordobling af afstanden fra lyd-

Nim pPa102 ioooooooo

10 10000000-

10 1000000-

10 100000-

10 10000-

10 1000.

10 100.

210~ 20-

74dB

= 68 dB

kilden.

OpgaveBeregn Iydniveauet, målt i dB, i afstanden 3r fra lydgiveren A på fig. 3.4.

Fig. 3.4

IB

116

Fig. 3.5

Beregn endvidere lydintensiteten Iiafstanden r, 2r, 3r og 4r fra lydgiveren.Referenceværdi I 10 2 watt m

Foreligger der to lige kraflige lydkilder, må man, for at finde det resulterende lydniveau i dB, beregne denresulterende lydintensitet I, idet manumiddelbart kan addere intensitetermålt i watt m2. Følgende eksempel vilillustrere dette.

På fig. 3.5 er vist to lydgivere A og B,der hver for sig i punktet C måles tilfeks. 80 dB. Lydintensiteten I kan nufindes ud fra:

80 lOlog 10

Fig. 3.6

-)

I l04wattmDen samlede lydintensitet bliver da:I 210 wattm-,og det dertil svarende lydniveau kannu beregnes til

2 l0~L lOlog 10.12 =83dB

Dvs, en forøgelse på 3 dB.

Fordoblede man afstanden mellemde to lydgivere, ville lydniveauet faldetil: L 74dB for både A og B. Gentages beregningen fra før får vi:

I74 l0logj~T ~

I 10~ watt m2,ogI 2 10 46 watt/m2, der omregnet tillydniveau giver:

2 10”’L lOlog 10.12 =77dB

Altså stadigvæk en forøgelse på 3 dB

På fig. 3.6 er vist en kurve, der kananvendes ved addition af dB værdier.Er f.eks. L, målt til 85 dR og L1, til 80dR, bliver differencen L, L 5 dR.

(LA—LB)dB10 IS

117

Fig. 3.7

z~L kan nu aflæses til 1,2 dB, denneværdi skal adderes til niveauet fra denlydgiver med det højeste niveau; delsamlede lydniveau bliver da:L~ 85 + 1,2 86,2 dR

OpgaveBeregn det samlede lydniveau fra trelige store lydgivere på hver 85 dR.

Ligesom man kan addere lydinlensiteler, når man ønsker at finde del resulterende lydniveau, kan man subtraherelydintensiteter, hvis man f.eks. ønskerat angive støjniveauet fra en maskineuden samtidig al måle eventuel baggrundssløj.

EksempelSom det fremgår af fig. 3.7, målesmaskin- og baggrundsstøj til LM 95dB. Ved at sloppe den støjende maskine kan baggrundsstøjen måles alene lilL~ 90 dR. De hertil svarende lydintensiteter bliver:

I ~,

95 IOlog~r2=~

1MB 10 waltm

= I 0~ watt/m’

Ved subtraklion findes maskinens lydintensitel til:

I. (10 10 )wattm,

herudfra kan maskinens lydniveauberegnes til:

10 10L~, lOlog ~

Også subtraktion af dB værdier kanudføres grafisk, delte er visl pa fig.3.8 på side 119 øverst.

Med tallene fra det foregående eksempel bliver:

L L14—5dB

hvilket ifølge figuren giver en korrektion på zSL — 1,7 dB. Denne korreklionsublraheres fra lotalniveauet, hervedfås:

L~, 95 1,7 93,3 dR

støjendemaskine baggrundsstej

LM.B 95dB

L9 90dB

og

målepunkt

90=I0logy~52 =~

93.3 dB

118

Fig. 3.8

L~

Såfremt forskellen mellem L~, ~og L~er på [0 dR og derover, bliver AL sålille, at man uden at begå nogen væsentlig fejl kan se bort fra baggrundsstøjen.

Er ~ og LB mindre end 3 dR,betyder dette, at støjniveauet fra maskinen er mindre end baggrundsstøjen, i dette tilfælde er korrektionenbehæftet med stor usikkerhed, hvilketer grunden til, at kurven er stiplet veddifferencer under 3 dR.

OpgaveI et værksted er »støjkilde~ og baggrundsstøj målt til 92 dR.

Find støjniveauet fra støjkilden.

3.2 LydopfattelseDet menneskelige øre komplicererproblemerne omkring fastlæggelse afen skala for hørestyrke, idet øretsfølsomhed varierer med frekvensen oggør det på forskellig måde afhængig aflydtrykkets størrelse.

Det hørbare område for mennskerstrækker sig fra 20 Hz-20 kHz, og forpersoner i aldersklassen 18-20 år mednormal hørelse er en ren tone netophørbar, hvis den har et lydtryk, der

varierer med frekvensen som vist påden nederste, stiplede kurve på figur3.9 side 120 øverst.

Man har i tidens løb gennemført meget omfattende undersøgelser med etstort antal personer med henblik på atbestemme ørets følsomhed over forrene toner. Resultaterne af disse undersøgelser fremgår af figur 3.9.

Forsøgspersonerne skulle udtale sigom, hvor højt tonerne lød, altså ensubjektiv vurdering.

Kurverne benævnes (i phon) efterden dB-værdi, de har ved I kHz, ogdet ses eksempelvis, at en tone ved200 Hz og niveauet 50 dR høres medsamme styrke som en tone ved 4 kHzpå 43 dR eller 20 Hz på 95 dB. I alletre tilfælde er hørestyrken 50 phon,idet kurven skærer I kHz-linien ved50 dR.

Bemærk, at lydniveauet for høre-tærsklen varierer betydeligt med frekvensen, dette er i mindre grad til-fældet ved smertegrænsen. Kurverne påfig. 3.9 benævnes isofoner.

For en ren tone med en given frekvens bestemmes hørestyrken ud fraisofonerne, når lydintensiteten ellerdet effektive lydtryk er kendt.

S 6 7 B 9 10 (LM.o—Lo)dB

[19

I ‘1p.w/m2 Nim2102 2.102

100 210’

102 210

10 • 210

106 210

108 2-10

10’ 210~

1012 210

OpgaveFind ved lydintensiteten I 10watt m2 og frekvensen f 60 Hz hørestyrken i phon.

På fig. 3.10 er vist de menneskeligehøregrænser, endvidere er vist taleområdet og musikområdet.

Fig. 3.10

IS ..t 20.. 8~I

fl-.

3.3 Lydmålinger i praksisEn lydmåler er i princippet et måleinstrument, der er beregnet til at reagerepå lydindtryk på samme måde somdet, der svarer til den subjektive opfattelse hos det menneskelige øre.

I lydmaleren bliver lydtrykket via enmikrofon omsat til et elektrisk signal,dette signal bliver så forstærket og kanbehandles på forskellig vis.

ønsket om at det med lydmålerenmålte lydtryk umiddelbart skal kunnesammenlignes med horestyrken, harmedført, at de fleste lydmålere er forsynet med et filternetværk, hvis dæmpning som funktion af frekvensen forløber på samme made som en »gennemsnitshørekurve< i det styrkeområde, hvor lyden er beliggende.

Figur 3.11 på side 121 viser følsomhedskarakteristikker for en lydtryksmåler med forskellige filtre indkoblet.Internationale normer, der omhandlerinstrumenter til støjmåling, forlanger

de

Ot

‘I

‘‘‘‘I

Fig. 3.9

II

_wI~ 4• — *e —at i,..,, ‘ . , . I,

Frdcw,.

120

0

c

I

0

ø

Fig. 3.11

disse folsomhedskarakteristikker overholdt. Oprindelig var tanken med disse filtre at hørestyrken i området 30-60 phon skulle måles med filter A, 60-90 phon med filter B og hørestyrkenover 90 phon med filter C. Kurverneer imidlertid fastlagt på et tidspunkt,hvor horestyrkekurvernes forløb ikkevar kendt i detaljer, og de afviger derfor noget fra kurverne pa fig. 3.9. Dfilteret er på et senere tidspunkt indført til måling af flystoj, og dette filtervil måske vise sig generelt at være denbedste tilnærmelse til det menneskelige øres karakteristik, idet D-filteretnetop fremhæver de frekvenser ved 4kHz, hvor det menneskelige øre ersærlig lydfolsomt.

A-filteret er i øjeblikket over det

meste af verden normeret til brug vedde fleste former for støjmåling, bådeintern og ekstern.

Af det foranstående fremgår, at detikke er korrekt at betegne en målingforetaget med lydtryksmåler somhørestyrken i phon. Den korrekte betegnelse er lydniveau A, B, C eller Dafhængig af det anvendte filternetværk.

På fig. 3.12 er vist lydniveauet fratrafikstøj, målt i dB (A), over en tids-periode på 4 minutter.

Figur 3.13 på side 122 viser en integrerende præcisionslydmåler, type2231 fra firmaet Brüel og Kjær.

De fleste lyde varierer i niveau, således som det også fremgår af fig. 3.12.For at måle lyden korrekt må vi målevariationerne så nøjagtig som muligt.Varierer lydtrykket for hurtigt, er detumuligt for et viserinstrument at få enentydig aflæsning. Af denne grund harman indført to standardiserede tidskonstanter, nemlig FAST (hurtig) ogSLOW (langsom).

FAST har en tidskonstant på 125 ms,og SLOW har en tidskonstant på Is.Mange moderne lydmålere har digitaltdisplay. som let kan klare problemernemed varierende visning. Valget af den

CflOooDDDflDOOOCDDQDOUC~UDCOOOCDDOCDDOODDOOQDD000OD0Iù& S Kjer Inid b K1e

~

E Tralikstej bymidte t--r .. (sek$zz—4C

.c ‘—ø—.

Fig. 3.12

y;L172 I

‘0 2 i IC’ 2 ~ IC’ 2 6 10IMoniflQ.kufl’e’flø •. •~ c ° Fi.I,v.ns Hz

121

Fig. 3.13 en skriveenhed, og i det følgende ervist resultatet fra en lydmåling foretaget over en tidsperiode på ca. 6 min.

B&K SLM type 2231Set-Vp: EF.A.MAXP 93.7 dBMAXL 75.4 dBMINL 30.6dBSEL 83.6 dRLEQ 57.9 dR

RF.A. står for FRONTAL-FAST Avejet. MAXP er PEAK eller spidsværdien, og MAXL MINL indikerer største henholdsvis mindste værdi af lyd-niveauet.

aktuelle tidskonstant træffes da ud fraden standard, der gælder i den pågældende målesituation.

Ved kortvarig støj, impulsstøj, erhverken FAST eller SLOW instillingen hurtig nok til at give målinger, dersvarer til det menneskelige øres opfattelse af lyden.

Derfor er moderne lydmålere forsynet med et særligt kredsløb til målingafspidsværdien (PEAK-værdien) uafhængigt af lydens varighed.

En impulslyd kunne feks. være ethammerslag. Fig. 3.14 viser et eksempel på en impulsstøj.

Lydmåleren, fig. 3.13, kan tilsluttes

Som vi skal komme ind på senere,vil mulige høreskader afbænge afbåde lydniveauet og tiden, altså aflydenergien. En integrerende lydmålerer i stand til at udregne det ækvivalente kontinuerte lydniveau (Leq), somhar sammen energiindhold som detvarierende lydtryk og derfor giver samme risiko for høreskader.

Leq vil for den ovenfor viste målingvære 57,9 dR.

SEL (Sound Exposure Level), ellerlydeksponeringsnivearet, er defineretsom det lydniveau med en varighed påI sekund, som har samme energiind

Fig. 3.14

4B ~A

i L

TID

122

Fig. 3.15

hold som hele det oprindelige lydsignal.

SEL-målinger anvendes til at beskrive støjen i enkelthændelser, eksempelvis en forbikørende bil.

Da man ved SEL-målinger går udfra samme tid, kan energiindholdet fraforskellige hændelser umiddelbartsammenlignes.

Fig. 3.15 viser et varierende lydniveau samt den dertil svarende Leqværdi.

FrekvensanalvseOfte har man brug for et mere detaljeret billede af støjen end det, der frem-

Fig. 3.16

..!

går af den foregående lydmåling. I såtilfælde kan man fortage en frekvens-analyse. Dette foregår ved, at man successivt indskyder en række båndfiltreaf I I eller 13 oktavs bredde i lydtryksmålerens elektriske kredsløb,hvormed kun de lydtryk, der er indenfor det tilkoblede filters frekvensområde, bliver målt. Midterfrekvensernefor I I oktav båndfiltrene er internationalt standardiseret til 31,5 63 125

250 500 1000 2000 40008000 og 16000 Hz. Se fig. 3.16.

Også ved frekvensanalyse er det vigtigt at kende både lydniveauet og deenkelte frekvensbånd og ørets reaktion

lt~rrllyd

Ofl000000000Q000000000000000000000UBIA) 8.o.ltKjei

0 i Od W.ft.itW)

-0~~I I

t25

111v udh ‘i

4---i

over for de forskellige frekvenser.90dB og 250 Hz generer eller skaderikke nær så meget som 90 dB ved 2kHz. Dette er allerede kommet til udtryk i de førnævnte A, B, C og D kurver, og i forbindelse med en frekvens-analyse anvendes en lignende, men ikke identisk afvejning. Man anvenderde såkaldte NR-kurver (noise rating).der er indtegnet i det på fig. 3.17 vistediagram, som anvendes på følgendemåde:

I niveauerne måles (uvejet) og tegnes ind på hvert oktavbånd.

2 det punkt i diagrammet, der træffer den højst beliggende NR-kurve, repræsenterer den største »støjsynder« i systemet.

NR—kurver Fig. 3.17

3 nummeret på den pågældendeNR-kurve angiver støjens NR-værdi.

Man kan ikke direkte sammenligne endB(A)-værdi med en NR-værdi. NR-værdierne ligger 5-lO dB under dB(A)-værdierne. NR-kurverne benyttes inden for f.eks. ventilationsbranchen.

OpgaveVed en frekvensanalyse udført på enventilator, er de i tabellen anførte værdier målt.

Find den største NR-værdi.

Hz dR31,5 96

1000200040008000

Med lydmåleren, fig. 3.13 på side 122,er det også muligt at foretage en frekvensanalyse, resultatet af en sådananalyse er vist nedenstående.

B&K SLM type 2231FFA I 1 Variable IFREQ LEQ MAXL MAXP(Hz) (dR) (dB) (dB)63 28.3 31.5 37.1125 45.5 51.3 58.8250 33.3 35.0 42.3500 47.4 49.6 58.81K 47.4 49.5 59.32K 47.6 48.8 60.34K 53.5 60.1 76.4W 63.5 66.2 81.5

dB

63125250500

9090407040822560

31663 125 260 500 1k 2k 4

Hz

124

Ved lydmåling i praksis, f.eks. i fabrikker bygninger osv., vil måleforholdene langt fra svare til dem, der erbeskrevet tidligere (i afsnit 3.1); hergik vi som model ud fra et frit rumligtfelt, i hvilket lydtryksniveauet faldt 6dB ved en fordobling af afstanden.

På fig. 3.18 er vist hvorledes lydniveauet kan variere som funktion afafstanden, fra f.eks. en støjende maskine i et værksted (intern støj).

Målinger foretaget i en støjkildesnærfelt bør om muligt undgås, idetlydniveauet i dette felt varierer uforholdsmæssigt meget ved en lille ændring afmålepositionen.

Ligeledes bør det undgås at foretagemålinger i forholdsvis stor afstand frastøjkilden, da niveauet her vil væredomineret af de lydbølger, der reflekteres fra vægge og andre genstande irummet. Dette område kaldes det diffuse felt eller fjernfeltet.

Hvis der mellem nærfelt og diffustfelt findes et område, hvor lydniveau-

Fig. 3.18Fig. 3.18

et falder Ca. 6 dR ved en fordobling afafstanden (det såkaldte frifelt), skalmålingerne foretages i dette område.

Internationale standarder beskrivernærmere, hvorledes sådanne lydmåunger skal foretages.

Det er vigtigt, når der udføres støj-målinger, at der over måleresultaterneangives alle de forhold, som har betydning for vurderingen af måleværdierne. Endvidere bør det også være muligt ud fra de angivne oplysninger atgentage målingen under eksakt samme forhold. Alle oplysninger samles ien målerapport, og nedenfor er anførten række punkter, en sådan målerapport kan indeholde.

1. Tegn en skitse af måleobjekt ogomgivelser.

2. Anfør måleposition(er) i forholdtil lydkilden.

3. Anfør typen af støj (Eks. konstantel. impulsagtig).

4. Angiv måleresultaterne.

forøgelsep.g.a.reflektion

niveau vedudbredelse i

frit felt

21,

125

5. Korrigér om nødvendigt for baggrundsstøj.

6. Beskriv lokaleforhold såsom størrelse, materialer på de forskelligeflader (gulv, vægge og loft).

7. Beskriv støjkilden f.eks. maskintype, størrelse, omdrejningshastighed, belastning, emnemateriale,godstykkelse m.m.

8. Arbejdsforhold: Antal og placering af mennesker, fundament,vibrationsdæmpende foranstaltninger (f.eks. maskinsko) mm.

9. Notér typen af de anvendte instrumenter, filtre, korrektionsfiltre,m.m.

10. Anfør dato og klokkeslet for målingen.

I I. Notér navn på den person, der udfører målingen.

Ovenfor anførte eksempel på hvad enmålerapport kan indeholde, vil værevelegnet til brug ved målinger (frekvensanalyser) på feks støjende maskiner.

3.4 Stojens skadevirkningerStøj, der kan defineres som uønsketlyd, er en del af vores daglige tilværelse f.eks. på vore arbejdspladser, hvadenten det nu er et maskinværksted eller et kontor. Støjen lyden kan væreuhyre kompliceret sammensat og ligeledes variere i intensitet over arbejdsdagen.

Også i det eksterne miljø udsættes vifor stojpåvirkning fra omgivelserne, eteksempel herpå kan være trafikstøj.

Støjen udgør en risiko for mennesker på flere måder. Det er velkendt, atlangtidspåvirkning af kraftig støj nedsætter hørelsen; men også støjpåvirk

ning, der ikke direkte nedsætter hørelsen, påvirker organismen. Kroppensreaktion herpå kan vise sig på mangeforskellige måder, heraf kan nævnes:

I. Stress fænomener, forhøjet bl~i~km.m.

2. Søvnbesvær3. Nedsat indlærings- og arbejdsevne.

Det er meget vanskeligt at måle, i hvilket omfang støj, der ikke direkte giverhøreskader, påvirker mennesker. Deter feks. ikke ligegyldigt, hvorfra støjen kommer; her spiller psykologiskefaktorer også ind (nabostøj virker oftemere irriterende end den støj, manselv frembringer).

Utroligt mange mennesker i denindustrialiserede verden er udsat foruacceptabel støj i deres hjem, væsentligst fra trafikken. Så også pa dettefelt, ligesom inden for vand- og luftforurening, eren kraftig indsats påkrævet.

Hvad angår den støj, der kan givedirekte høreskader, har vi mulighedfor at måle skadevirkningen.

Man ved bla. at:

Vedvarende støj over 80 dB(A) indebærer risiko for høreskader.Støjbelastning over 85dB(A) i arbejdstiden i 10 år giver 3% en alvorlig høre-skade. Ved 90 dB(A) er risikoen stegettil 10%.Kraftig støj, hvis spidsværdi (PEAK)overstiger 130-140 dB(A), kan skadehørelsen selv ved ganske få kortvarigepåvirkninger.

Se i øvrigt Arbejdstilsynets meddelelser, hvor tilladt støjniveau er anført.

Støj har ogsa indvirkning på det so

126

ciale samvær mellem mennesker, forstået på den måde, at normal samtalekan være besværlig allerede ved etstojniveau på omkring 65-70 dR.

Ud over den direkte hørebeskadigende virkning kan kraftig støj give anledning til, at der på en arbejdspladsfremkommer flere fejl ved manuellearbejdsprocesser, ligesom det er nærliggende at antage, at et højt støjniveauvil påvirke agtpågivenheden i uheldigretning og dermed medføre flere arbejdsulykker. Et højt støjniveau påvirker ligeledes præcisionen ved arbejdets udførelse, og opmærksomhedenover for uventede begivenheder nedsættes, hvilket kan have store økonomiske tab til følge i den moderne industri.

Det skal bemærkes, at opståede høreskader er kroniske. Dette skal forstås på den måde, at nedsat høreevneikke kan genoprettes.

Støjens skadevirkning afhænger somtidligere omtalt af både niveau og tidog kan derfor udtrykkes ved det ækvivalente kontinuerte støjniveau Leq.

Regnet fra januar 1995, er den maxi-

male støjbelastning sat til 85 dB(A)over en 8 timers arbejdsdag, altså forstået som ækvivalent kontinuert støj-niveau. Da støjbelastning er niveau xtid vil:

85 dB(A) i 8 timer88 dR(A) i 4 timer91 dB(A) i 2 timer94 dB(A) i I time

frembyde samme risiko for høreskader.

Leq-værdien kan måles ved hjælp afen integrerende støjmåler, se fig. 3.13på side 122, eller ved hjælp af et støjdosimeter, som er specielt udviklet tilat måle de varierende støjpåvirkninger, som en person, i feks. industrien,kan udsættes for.

På fig. 3.19, er vist et bærbart støjdosimeter fra firmaet Brilel og Kjær.

Anvendelsen af et støjdosimeter kræver nogen tilvænning, idet personen,som bærer dosimeteret. skal være opmærksom på ikke at tilføje nogle støj-impulser, som intet har med arbejdsprocessen at gøre.

Fig. 3.19

Stojdosimeter Type 4428Støjdosimeter Type 4428 betyder en bekvem og nøjagtigmetode til at g et mål for horeskaderisikoen. Dosimetret erjusteret således at udlæsningen viser den målte stojdosissom procent af tilladelig dags-dosis. 100% svarer til etgennemsnitligt stojniveau (L~.~) på 85 dB(A) for en 8-timersarbejdsdag i overensstemmelse med Arbejdstilsynets krav.Type 4428 kan modificeres ill andre grænseværdier.

Stojdosimeter Type 4428

3.5 HøreundersøgelserFor at kunne foretage præcise høreundersogelser og dermed en vurdering afeventuelle støjskader, anvender manofte audiometerudstyr.

Et audiometer kan frembringe tonermed forskellige frekvenser, eksempelvis fra 250 Hz til 8 kHz.

Målingerne foretages ved, at denpågældende person, via høretelefoner,er i forbindelse med audiometeret, sefig. 3.20.

For en normalt hørende person svarer udgangsniveauet til 0 dB, og skalniveauet hæves til feks. 20 dB for atkunne opfattes, foreligger der et høre-tab på 20 dB ved den pågældende frekvens.

Resultaterne fra høreundersøgelsenindtegnes i et audiogram. På fig. 3.21er vist et audiogram fra en person med

Fig. 3.20

normal hørelse, medens fig. 3.22 viseret audiogram, der illustrerer tidlige

tegn på støjskade, altså begyndendehøretab. Dette viser sig som oftes kraf.tigst ved Ca. 4 kHz, og breder sig s~senere til begge sider.

Når man vurderer støjskader, måman være opmærksom på, at menneskets horeevne svækkes med alderen,også selv om den pågældende ikke harværet udsat for skadelig støj. I 50 årsalderen andrager høretabet omkring20 dR ved 4 kHz, medens der ved 70års alderen kan være et høretab på heltop til 40db ved 4 kHz.

Fig. 3.21

H.t.tdD

de

aJ

20

:::::zr40

Fig. 3.22

de

250 5æ 1000 2000 4000 i000

Frflnm IH,

b,

b,”,~o—.__.____S —

en — — — — - — - — —

-~

—

-

s

80

250 daj 5000 2~ d~ 0000

F,ün,n Mii

128

LP o

i;

i~

0(0

CM

(0 ~ —<

(D~ ~~~‘s G~5

=-1—~(bD

-.9- ~ I

i

HIHIIIIIIIHI1111.11 iuinmiiIIHhIIIIiiiIiJ[____

—

i,

—,

-~.‘ —

, I

~--~/-

•

‘% .%%

§

OCM.~• ~ (0~ (bt,J ••,,~ CMC=t.J

CM Z ~ 0 CM

CM ~ —‘=• (b z

z~° ~c(0Z~ Ø•<0- (b ~z 3 CMCM Z (b —0(b 0~CM

0°

Z CD ~Q= -I (b (b

3g ~. ~:~-~ —

g

I

az

“3

cx

‘9

I“~ i.”fl ~‘~!i

g0 I’ -~w!3 p~

it i t t~~

! xl

Eksempel pa arbejdsbetinget IwretabPå fig. 3.23 på foregående side viser etaudiogram for en 40-årig mand, der i20 år har været beskæftiget på sammearbejdsplads. Nederst på figuren er derlagt et kontrolkort over audiogrammet,og heraf fremgår det, at høretabet eruacceptabelt. Manden har et middelsvært diskanttab.

For at undgå yderligere høretab måanvendelse af høreværn anbefales.

3.6 Lyddæmpning ogstøjbekæmpelseLyddæmpn ingNår en lydbølge rammer et fast stof,f.eks. en væg, er det kun en del aflyden, der går gennem væggen, transmitteres, resten tilbagekastes, reflekteres. Hvis den indfaldende lydeffekt erP og den transmitterede lydeffekt erP , se fig. 3.24, defineres lydreduktionstallet R som:

pR l0log~[dB]

Lydreduktionstallet afhænger af bla.væggens masse og stivhed, samt affrekvensen.

Reduktionen, som funktion af frekvensen, for et vægelement fra A SHaustrups fabrikker, Odense, er vistpå side 13 I. Målingerne er foretaget afJydsk Teknologisk Institut.

Lydabsorption forekommer, når lyden rammer et porøst stof, eksempelvis mineraluld. En del af den lydenergi, som absorberes, omdannes til varme inde i det porøse stof~ noget transmitteres, og en del af den samledelydenergi reflekteres.

Dette er illustreret på fig. 3.25.Et materiales evne til at absorbere

lydenergi udtrykkes ved absorptionskoefficienten cx:

I I,,cx

Koefficienten afhænger, foruden afmaterialet også af frekvensen.

På side 132 er vist en laboratoriemåling af absorptionskoefficienter for

det før omtalte vægelement. Målingerne er, som anført, foretaget på Lydteknisk Institut.

Støj frembragt af mange maskinerog arbejdsprocesser er ofte domineretaf høje frekvenser.

Undersøgelserne af det viste væg-element viser netop en god støjreduce

Fig. 3.24

-0-

PI

ip~

Fig. 3.25

lydinten- Indfaldende

sitet I

lydinten Reflekteret

sitet I~

Trammittere,

‘7—Is

130

Q JYDSK TEKNOLOGISK INSTITUT BYGGERIETS AKUSTISKE MALESTATION

~ Luftlydisolation MålflIsWn’. 1/STP 278Mersdli eow~ynd ,as I Laboratorium MIWdsto 870909 —

e~ kims C I I ~s’ OBPTil. (06) 142400 I

I ~“““~ 6~0—47814—9~ PLM Koustrup I~””’ Laboratoriet

NnbyveJ 20 I Mar..Ii. Boul.vord 1355100 Od.nn C 8000 Aorhue C

sam. I Pl.v4&aålQ I117.7 m~ I 4.22m*2.60m Rw 36 dR

asageis. IM&olan I la.lab 36 dR§4~Ø3 I Roterende Rn, = 33.6 dB

IabWJ Lydab.orb.r.nde vægelement.

M~dukiiassøI. II

(Provoomnota konetruktion og montage i laboratoriet Fremgoor af bilag 2—4)

dlICO

10

le

70

60

40

30

20

0

—

...~2.0~ ~

4

::~;;~:::::::::::

FiekvensHZ

100

las

ISO

200

260

315

400

500

630

GOD1000

12501600

2000

2600

3160

Rde

24.020. 421.222. 124.728.029. 031.234.738. 340. I42.743. 444.445.947. 5

125 250 500 1000 2000 (Hz)F,.knns

R.ppo.I . LE 547/97 STP 100/93

b Lycs!eknls .~.. ~.. .......

Kui,eblad • I ejd. 5 at 6Måledelo • Ifl7-~—I9k ~ &flMSr8S I.hmg.

~ flYI~ M84 g. y~. • 245 .3

Institut T.I.Ia,O2.83,2,I P~.nI.iI • 10.1 .2

R.eoe,IIea. 240 .2M~,oIonet • 5 po.ttlen.rL Laboratoriemåling at absorptionskoeftjcjent Målemetode: DS/ISO 354-1986

Fteknnp0I

Hz

too 0.26125 0.26ISO 0.32200 0.57250 0.74315 0.9t400 0.95500 0.94830 0.94800 0. 93

1000 0.941250 0.04‘800 0.912000 0. 912500 0.993150 0.91dooo 0.965000 0.09

Absorptionskoeffjcjent pt. 1/3 oktav for P124 Haustru~ væg— ogtagelementer.

Bemærkning: Elementerne var udlagt på et gulv i én sanhjnenhæn—gende flade med arealet 2.40 m x 4,20 m.

~ mm stålplade, perforeret meden huller, c/., 4 tue,

perforationsgrad 22,6%

50 mm Rockwool A—Pladebattg 20(vægtfylde Ca. 100 kg/m)

Tape 1,5 en stålplade

flfl flle 1050..

Lodret snit.Målestok 1:10.

Diliusors,. 20 .tk. IC — tyld*e ocrylplader o 0.00 — i.20 ti.

MaIe,IsIeb.sk,jv&,. 09 målob~Iin9el,., ibides i ‘sppo,Ien.

Rekvi,enl. A/S Hcu.trup. Fabrikker 5500 Qden.e

‘iw FiPM~ the’ h....N.4.I e..ee. I — ‘tie.. I

AbsØtpjIe,wIsjlfr,g vedI’S oktav Iys.t.d al~

MduoionhII.,. 113 oklsv

fl.k,.ns

mm X 50 mm IC 2 mmRIIS profil

15 en ‘C 4,9 Norton

rPVC skumliste type V560

rende effekt ved de høje frekvenser,idet både lydreduktionstallene og absorptionskoefficienterne vokser medfrekvensen.

et rum med mange lydabsorberende elementer falder lydniveauet medafstanden fra støjkilden. Hvis rummeter hårdt, dvs, mangler absorbenter, bliver lydniveauet højt overalt i rummet,se fig. 3.26 samt fig. 3.18 på side 125.

Stejbekæmpe/seBekæmpelse af støj på arbejdspladsenkan foregå på mange forskelligemåder, men bør naturligvis begyndeallerede, når man anskaffer nyt produktionsudstyr, det være sig alt fraskrivemaskiner til feks, støjende trykluftsværktøjer. I det følgende er vistnogle f~ eksempler på det højeste,acceptable støjniveau inden for nogleforskellige arbejds opholdsområder:

ProduktionsværkstedReparationsværkstedKantineKontrolrumKontorlokale

En prioriteringsrækkefølge ved støjbekæmpelse kunne være:

Fig. 3.26

I Reduktion af den af kilden frem-bragte støj.

2 Reduktion af den til modtagerentransmitterede støj.Anvendelse af personligetelsesmidler (høreværn).

3 beskyt

Med denne opdeling har man fået ennaturlig rækkefølge for de metoder,der bør tages i anvendelse ved støjbekæmpelse.

Stejredukrion ved kildenDette begynder som nævnt allerede iindkøbsfasen og kunne foregå ved etsamarbejde mellem indkøber, leverandør og sikkerhedsorganisation.

Det behøver ikke nødvendigvis atvære dyrere at anskaffe en mindrestøjende maskine til en bestemt produktionsproces. I mange tilfælde erdet kun små konstruktionsændringer,der skal til, for at få en endog kraftigreduktion af støjniveauet.

Et eksempel herpå er vist på fig. 3.27øverst næste side, hvor støjniveauet fraen stansemaskine er angivet før og efter

40 dB(A) montage af en plexiglasskærm.Maskiner, der kun sjældent kræver

manuel indgriben, eksempelvis entrykluftkompressor, kan med fordel

»hårdt rum»

stigende dæmpning

»frit felt»

75 dB(A)60 dB(A)50 dB(A)50 dB(A)

dlAb.ø.p~.ko.H.

00s0.I

0.2

04

‘5

05 i 7 5 •0 20—

133

lydisoleres ved indkapsling eller vedanbringelse i separate rum, hvorfra ‘yde ikke kan transmitteres til andre områder. Endvidere vil anvendelse af vibrationsdæmpere i forbindelse medmaskinopstillinger også kunne medvirke til at dæmpe støjniveauet.

På fig. 3.28 side 135 er vist et eksempel på støjbekæmpelse ved indkapsling. Kurve I angiver det frekvensafhængige støjniveau fra en fritstående maskine, medens kurve 2 angiver det ligeledes frekvensafhængigestøjniveau efter indkapsling i en tung,tæt kasse; maskinen er her blevet forsynet med vibrationsdæmpere. Kurve3 angiver støjniveauet, hvis man yderligere forer kassen med lydabsorberende mineraluld.

Dæmpningen er størst ved de højefrekvenser, ved 4 kHz således ca. 40dR

Også ved eksisterende maskiner,som man ikke har mulighed for at indkapsie, kan forskellige indgreb have

en støjdæmpende virkning. Slidtetandhjulsdrev kan f.eks. erstattes medkileremstræk eller udskiftes med tandhjul af kunststof. Slag og stød ved klo-koblinger og mellem stødstænger ogvippearme kan mindskes ved brug afelastiske mellemlæg, og ved en ændretform på kamskiver kan kraften i anslaget måske mindskes. Evt, kan stødstangsbetjente ventiler erstattes af hydraulisk betjente. Det er vigtigt at undgå vibrationer fra ubalance i roterendemakindele. Vibrationerne skal derforbegrænses til så lille en del afoverfladen som muligt ved brug afgummiophæng, gummimellemlæg osv, for komponenter, der ikke nødvendigvis skalvære i fast forbindelse med maskinen.Store flader kan med fordel perforeres, saledes at »højttalermembranvirkningen« mindskes, og vibrationsamplituden kan mindskes ved at øge stivhed og masse eller ved at pålægge etplastmateriale med stor indre dæmpning. Tykkelsen af en sådan belægning

retlekteretlyd

Fig. 3.27

0~~

lt~

c~

z -%

- — — Ind.n b..k

— —

90

)—_7 —

~° 77~ — ~ ==. 4— .— -~ Eli.i blIkytt•I,.

20 75 IbO 300 500 120075 ISO 300 500 1200 2400

2400 40004000 I0~

134

Fig. 3.28

-,n

50

—

63

~çs -~-

125 250 500 1000 2000 4000 Hz

skal være mindst to gange tykkelsen afden pladedel, der ønskes dæmpet, føren mærkbar virkning opnås.

Under stojbekæmpelse ved kildenskal også dæmpning af luftstøj fratrykluftværktøj og trykluftstyrede maskiner nævnes. Afgange fra trykluft-ventiler og -dyser kan med fordel udformes med flere små huller i stedetfor med et stort, og effektive udstromningslyddæmpere findes i stort udvalg, således at ingen behøver at affinde sig med den irriterende piften fratrykluftstyrede maskiner.

Endelig skal her også nævnes, at godvedligeholdelse og smøring er af væsentlig betydning for stojafgivelsen.

Bekæmpelse af den til modtagerentransmitterede støjHvis støjniveauet fra en maskine, elleren produktionsproces, trods de tidlige-

re nævnte indgreb stadigvæk for stort,er det muligt at forhindre støjen i atbrede sig, ikke ved direkte indkapsling, men ved ophængning af lyddæmpende elementer (skærme) rundtom maskinen samlebåndet ellerhvad der nu kan være tale om. Herkunne anvendes spånplader glasfilt blygummigardiner osv.

Skærmafdækning kan i bedste fald,bevirke en dæmpning på oa. 20 dB,dette kræver dog, at de begrænsningsflader, der rammes direkte af lyden,beklædes med en lydabsorbent, se fig.3.29 på side 136, der bedre end mangeord forklarer, hvordan stejdæmpningen kan gennemføres.

Som tidligere nævnt kan der ogsåopnås en vis dæmpning i fjernfeltet.Dette kan foregå ved opsætning af ahsorbenter på vægge og loft. Støjreduktionen kan dog højest blive, hvad der

2A3

100dB ~~--~-—~ç

~-\3.—çn çç\ç

135

Fig. 3.29 Kilde: Bilson Sverige

BERSOMGA~GENOMBYGONADSSTOMMENSdk reda på vad San vibrerar. isolerafundament.

ellerisolerabulleratslraren i en hw Id~dd ned ~udabsorberande matedal

DIREKT BULLERÖVERFbRINGSkärTna av eiler a~~Içilj maslci.men ilt, om9ivr~ngen

svarer til det frie felt, jævnfør fig. 3.26på side 133, det vil i praksis sigeomkring 5 dB, men erfaringerne viser,at den subjektive virkning er betydelig, selv om reduktionen i dB-værdiikke er påfaldende stor.

Personlig beskyttelse i’horeværn)Høreværn er ingen god løsning påstøjproblemer, men skal anvendes såfremt støjen ikke kan nedsættes påandre måder.

Det må anbefales at anvende høre-værn ved støjniveauer, der overstiger80 dB(A). Se i øvrigt Arbejdstilsynetsanvisninger.

Høreværn findes i to grundtyper,hvoraf der forekommer mange varianter.

I ørekopper, som dækker øret2 Ørepropper, som anbringes i øre-

gangen.

På følgende side er vist dæmpningsskemaer for ørekopper og orepropper.Materialet stammer fra firmaetBILSOM i Sverige.

Da høreværn i nogen grad isolererbrugeren fra omverdenen og vanskeliggør almindelig samtale, skal manvære ekstra opmærksom på ændredeydre forhold, såsom advarselssignalerog lignende.

En audiometerprøve kan være retningsgivende. når man skal vurdere,om det ville være hensigtsmæssigt aLindføre høreværn.

~

II.»

REFLEKtER~T BULLERrôsoilareftexionStidemarræd~udabsarberandeVägguoch tak. upphangda baftelsiwar etc.

On, del fanfarande bi*ar.fdrseatta berörda med ndrselslwdd

—i L1Ellerännu båtire. s~t1 peisonalenienannanfokalåndårbuilar&slras.

136

3.7 Støj ombord iDette knytter sigmaskinrum og deinstallationer.

Den mest dominerende stojkilde imaskinrummene, er luftlydstransmitteret støj fra dieselmotorerne.

En mærkbar dæmpning af støjen imaskinrummene. ville kræve at motorerne blev indkapslet, dette er nok ikke

realistisk. Mindre motor-generatoranlæg kan dog uden de helt store omkostninger indkapsles.

Også ved hjælp af absorption er detmuligt at opnå en mindre reduktion afstojniveauet.

Endelig kan støjbelastningen reduceres ved en forøget automatisering,således at kontrol og overvågning ividest muligt omfang foretages fralydisolerede kontrolrum.

Den voksende forståelse for de skadevirkninger støjen kan forårsage påmennesker, har medført, at der eropstillet regler for den stojpåvirkningman må udsættes for ombord på skibe,dog ikke som egentlige krav, snareresom anbefalinger.

øverst på side 138 er der på tabel-form angivet anbefalede værdier formaksimalt støjniveau i danske skibe.

De i tabellen angivne støjgrænsersvarer stort set til grænseværdierne internationalt anbefalet af IMO, International Maritime Organisation. Det mådog pointeres at disse vejledendegrænseværdier ikke giver nogen sikkerhed for at støjbelastningen af detenkelte besætningsmedlem ikke bliverstor, idet opholdstiderne i de forskellige områder kan variere.

I IMO’s regler er der udover de nævnte generelle støjgrænser også angivetgrænseværdier for støjbelastningen afskibsbesætningen. Grænseværdien forpersoner der ikke anvender høreværner 85 dB(A) i perioder under 8 timerog 80 dB(A) ved 24 timers belastning.Med anvendelse af høreværnsbeskyttelse må lydtrykket ikke overstige 120dB(A) og støjbelastningen over en

Beskrivelse: Allround arekoppertil heldagebrug.

Vægt: 1709Artikel nr.: 2420

BILSOM COMFORTST0JDÆMPNING I dB

Kilde Inslilul to, ArbeidsI,yg.qne Fi

Frekvens. Hz 125 250 500 1000 2000Middelværdi 14 18 26 34 37Nederste kvartil ii 16 23 32 35Frekvenz Hz 3000 4000 6000 8000Middelværdi 39 44 38 39Nederste kvartri 32 41 33 36

Beskrivelse: Færdigformedeengangepropper.

Materiale: Bilsomdun, skumplastkemsogplast!lim.

Vægt: 0,lTgr.

BILSOM LIGHT: DÆMPNING I dBKilde lnstitutett& A,tetshygien. Finland

Frekvens. Hz 125 250 500 1000 2000Middelværdi 22 22 21 22 29NedreKvartil 19 19 16 20 27

Frekvens. Hz 3000 4000 6000 8000Middelværdi 36 37 36 33Nedre Kvartil 31 32 32 24

skibeisær til skibenes

dermed forbundne

137

Position Rekommanderetstøjniveau

Bemandede maskinrum uden kontrolrum 90 dB(A)Periodevis bemandede maskinrum eller maskinrum med kontrolrum 110 dB(A)Værksteder 85 dB(A)Kontrolrum og manøvrerrum 75 dB(A)Soverum 60 dB(A)Kabys, pantry, fritids- og hobbyrum 70 dB(A)Andre opholdsrum 65 dB(A)Styrehus og radiorum 65 dB(A)Lytteposter 70 dB(A)

Rekommenderede værdier for maksimalt stojniveau i danske skibe ifølge 1-landels-ministeriets bekendtgørelse nr. 258(1975).

periode på 24 timer må ikke overskride 105 dB(A).

Støjmcilinger i et containerskibunder sejladsI det følgende er angivet resultaterneafberegning af stojniveauet i de enkelte maskinrum i en sej ladskondition.Resultaterne er angivet som dB(A)vægtede lydniveauer for de enkelte delstøjkilder. Beregningerne inkluderersåledes bidrag fra strukturstøj frafremdrivningsmaskineriet, samt et luftlydstransmitteret bidrag fra de målteenkeltstøjkilder.

Endvidere er angivet et indirekte

luftlydsbidrag fra hovedstøjkilden,feks. bidrag som transmitteres gennemåbninger, skotter, vinduer, døre o.I.

Det ses af tabellen, at hovedstøjkilderne i maskinrummet på tanktop ogplatformdækket er den direkte luftlydstransmitterede støj fra hovedmotoren.

I de øvrige rum er hovedstøjkildenprimært strukturlydsbidrag fra fremdrivningsmaskineriet. I hjælpemaskinrummet er der desuden et betydendeluftlydstransmitteret bidrag fra hoved-maskinen gennem åbningen i skottetmellem de to rum. I værkstedet bidrager ventilationen også betydeligt tildet totale lydniveau.

Beregnet delstojbtdrag

Luftlyd motor øvrige kilder Total

Position Direkte Indirekte Alselgen Ventilation Strukturlyd Beregnet MåltHovedmaskinrum, tanktop 106dB 89dB • 91 dB 106dB 107dbHovedmaskinrum. platformdæk 104dB • 87 dB 88 dB 104db 105dbHjælpemaskinrum 86db • 87 dB 88 dR 92 dR 92dBKontrolrum 52 dR • • 70 dR 70 db 71dBværksted 61 dR • 83 dR 85 dR 87 dR 89dBStyremaskinrum • 88 dR 88 dR 87db

A-vægtet stojkildebidrag i dR at detkitder forskeltige lokaliteter i containerakih under sejlads.Stojbidrag uden betydning

Det totale beregnede stojniveau f~s ved addcre bidraget fra alle kitderne

138

I. Søvnbehov SøvnstadieEn analyse af det generelle stojniveau ombord på skibe tilhørende dendanske handelsflåde viser, at støjniveauet i ubemandede maskinrum stortset overholder den anbefalede støjniveauer på 110 dB(A), i det middelstøjniveauet er bestemt til 103 dB(A).

3.8 Akustisk varslingVarsling ved hjælp af afgivne lydsignaler anvendes utallige steder i dagliglivet, eksempler herpå kendes fra skibe fabrikslokaler hoteller osv.

For at opnå en tilfredsstillende varsling f.eks. i forbindelse med ulykker(brande udslip af giftige gasarterm.m.) må varslingssignalet have en tilstrækkelig styrke og varighed.

Drejer det sig om at vække sovendepersoner f.eks. passagererne på enfærge eller gæsterne på et hotel, måman gøre sig klart, at sandsynlighedenfor vækning afbænger af mange faktorer såsom:

2. Alder3. Medicin og eller alkoholindtagelse

Sandsynligheden for vækning af sovende personer er vist på fig. 3.30, herer vækningshyppigheden i procentafsat som funktion af alarmsignaletslydniveau målt i dB(A).

Der er i dette tilfælde ikke regnet mednogen væsentlig baggrundsstøj.

Det ses, at for et lydniveau på 75 dB(A) er vækningshyppigheden ca. 90°o.

Ifølge anerkendte undersøgelser afhænger hørbarheden af et signal bla.af baggrundsstojens maskerende virkning i de kritiske frekvensbånd, menfor at Ca. 900o varsles, skal alarmsignalet ligge 10-15dB over baggrundsstøjens maskeringstærskel.

For at vække sovcnde i dybe søvnstadier kræves urealistisk høje lydtryksniveauer hvorfor varsling måbaseres på gentagne signaler.

Fig. 3.30

t0)

0)0.ci.>‘-cCO0)cc

83>

50

40

30

20

( ~wnCr.NsOd€”LI${t.f4 [ NQ~$t

.7.

/7

•1•

/

0 20 30 40 50 60 ‘0 80 90 00 23

dB (A) (under 3 minutter)

139

Det har nemlig vist sig, at kraftigesignalværdier kan give anledning tilpanik.

Vedrørende varslingsanlæg i skibeog på hoteller, er der i det følgendeanført nogle regler og anvisninger.

Skib~tilsvners meddele/se,:I kap. Ill regel 50 er nævnt at varslingsanlægget (General Alarm) skalvære hørbart overalt i apteringen, samtpå steder hvor besætningen normaltarbejder.

ISO-standarden 8201:»Acoustics-Audible emergency evacuation signal«, angiver at varslingbør have et lydtryk på ca. 75 dB(A)vægtet, målt ved sengens hovedgærdeog med alle døre lukket.

I samme ISO standard anvises i øvrigt en velegnet signalform og detpointeres, at der skal gives alarm i enperiode, der tidsmæssigt svarer til dentid det tager at evakuere området, dogminimum 3 min.

JEC-standarden 849.»Sound systems for emergency purpose«, giver anvisninger på et højttaler-systems opbygning, funktion og operation.

Dansk Bvgningsreg/ement.For hoteller der ligeledes har områdermed sovende gæster, gælder at varslingen også her skal være 75 dB(A) overtilstedeværende baggrundsstøj, måltved sengens hovedgærde og med alledøre lukket.

Såfremt baggrundsstøjen ligger underCa. 60 dB(A) og uden maksimum vedde vigtigste frekvenser i varslingssignalet, kan lydstyrken deles op i følgende fire klasser med hensyn til alarmering af passagerer (Dansk Brandværnskomite).

Efter brandkatastrofen på passsagerfærgen SCANDINAVIAN STAR iapril 1990, foretog man en række undersøgelser af lydniveauet i kahytterne

~68 dB(A) Sandsynligvis tilstrækkelig

58 - 67 dB(A) Muligvis tilstrækkelig

48 - 57 dB(A) Sandsynligvis utilstrækkelig

≤ 47 dB(A) Utilstrækkelig

Ant. kahytter Ant. kahytter ProcentLydstyrke mcd denne med af(dBA) lydstyrke omkomne kahytter

≤ 47 dB(A) 3 I (33%)48-57 dB(A) 40 26 65%58-67d8(A) 19 9 47%≥68d8(A) 8 2 25%

140

DEKK 5 - AKTRE DEL

Fig. 3.31

i skibets agterste del på dæk 5, samt ihvilke kahytter de omkomne blev fundet i.

Grunden til, at man valgte kahytsafsnittet på dæk 5 i den agterste del afskibet, var at røgudviklingen her varrelativ ensartet.

Skemaet nederst side 140 viser sammenhængen mellem forekomsten afomkomne og lydniveauet.

Det ser altså ud til, at varslingsanlæggets lydstyrke har haft betydningfor hvorvidt passagererne har forladtkahytterne eller ej.

På fig. 3.31 er vist den agterste delaf færgen med dæk 5. Lydniveauerne ikahytterne er skraveret, endvidere eralarmgivernes placering vist.

3.9 Afsluttende bemærkningerSom nævnt i afsnit 3.4 er mange mennesker udsat for en uacceptabel støj-påvirkning i deres dagligdag, ikke kunpå arbejdspladsen, men også i hjemmet.

En del af denne støjbelastning stammer fra trafikken. I tabellen side 142er der givet en oversigt over trafikstøjbelastede boliger i Danmark.

Det ses, at vejtrafikken udgør langt detstørste bidrag til støjbelastningen.

Andelen af boliger som er belastet afmere end 65 dB(A) fra vejtrafikstøj,udgør knap 6 pct. for hele landet. Dentilsvarende andel for hovedstadsområdet er procentuelt næsten dobbelt såstor. Undersøgelser har vist, at mereend halvdelen af befolkningen følersig stærkt generet ved et støjniveau på65 dB(A) og derover.

Noget kan man dog gøre, og gør,f.eks ved udbygning med støjvolde ogstøjskærme ved stærkt trafikerede vejeder gennemskærer tæt bebyggelse.

47 dSA ~ 48-57 d8~

~

58-67 dSA » 68 dSA C

141

Antal trafikstojbelastede boliger. Trafikbillede 1987-1991

55-59 60-64 65-69 70 I altTrafikform dB(A) dB(A) dB(A) dB(A)

antal boliger

Vejirafikstøj’ 173 318 167 625 108 296 34 087 483 326Flytrafikstøj2 24 947 II 508 3 Oil 450 39 916Togtrafikstøj (overslag) 25 000 9 400 3 900 38300Anm. Opgorelserne er forciagel p5 tbrskeIlige tidspunkter i perioden 1987 - 1991Tallet for boliger belasiei med 55-59 dB(A). og dermed også dci samlede antal siojbclasiede boliger, er lhrmodemlig

undervurerei.Flytn hkstoj er i modsætning iii vej - og iogiral’iksiojen opgjort e Aer Dl NI —metoden. Ii’ or llyvi,ing a iien Lig mii i I lægges

en særlig vægi Forskellen heiyder. al den viste samnenligning alvej. tog- og ilvirafiksioj ikke umiddelbar er mulig.Kilde: Danmarks Statistisk. St.. E.. Miljn l99~ I og Trafikminisieriei. korilægning af sejirafik i Danmark. 1993

Vedvarende energianlæg

4.1 IndledningDen målsætning der er indeholdt i regeringens ENERGIPLAN-2000, forudsætter en forøget anvendelse af vedvarende energikilder i de kommendeårtier.

Der er stærkt delte meninger omhvor stort et bidrag den vedvarendeenergi kan give til vores samlede energiforbrug. Ifølge tre forskere fra Danmarks tekniske universitet, der harskrevet bogen:VEDVARENDE ENERGI I DANMARK, vil op til halvdelen af landetssamlede energiforbrug kunne dækkesaf vedvarende energi i år 2020. Så fraat være et relativt beskedent supplement, bliver den vedvarende energimåske den vigtigste energikilde i detkommende århundrede.

På fig. 4.1 er vist de langsigtede potentialer for vedvarende energi, samtden andel der udnyttes i dag.

Set i sammenhæng med drivhuseffekten, er biomasse en vigtig energikilde,idet biomasse ved forbrænding ikkefrigiver mere CO,, end der frigøres under nedbrydning i naturen. Dvs, bio-massen kan betegnes som CO neutral.Biomasse er organisk materiale somfeks.:I) Overskudshalm2) Overskudstræ (flis m.m.)3) Affald4) Husdyrgødning

4.2 BiomasseEn strategi for øget anvendelse af biomasseressourcerne er at satse på ud-

Fig. 4.1 Potentialer for vedvarende energi.

70

50

50

~40

le

0Sd ~W Tre ~W.du~s’MddGeifl

Li-y-~ I

ii iLl

143

bygningen af anvendelsen af lettilgængelige ressourcer som halm, træ mm.i de kommende 5-10 år.

Ifølge ENERGIPLAN - 2000 skalanvendelsen af biomasser øges til ca.50 PJ i år 2005. Denne vækst sker fortrinsvis i decentrale kraftvarmeværkerog fjernvarmeværker.

På de følgende sider vil vi udelukkende beskæftige os med haimfyringsanlæg, da det er indenfor dennegren man vil foretage den kraftigsteudbygning i de kommende år.Halm er i forhold til andre brændsler(kul olie m.m.) et meget miljøvenligtbrændsel, dette kræver dog at for-brændingen foregår under styrede forholcL

Halm indeholder næsten intet svovlog NO~ emissionen er almindeligvisret lav. Dog opstår der ved forbrændingen en mængde meget små partikler(sod støv), disse kan ikke fjernes effektivt med multicykloner, men manmå anvende posefiltre eller røggasvas

kere. Ved halmfyring kræves det ikke,at asken deponeres, den kan umiddel.bart spredes ud på markerne.

Såfremt man ikke afbrænder halmunder styrede forhold, som feks, imindre anlæg (gårdanlæg og lign.),kan der opstå forureningsproblemer,dette skyldes ofte, at forbrændingstemperaturen er for lav, herved Opstårlugtgener samt emission afbl.a. PAH.

Der er i Danmark installeret omkring 15.000 halmkedier, heraf er kunnogle ffi tusinde automatiserede. Derfindes et utal af forskellige halmfyringsanlæg.

På fig. 4.2 er vist et mindre anlægmed automatisk fyring. Anlæggetsvirkemåde vil fremgå af skitsen. Etanlæg af denne type er normalt megetdriftsikkert, dog kræves det at anlægget placeres i et brandsikkert rum.

Brændværdien for halm er af en sådan størrelsesordcn, at 3-4 kg. halmerstatter I L olie.

Pa mange anlæg snitter man halmen

Fig. 4.2 Automatisk halmfj’ringsanlæg med lukket halmbane.

Kilde: Forsyningskataloget

144

Fig. 4.3 Automatisk ind/i’ring.sanlceg med aben habnbane. IndJi;.ring ,ned oprive,;snegle. Forbrænding i heni

i stykker inden forbrændingen. Fig.4.3 viser hvorledes dette foregår, halmen føres hen til en haimrive, dersamtidig fungerer som doserings apparat. Efter snitningen føres halmen tilfyret via to transportsnegle.

Bemærk, at kedlen er forsynet meden heni. 1-lerden består af en kanalbygget af stål eller sten, under drift

Fig. 4.4

bliver temperaturen i herden så høj, atforbrændingen foregår effektivt oghurtigt.

Det her viste fyringsanlæg ma karakteriseres som mindre anlæg, d.v.s. medeffekter fra 20 - 30 kw.

Fig. 4.4 viser opbygningen af et større anlæg, beregnet for fyring med fin-delt halm. Halmen der anvendes, er

- Automatisk halmkran2. Transportbånd bord3. Findetingsarrangenient4, Ventilator

5. Alternativ stokerindfødning 9. Roggascyklon5a, Alternativ snegltransport af halm 10. Posefilter roggasvasker

6. Kedel II Roggasvenlitalor7. Langsomtgående forbrændingsrist 12. Skorsten8. Aske iransportbånd 13. Askeeontainer

— i

Kilde: Forsyningskatalogetsi

Kilde: Ing. firma Steensen og Varming

145

almindeligvis presset i de såkaldtehesston baller, der vejer ca. 500kg/stk, denne balletype er den lettesteat transportere og behandle maskinelt.

Transporten af ballerne fra halmlageret til transportbåndet 2 foregår meden automatisk styret kran I. Indenhaimballerne tilføres fordelings apparatet 3, skal de bånd som holder ballerne sammen skæres over, dette kanforetages med et knivarrangementophængt over transportbåndet 2.

Transporten af det findelte halmkan, som det fremgår af skitsen, foretages på flere måder, enten pneumatisk med stoker eller med transportsnegl.

Tænker vi os, at kedlen er forsynetmed stoker og langsomt gående forbrændingsrist, er forbrændingsprincippet følgende:Når den findelte halm er indført i kedlen afbrændes den i en herd, hvor denprimære forbrænding af halmen foregår ved hjælp af primær luft, der blæses gennem herden. Sekundærluftentilsættes over herden ved hjælp af enblæser. Stokeranlægget anvendes i anlæg op til en kapacitet på 2.5 MW, menkan dog bygges til større kapaciteter.

Asken fra forbrændingen bliver viatransportbåndet 8 ført til en askecontainer 13.

Som tidligere nævnt, indeholder røg-gassen fra halmfyring en stor mængdefinkornet flyveaske, det er derfor nødvendigt med et omfattende røgrensningsudstyr for at kunne overholdemiljøkravene. Som det fremgår af fig.4.4, ledes røggassen fra kedlen førstigennem et cyklonfiltcr 9, dernæstgennem et posefilter eller en røggas

vasker 10, inden den via ventilatorenII ledes til skorstenen 12.

Det skal bemærkes, at der også findes store fyringsanlæg hvor man for-brænder hele halmballer, eller halmbriketter. Halmbriketter er findelthalm, der er presset sammen og sammenholdt med et bindemiddel.

Btænd værdiBrændværdien for halm med et vandindhold på l7°o er 14 Mi kg. Vand-indholdet i halmen har en afgørendeindflydelse på fyringsøkonomien, dahalmens effektive brændværdi faldermed ca. l,S0o for hver l°o vandindholdet stiger.

Ved et vandindhold større end 20-25° o forekommer der varmedannelse ihalmen og ved tæt sammenpakning pålager, kan der være risiko for selvantændelse.

Følgende tabel viser brændselsanalyser for halm - kul - fuelolie og naturgas (masse 00).

Bemærk det lave svovlindhold i halmen.

‘o Halm Kul Fuelolie Naturgas

kulstof, C 43.0 59.4 85.7 74.6svovl. S 0.! 0,8 2.4 0.0brint. H 5.4 3.7 I 1.4 23.6kvælstof, N 0.0 1,0 0.2 0,9ilt. 0 38.0 7.4 0.0 0.9vand. H~O 10.0 12.9 0.0 0.0aske 3.5 14.8 0.0 0.0

lW’iljomæssige forholdDe forventede emissionsværdier for ethalmvarmeværk kan aflæses på skemaet øverst på side 147.

Prøv at foretage en sammenligningafemissionværdierne for SO og NO

146

med de emissionsværdier man opererer med ved kulfyrede anlæg, se side75 og side 106.

Mabjergværket(Decentralt krafivarmeværk)Måbjergværket, der forsyner Holstebro og Struer kommuner med fjernvarme, har fra begyndelsen af 1990’erneforbrændt hovedparten af det brændbare affald i Ringkjøbing Amt samtstørre delområder uden for amtet.

Foruden affald anvendes også halm -

træflis og naturgas, hvilket såledesmedvirker til en miljømæssig optimalmetode til samproduktionen af el ogvarme.

Kraftvarmeværket indgår i fjernvarmesystemet som grundlastenhed. Denproducerede varme er beregnet til atkunne dække ca. 9O0o affjernvarmebehovet i Holstebro og Struer kommuner.

Bruttoeffekten er på ca. 30 MW elog ca. 67 MW fjernvarme.

Den forventede brændselssammensætning på årsbasis udgør:

Ca. 135.000 t affald.Ca. 50.000 t halm.Ca. 60.000 rm flis.Ca. 7,5 mio m3 n-gas.

Fig. 4.5 på side 148 viser den principielle opbygning af værket.

Bemærk, at anlægget er etableretmed to affaldsfyrede kedler og en

halm-flisfyret kedel. Den halm-flisfyrede kedel kan enten anvende halmalene eller udelukkende fyre medtræflis. En vilkårlig kombination afhalm og træ-flis er også mulig.Alle tre ovn-kedellinier er installeretmed eksterne naturgasfyrede overhedere, herved forøges damptemperaturen inden turbinen.

Fig. 4.6 på side 148 viser et sankeydiagram for processen.

Bruttovirkningsgraden bliver, somdet ses på 880o. Endvidere viser figuren den procentvise sammensætningaf brændslet.

AflàldsforbrændingDet tilførte affald forbrændes i de 2ovn- kedelenheder, der hver er udlagttil en nominel kapacitet på 9 t h meden gennemsnitlig brændværdi på 10,5Mi kg.

Inden affaldet indfyres gennem påfyldningstragtene, vil det blive op-blandet og i fornødent omfang neddelti affaldssiloen.

Halmforbrænding2 individuelle halmfødekraner sørgerfor den nødvendige transport fra halm-lageret til halmkedlens indføringssystem.

Indfyringen sker ved det såkaldte»cigarfyringsprincip«, hvor der i 6brændere sker en kontinuerlig ind-

Svovidioxid (SO,) emission:Kvælstofoxid (NO~) emission:Partikelemissionen uden filter:

120 mg/MJ ab-værk150 mg/MJ ab-værk

1300 mg/MJ ab-værk

Partikelemissionen med cyklon: 940 mg/Mi ab-værkPartikelemissionen med posefilter: 24 mg/MJ ab-værkAske/slaggemængde fra et haimvarmeværk udgør 2,5 — 4,2 g aske /MJ ab-værk

147

Fig. 4.5

føring af hele, uopskårne Hesstonballer.

Selve kedelbelastningen styres vedhalmballernes fremføringshastighedsamt regulering af luftmængden.

Den nominelle forbrændingskapacitet er 9,5 t halm pr. time ved en gennemsnitlig brændværdi på 14 MJ/kg.

Selve forbrændingen finder sted påen 3-trins trapperist, hvor op til 25%(efter vægt) af det indfyrede affald vil

Fig. 4.6

kunne erstattes med halm. Affaldetkan endvidere substitueres 10000 medtræflis.

SlaggeAffaldsslaggen transporteres via vand-bad til slaggegård, hvorfra det udleveres til deponi eller oparbejdning medhenblik på genbrug. Mængden herafudgør 20-25% af det forbrændte affaldeller 27.000-34.000 t/år.

CO

CO

148

flæflisfbrbrændingTræflisen transporteres til kedlen vedhjælp af et sneglesystem, og blæsesderefter via tre pneumatiske indkastere ind i fyrrummet.

Den nominelle forbrændingskapacitet udgør 13 t flis pr. time ved en gennemsnitlig brændværdi på 10 MJ kg.

Fyrrummets bund består af en vandkølet vibrationsrist, der anvendes tilslutforbrænding af eventuel nedfaldethalm fra halmbrændere samt ud-brænding af træflis.

SlaggeAske slagge føres via vandbad til container, hvorfra det transporteres borttil gødningsformål. Mængden forventes at udgøre Ca. 2.000 t år.

Naturga3jbrbrændingTil hver af de 3 kedler er tilknyttet ennaturgasfyret overheder, der hæverdamptemperaturen fra 410 C til520°C. Gasforbruget til hver overheder for affaldskedlerne udgør Ca. 250kg h, forbruget til overheder for halmfliskedel andrager ca. 400 kg h.

Røggassen fra gasforbrændigen blandes med de respektive fastbrændselsfyrede kedlers røggasser.

Reggasrensn ingRøggassen fra de 3 ovn- kedellinierledes gennem separate røgrensningsanlæg. Som det fremgår af fig. 4.5side 148, er røggasrensningen forskellige for henholdsvis affaldslinierne oghalm-flislinien.

AffaidslinierDe 2 linier er procesmæssigt indentiske og består af elektrofilter samt våd-

skrubberproces med fælles spildevandsbehandling.

Partikeludskillelse sker i et elektro-filter, der med en røggas-mængde på63.000 Nm h nedbringer støvindholdet til under 30 mg/Nm, typisk under10 mg/Nm efter vådvask.

Efter elektrofiltret passerer gassenen varmeveksler, hvorefter gassen ledes til 2-trins vådskrubber for udskillelse af bla. HCI og HF samt tungmetaller. Udvaskning foretages med vand.

Er der behov for liernelse af SO~ iskrubberen, doseres der automatiskNaOH til vandet i trin 2.

Røggassen ledes herefter gennem envarmeveksler, hvor den genopvarmestil ca. 100 C før skorstenen.

SpildevandsbehandlingDet stærkt sure spildevand ledes tilspildevandsbehandling, denne er fælles for de to afTaldslinier.

Spildevandsrensningen er opbyggetmed fem trin efter flotationsprincippet.

Her neutraliseres vandet med CaCOog Ca(OH) , og indholdet aftungmetaller udfældes med FeCI samt TMT (Trimercaptostriasin natrium-salt). Endvidere sker der en fældning af partiklermed et flokkuleringsmiddel (polymer).

Det behandlede spildevand sendesgennem sandfilter før udledning til detkommunale afløbssystem.

Det sedimenterede slam blandes medflyveasken fra elektrofilter, hvorvedder fremkommer en mekanisk stabilmasse, som er tungt opløseligt og egnet til deponering.

Deponeringsmængden er beregnettil at udgøre 3.000-5.000 tår.

149

Halm-flislinieRøggassen renses for støv i et posefilter med 4 kamre udlagt for en maksimal røggasmængde på 69.800 Nm b.således at støvindholdet reduceres tilunder 40 mg Nm iiypisk ca. 10mg/Nm’.

Røggassen ledes herefter til skorstenen ved en temperatur på ca. 105°C.

Der er mulighed for bypass af røgrensningssystemet i forbindelse meddrifistop og opstart. Flyveasken befugtes, føres til container og anvendes somgødningsprodukt. Samlet mængde ca.2.000 ton år.

SkorstenEfter røggasrensningen passerer røg-gassen tre sugetræksblæsere og afkastes gennem en 120 m høj skorsten.

Skorsten er belagt med en syrefast keramisk kerne.

Damp og varniesvstemDen producerede damp tilføres turbinerne med trykket p 65 bar og temperaturen t 520 C. Dampmængdener på iii 32,4 kgls.

Se også fig. 4.7, der viser et koblingsskema for vand-damp kredsløbet.

Efter turbinen kondenserer dampen ide to tjernvarmevekslere, herved afgiver der varme til fjernvarmenettet.

I tilfælde af overproduktion af varmeenergi, er der i tjernvarmesystemetindbygget en varmeakkumulator (sefig. 4.5, side 148), dennes kapacitet udgør 3 timers varmeproduktion ved fuldlast. Akkumulatoren er pa 5.000 m.

I sommerperioden, hvor der på grund

Fig. 4.7

Eb“0

lE2.~, I52.o-.0&ti~ 0304’0650 Eg~

050,4.0.1.“ ‘

‘6406050~0

af kravet om affaidsforbrænding er etvarmeoverskud, er det muligt at bortkøle ca. 15 MW (Ca. 2O0o afanlæggetssamlede varmekapacitet) ved at indkoNe et bortkolingsaggregat bestående af et antal luftkølere. Endelig skaldet bemærkes, at anlægget er udrustetmed en separat by-pass varmeveksler.Denne anvendes ved opstart af kedlerog ved turbinerevision.

AppendixELSAM er ved at udvikle fremtidensmiljørigtige grundlastværk. Det skerbl.a. med bygningen af et kraftvarmeværk baseret på CFB -forbrændingsteknik (Cirkulerende - Fluid - Bed) iÅrhus.

Anlægget skal bruge biomasse (halmtræ) og kul i en blanding, som kan va

riere fra 0 til 100 pct.Pilot- og demonstrationsanlægget

bliver på ca. 88MW el og125 MW varme. Anlægs- og drifiserfaringer fraprojektet ventes at skulle danne basisfor projektering og bygning af 250-300 MW kraftværker, som om 12-15år skal afløse de nuværende jysk-fynske grundlastenheder.

4.3 VindenergiUdnyttelse af vindens energi har væretkendt langt tilbage i tiden. Som et eksempel herpå kan nævnes vindmøller,der jo egentlig var vindkraftmaskinertil formaling af korn. Også til afdræning samt vandpumpning harvindkraftanlæg været anvendt, og anvendes stadigvæk visse steder på jord-kloden.

Et eksempel herpå kendes fra Holland, hvor man tidligere i stor udstrækning anvendte vindkraftanlæg til afdræning af lavt beliggende landområder.

Der har i tidens løb været fremstilletmange forskellige mølletyper, herafkan nævnes: Vindrosen, Darrieus-rotoren og sidst men ikke mindst propel-rotoren, der idag er fuldstændig dominerende hvad angår vindkraftanlæg tilelektricitetsproduktion.

På fig. 4.8 er vist forskellige mølle-typer. Sammenlignet med andre typerrotorer har propelrotoren en høj virkningsgrad.

Den industrielle udbygning af vindmølleproduktionen kom i forbindelse

Fig. 4.8 Vindniol/etvper

Pro~wI rolor

151

med den første energikrise i 1973-74.For at fremme brugen af vedvarende

energikilder blev der iværksat et forskningsprogram, der bl.a. omfattede vindenenergiforskning.

Endelig blev der indført en rækkeincitamenter for øget anvendelse af devedvarende energikilder. Vigtigst afdisse incitamenter var 3O°c direktestatstilskud til etablering afbl.a. vindmølleejernes organisation og danskeelselskaber om afregning afoverskudselektricitet til nettet.

Disse forskellige støtteforanstaitninger ~orde det privatøkonomisk rentabelt at opstille vindmøller på godevindmæssige placeringer i Danmark.Grunden for et marked var dermedlagt.

I dag indtager Danmark en fremtrædende plads hvad angår eksport afvindmøller og vindkraftteknologi.

Før 1979 var der kun opstillet 200-300 vindmøller her i landet. Det varsmå møller med en generator effekt på10-15 kW. De nyeste seriefabrikeredemøller er på over 500 kW enkelte møl

ler endog større. Den gennemsnitligemølle størrelse var i 1994 på 360 kW.

Der er i Danmark tradition for samarbejde mellem industri og offèntligeforskningsinstitutter. For vindmølle-området har der således været enløbende dialog mellem vindmøllefabrikanterne og prøvestationen forvindmøller, RISØ.

Alle vindmøller, som sælges på markedet i Danmark, skal være system-godkendte af RISØ for at kunne opnåtilskud fra staten. Næsten alle danskevindmøller, som tilbydes markedet,har gennemgaet en 3-6 mdr. test påRISØ.

Vindmøllefabrikanterne har også ien række komiteer et fast samarbejdemed myndighederne.

For vindmollernes vedkomne er prisen pr. produceret kWh faldet kraftigti tidsrummet fra 1980 til 1995.

Se fig. 4.9 der viser prisudviklingenfor elektricitet produceret ved hjælp afhenholdsvis vindkraft og kul.

En stor del af vindmøllerne i Danmark opstilles i dag i vindmølleparker.

øre pr kWhA

100.i nd~ra’

90 t

Fig. 4.9

Kilde: FDV (Foreningen af danskevindmollefabrikanter) og Elsam

50

.10

Danske kratt~ærker30 t20

10T8031 82338485968788 89900...

9192939495

152

Når der er tale om mere end 5 mølleranvender man betegnelsen vindmølle-park. Fordelene ved at opstille vind-møller i parker er følgende:

I) En større samlet vindmøllekapaciLet til at dække en ofte kostbar net-tilslutning (transformere osv.).

2) Mere rationel og tidsbesparendeovervågning og vedligeholdelse ermulig.

3) Elselskaberne får en bedre mulighed for at regulere vindkraftensindflydelse på elsystemet, når vindmøllerne er samlet i større enheder.

Ulemper ved vindkrcsf?Ulemperne ved en omfattende udbygning med vindkraftanlæg, kan kortsammenfattes i følgende to punkter,nemlig:

I) Arealbehov2) Støjproblemer

I Danmark må det vel siges, at der fore

løbig er plads nok til en vindkraftudbygning, idet de gunstigste geografiske områder (der hvor det blæsermest), også er de tyndeste befolkedeområder.

Både propel samt gear og generatorstøjer. Støjforholdene er dog ikke værre, end man med nogle hundrede meters af stand til bebyggelse, helt harelimineret dette problem for mennesker.

KortJàtter propelteoriPå fig. 4.10. er vist et vindkraftanlæg,dette består som vist på skitsen af trehoveddele nemlig: propel, maskinkabine og tårn.

Vindkraftanlæggets størrelse angivessom oftest ved hjælp af navhøjde, rotordiameter og effekt. Såfremt rotordiameteren er d, kan der bestrøgneareal beregnes udfra:

IT:A 4d,

idet det bestrøgne areal er arealet af

Fig. 4.10Bestrogne areal

Navhøjde

i-

Maskinkabine

‘1.

I i

Tam

.4

153

Fig. 4.11

d

-_P..

den cirkel som vingetippen beskriver.Fig. 4.11 forestiller en propelmolle

hvor vindens hastighed for propellener v m s. På grund af luftens delviseopbremsning ved passage af propellen, forekommer der et trykforlob,som vist ved den stiplede kurve.

Der opstår et overtryk lige før møllen og et undertryk lige bag den, detteundertryk stiger derefter til nul. Dissetrykvariationer er dog så små, at mankan se bort fra luftens rumfangsændringer. Aksialkraften på propellenbliver F zXp~ A.

Beregninger kan vise, at den maksimale effekt opnås når lufthastighedengennem propelskiven er

2v, og hastigheden et stykke bag ved

skiven er: -k v,

Den luftmasse der passerer propelskiven bliver da:

~ p~A ~v[kgs],

her er p lig luftens massefylde.

Den maksimale effekt der overførestil rotoren kan nu beregnes udfra føl-gende:

P l.[~(l) I2 (I

v

Indfører viudtryk fås:

Pa

Ipropeldiameteren d i dette

I ir, 2 ,(l~p~4d-~v v--~~v

0,23 p d2 v3 [watt]

Bemærk at efièkten varierer med h~fi-hastigheden i tredie potens og pivpeldiameleren i anden potens.

Aksialtrykket på møllevingerne, dersom tidligere nævnt betegnes med F,kan nu beregnes, idet effekten ogsåkan udtrykkes som:

P F v[watt]

t V —e 4v

Oa

154

heraf f~r man ved sammenstilling afde to effektudtryk:

F ~v 0,23~pd1~v’~

F 0,35~pd v [N]

A ksialrn’kket varierer altsa fortidenmed dia,neteren ogsa med lu/ihastig—heden i anden potens.

På grund af uundgåelige friktionstabbliver den effekt der overføres tilakslen mindre end P . Betegnes aksel-effekten med P og propelvirkningsgraden med 9 får vi:

Propelvirkningsgraden ligger på ca.0.7. Benævnes generatorens virkningsgrad med q bliver El-effekten:

PI. P •n•ii

EksempelPropeldiameterVindhastighedPropelvirkningsgradLuftens massefylde

Med disse data bliverfekt:

den afgivne ef

firmaet VESTAS. Materialet omhandler en stigningsreguleret 225 kW mølle, med type betegnelsen: V27-225.

Møllen, der er vist på fig. 4.12 ogfig. 4.13, øverst side 156. har følgendehoveddata:

RotordiameterBestrøget arealRotoromlobstal- stor generator- lille generatorEffektreguleringAerodynamiskebremser

vingerNavhøjde : 31.5 m

P O,68~0.23 l,3~27 •13.5~l0365 kW,

og aksialkraften

F 0,351,327 13.5 10

Fig. 4.12VESTAS V27-225 vindmølle

60 kN

Beskrivelse qf en vindmølleSom et eksempel på en dansk fremstillet vindmølle, er der på de følgendesider medtaget brochuremateriale fra

MaskinophvgningMøllen er opbygget pa et kraftigtmaskinfundament (I), som er opbygget af profilrør og plade, med henblikpå at placere alle svejsninger i så lavtbelastede områder som muligt.

P P •ii

27m573 m

43 min.32 min.

Pitch

Kantstilling af

27m13,5 m 5

0,681,3 kg m

155

Fig. 4.13 Maskinopbvgning

Den smedede hovedaksel (2) er lej-ret i to sfæriske rullelejer, der er monteret i det støbte lejehus, som optagersåvel radiale som aksiale kræfter frarotoren. Denne konstruktion, der giveret ekstra stort fedtreservoir omkringaksel og lejer, giver erfaringsmæssigten lang og problemfri levetid. Denstøbte vingekonsol (3) er boltet direkte på hovedakslen (2).

Vingerne (4) er boltet fast på en kuglekrans (5), som sørger for, at de letkan drejes om deres egen akse. Forrodenden af hver vinge er monteret enmomentarm, som via pitchmekanismen er i stand til at indstille vingernei den rigtige vinkel.

For enden af hovedakslen er totrinsgearet (6) med parallelle aksler fastgjort med et spændelement. Gearstaget (7), der overfører momentreaktioner til maskinfundamentets forrestedel, er udformet, så det sikrer en lige.lig belastning i begge sider.

Skivebremsen (8) er monteret på gearets hurtigtgående aksel og er forsy

net med 2 hydrauliske bremsekalibremed asbestfri bremsebelægning. Gearets udgående aksel trækker gennemen kardan (10) med skridkobling (II)den dobbeltviklede generator (9). Generatoren har to omdrejningstal, henholdsvis 1008 omdr. min, og 760 omdr.min. Ved at bruge en dobbeltviklet

generator udnyttes fordelene ved togenerator driften uden at få de normale ulemper med i form af f.eks. stortventi lationstab.

Hydraulikstationen (12) forsynerbremser og pitchreguleringsmekanismen. Generator og hydraulikstation ermonteret på maskinfundamentets bageste del.

Krøjning foretages af to elektriskdrevne krøjegear (13) anbragt på fundamentets forreste del. Gearene er iindgreb med krøjekransen (14), der erboltet på tårnets top. Krøjningen styres af en elektronisk vindfane (se fig.4.13) og er sikret mod kabelsnoningvia krojekontrollen (15).

En del af vindmollens funktioner

5.1. Mnkinfundament2. Hoved*sii3. Ving&con.oi4. Vinge6. Kugbkr.ns6. Giv7. Giarslag6.Skiv.tnm..

9. G.n...Ior. dobbdMklet10. K.tdai11. Sk,Idkobling12. HydraoiIksIalIonIS. Krafigear14. Kra4aknn.IS. Krs4ekonlroI 3.16. VUP.Topslyflng

156

styres og reguleres via VMP-Topstyringen (16).

BremsesvsternV27-225kW er forsynet med to uafhængige systemer, som begge, hverfor sig, kan bringe møllen til standsning.

I alle normale stopsituationer brugesudelukkende kantstilling af vingerne.Dette medfører en kontrolleret standsning af møllen med minimale påvirkninger af hele konstruktionen. I megetkritiske situationer (nødstop) brugesden hydrauliske skrivebremse sammenmed kantstilling afvingerne. I tilfældeaf overhastighed på rotor og samtidigfejl på styringen vil en styringsuafhængig overvågning bringe møllen tilstandsning.

StyringEn mikroprocessorbaseret styringsenhed overvåger og styrer alle kritiskefunktioner i møllen, inklusive pitchreguleringen, så møllens ydelse er optimal ved enhver vindhastighed.

Styringen giver mulighed for udlæsning af møllens drifis- og tilstandsdata. Generatorindkobling foretagesover thyristorer, mens driften forgårvia kontaktorer.

Effekikurve og di-(JtsdataFig. 4.14 viser en vejledende effekt-.kurve baseret på luft med en massefylde på 1,23 kg m.

Dri ftdataStartvindhastighed:Stopvindhastighed:Mærkeeffekt ved:

Fig. 4.14 E[fektkurve

Bemærk at møllen stoppes ved envindhastighed på 25 m sek.

Af øvrige data skal der her kun anføres følgende:

Vægte (ca.)Konisk rørtårn:Gittermast:Maskine:Rotor:

E1-pivduktionens størrelseEn vindmølles energiproduktion bestemmes af dens effektkurve og af delokale vindressoureer. F.eks. vil en300 kW mølle producerer fra ca.500.000 kWh til 700.000 kWh om åretafhængig af om placeringen er i landbrugsområde med bebyggelser og

230

220

200

200

ISO

too

170

060

050

040

030

020

* *0

*00

90

60

70

60

50

40

30

20

00

Lufirnassefylde 1.23 kIIoIm’Pltchreguleret

pel

0 2 4 6 6 00 12 04 IS IB 20222426

12.000 kg9.000 kg7.900 kg2.900 kg

3.5 m sek.25,0 m sek.13.5 m sek.

157

hegn eller i mere åbne landområder.Hvis møllen placeres optimalt i kyst-nære områder kan den producere overI mio. kWh om året.

Til orientering kan det anføres, at el-forbruget i et parcelhus ligger på 3000- 6000 kWh år.

OpgaveEn 300 kW mølle producerer pa et år592.000 kWh, der kan regnes med atmøllen er i drift i 720o af årets timer.

Beregn »gennemsnitseffekten~. målti kW både på årsbasis og i driftsperioden.

4.4 SolenergiDet samlede solindfald i Danmark ermeget stort, nemlig omkring 200 gange det samlede energiforbrug.

Der er derfor et meget stort potentiale for udnyttelse af solenergi, entenvia soiceller eller solvarmeanlæg.

SoicellerSolceller er en elteknologi, der specielt i USA og Japan forskes intensivt i.Hvis soiceller bliver konkurrencedyg

Fig. 4.15

tige med traditionel elproduktion vilen mindre del af Danmarks elbehov(af størrelsesordenen 50o uden lagringsmulighed og mere med lagringsmulighed) kunne dækkes af solceller.På kortere sigt kan soleeller tænkesanvendt til erstatning for batterier ogtil elforsyning. Først på længere sigtskønnes solceller at kunne få væsentlig betydning for elproduktion. 11994var der 5 store nettilsluttede solcelleanlæg i Danmark. Hertil kommer etukendt antal små solcelleanlæg tilhave- og gadebelysning, små pumpertil feks. springvand, lommeregnere,bade, campingvogne mv.

So/varnieanlægI alt skønnes solvarmeanlæg at kunnedække omkring 400o af det samledeenergiforbrug til opvarmning og varmtbrugsvand i en bygning. Antages det,at op mod halvdeLen af alle eksisterende og næsten alle fremtidige bygninger rent fysisk kan forsynes med sol-varmeanlæg, vil der på langt sigt væremulighed for at dække op mod afvarmebehovet med solvarme.

Varmt vand

Ekspansionsbeholder

Lagertank

Koldt vand

158

I Danmark er der installeret omkring16.000 solvarmeanlæg, hovedpartenaf dem anvendes til produktion afvarmt vand. De resterende bruges iindustrien, til opvarmning af bygninger og svømmebassiner.

Det er i dag (1996) muligt af få tilskud til etablering af solvarmeanlæg.Tilskuddet er ydelsesbestemt, menkan dog maksimalt udgøre 300o afanlægsomkostningerne.

I de følgende afsnit vil der kun bliveomtalt solvarmeanlæg. Solcelleteknologien vil vi altså ikke komme nærmere ind på.

Ved et solvarmeanlæg forstår man etanlæg der omsætter energien i solensstråler til varmeenergi, denne varme-energi lagres så indtil den skal benyttes. I princippet består et solfangeranlæg af en solfanger og en lagertank. sefig. 4.15 på foregående side.

Som varmebærende medium anve

des en væske f.eks. ethylenglycol(frostvæske). Såfremt lagertanken erplaceret højere end solfangeren eranlægget selvcirkulerende. For at undgå , at væsken cirkulerer den forkertevej rundt, feks. om natten, hvor temperaturen i solfangeren bliver lavereend i lageret, er der på væskeledningen indskudt en kontraventil.

Som oftest anbringes solfangeren pået tag, dette betyder amindeligvis at lagertanken er placeret lavere end solfangeren. I dette tilfælde må der anvendes pumpecirkulation, se fig. 4.16.Pumpen er, som det fremgår af figuren, forsynet med et styresystem. Nårtemperaturen i solfangeren er størreend i lagertanken vil pumpen være idrift.

BrugsvandsanlægDet er ikke hensigtsmæssigt at byggeet brugsvandsanlæg så stort, at det hele

Fig. 4.16

styr

Ekspansionsbeholder

Varmt vand

Solfanger

tank

Koldt vand

159

Anlæggets dataSolfangerarealSolfangerhældningAfvigelse fra sydLagervolumenKoldtvandstemperaturVarmtvandstemperatur

4,32 ni45 grader fra vandret

0 grader250 liter

jo C45°C

Kilde: Nordvestjysk folkecenter for vedvarende energi.

året kan dække en families behov forvarmt vand, dette ville kræve et forstort solfangerareal, da strålingsintensiteten varierer meget fra måned tilmåned.

Forudsætter vi at varmtvandsforbruget er 50 / person . døgn og at brugsvandet opvarmes fra 10 C til 45 C vildet årlige energiforbrug pr. person kunne beregnes til:

50~4,l9(45-10) 365Q 3600 750 kwh,

idet I kWh 3600 kJ.Skemaet øverst på siden viser nogle

resultater fra et solvarmeanlæg beregnet til 4 personer. Dette anlægs samlede dækningsgrad er på Ca. 62°o.Bemærk hvor meget dækninggradenvarierer i årets løb.

Der vil i praksis være store udsvingfra måned til måned på grund afvariationer i solindfald og temperatur.

Derfor skal man lægge størst vægtpå årsdækningsgraden.

Bemærk at solfangeren er placeret paen sådan måde, at den danner en vinkel pa 45 med vandret og vender modsyd. Denne orientering af solfangerengiver det største solindfald.

Jo større dækningsgrad man forlanger ved et brugsvandsanlæg, destostørre bliver det nødvendige solfangerareal i m’ pr. person. Pa fig. 4.17side 161 er vist dækningsgraden somfunktion af solfangerarealet målt im person. Kurven gælder for enselektiv absorber, mere om denneabsorber type på side 162.

varae— Solfang.forbrug ydelse

‘kI.~h~ (kwh

Solvarredækn.grad

MANEDSVIS D,WYINGSGRÅD

JAN 250 ~5 V. 3FEB 253 104NAR 250 163 b~.i — —

~PR 250 2111A 250 23~UN 250 250 tO .‘

JUL 250 2)~ 9 . — 5 •1 —

AUG 250 22 q -

SEP 250 206OKT 250 122 i

NOV 250 2’ 1~. — —

DEC 250 53

VEJ:OAT4RCF~R 6 .

LOIcÀLITET: I Referencdr N FS MR AP Mi £4 JL ALT SE OK 50 0

160

Fig. 4.17 Dækningsgrad

100

80

60

40

20

00 0,5 LO

m2

1,5 2,0 2,5

Solfangerareal pr. person

Kilde: Forsyningskataloget

Det fremgår af figuren at hvis manønsker at hæve dækningsgraden fra60% til Ca. 75°o vil dette kræve en fordobling af solfangerarealet målt im2/person.

So~fangei-enPå fig. 4.18 er vist en plan solfangermed væske som varmebærende medium. Solfangeren består af en ramme,isolationsmateriale, absorber og et

dæklag. Rammen er ofte udført af aluminium og dæklaget af glas ellerpolycarbonat. Som det fremgår afskitsen, er det ikke hele den indfaldendesolenergi der kan nyttiggøres, idet derer reflektion både fra dækplade ogabsorber, endvidere vil der være etvarmetab fra solfangeren, både fra absorber og gennem bund og sider, tabetbliver desto større jo højere drifts temperatur solfangeren arbejder med, det-

Fig. 4.18 Principper i en plan væskefi’ldt so(fanget: (Kilde: Bvggehandbogen)

Sicej scIerLng

Strflinq, ledningog ~onvektionstao

t .99 ~0(

so.e,e9.

~_ZA~-~i r

iunG.sJterLng laD gennem sideog ovnd

161

Fig. 4.19

TF-TLGRADC°

20 40 60 80 100

TF = middelvæsketemperatur.TL = lutttemperatur.

te betyder, at solfangerens virkningsgrad afhænger af dens drifttemperatur.Se fig. 4.19.

AbsorberenDer fremstilles mange forskellige ahsorbertyper, ofte inddeler man disse ito hovedgrupper, nemlig pladerørabsorbere og kanaipladeabsorbere, sefig. 4.20 og fig. 4.21 øverst side 163.

En meget udbredt plade-rør absorberer den såkaldte SUN-STRIP-absorber,denne er fremstillet ved at man harvalset en aluminiumsplade til et kobberrør, herved opnår man både godkontakt, samt minimal risiko for korrosion.

Overfladen på absorberen kan væremalet med en varmebestandig matsort

Fig. 4.20 0

maling, eller være påført en såkaldtse/ektii’ belægning. Den selektive belægning formindsker varmetabet fraabsorberen og er således mere effektivend en malet overflade. De fleste abosorbere bliver idag fremstillet medselektiv belægning. Denne belægningpaføres enten elektrolytisk eller somen selvklæbende folie.

Pa fig. 4.22 side I 63 er nettoydelsen, eller den nyttiggjorte ydelse, målti kWh år angivet som funktion af solfangerarealet.

ønsker man f.eks. en årlig ydelse fraet brugsvandsanlæg på 2000 kwh, skalder med en selektiv absorber anvendeset solfangerareal på ca. 4,5 m’. Anvender man en sortmalet absorber, bliver det nødvendige areal på ca. 6,5 m2.

Den selektive absorbers effektivitetkan give problemer i tilfælde af pumpesvigt. Absorberens temperatur kanda stige helt op til omkring 220 C.Dette betyder naturligvis en megethård belastning af hele solfangeren.

Til sammenligning kan oplyses atstagnationstemperaturen for en sort-malet absorber er på ca. 140 C.

l4zrni elageretLagertanken skal have en sådan størrelse at brugsvandstemperaturen kommer til at ligge i det ønskede interval,d.v.s. omkring 45-55 C. Hvis lager

0

Tværsnit i soifanger med pladerørabsorber.(Kilde: Byggehåndbogen).

100’ VIPKNINGS’RAO%

NN

~]BU~U flUUll~Lfl162

Fig. 4.21

~um~wiu~uTværsnit i solfanger med kanaiplade absorber(Kilde: Byggehåndbogen)

tanken er for stor bliver brugsvandstemperaturen for lille. (Man opvarmeren stor vandmængde til en forholdsvislav temperatur).

Omvendt hvis lagertanken er for lille, i så fald bliver vandtemperaturenfor høj, herved falder som tidligerenævnt solfangerens virkningsgrad.

En passende størrelse for lageret vedde højeffektive solfangere er 30-60 Ipr. m solfangerareal. Ofte anvenderman følgende håndregel:50 / varmelager person 50 1, dvs.for 4 personer skal der anvendes enlagertank pa 250 I.

Et effektivt varmelager skal have engod temperaturlagdeling. Dette opnårman bl.a. ved at montere varmeveksleren i bunden af lagertanken, altså der

hvor det kolde vand ledes ind. Ofte erder i tanken monteret prelplader forikke at risikere opblanding mellemkoldt og varmt vand.

På fig. 4.23 side 164 er vist en lagertank. Skitsen til venstre viser tanken når den er »halvt opladet«. Medens skitsen til højre visr tanken nården er »fuldt opladet«.

Når vandtemperaturen i bunden aftanken er lille, arbejder solfangerenmed en høj virkningsgrad. Det omvendte er tilfældet når vandtemperaturen i bunden af tanken er høj. På denmåde kan man sige at anlægget er selvregulerende, idet virkningsgraden gårmod nul, når vandtemperaturen i bunden af tanken bliver tilstrækkelig høj.

På fig. 4.24, side 164 er vist en la

Forudsætninger:Sydvendt solfanger450 hældning med

________________________ vandret

Koldt vand 100Varmt vand 450

Ydelsen far et solvarmeanlæg med (1) og uden (2) selektivbelægning på absorberen.(Kilde: Teknologisk Institut).

kWh kr Ydelse

i EFig. 4. 22 5000

25G0 -200C

1500

1000

500

0

H*~I_-

.~iIL._

. I I I I3 ‘, 5 3 9 s

Solfingerareal

163

Fig. 4.23

Fra solfanger

Til solfanger

Halvt opladet

Varmt vand

Helt opladet

Fig. 4.24

7/~

r~

~;.

I-’ fl flr~f’ n n n n n n,

~vani!tv an Obb eh n loe r

Bemærk atbåde rørledninger samtarmaturet erindbygget iisolationen.

Koldt vand

1111 II I I

Kilde: Byggebåndbog for solvarmeanlæg (OVE’S forlag)

gertank sammenbygget med cirkulationspumpe, ekspansionsbeholder m.v.

OpgaveBestem solfangeralealet samt lager-tankens størrelse for et brugsvandsanlæg, når følgende er givet:Antal personer 6Der anvendes en højeffektiv solfangertype. Solfangeren placeres vendtmod syd og dens hældning med vandret er45

Sammenkobling mellem solvarmeanlæg og eksistet-ende varmeanlægHer er der som eksempel valgt en sammenkobling mellem fjernvarme ogsolvarme. Se fig. 4.25.

Fjernvarmesystemet består af to varmevekslere, en for rumopvarmning viaradiatorer og en for brugsvandsopvarmning.

Anlægget kræver ingen manuel omstilling, såfremt vandtemperaturen i

Fig. 4.25

varmelageret afviger fra den ønskedeværdi (bliver for lille) vil den vistetermostatiske ventil åbne for fjern-varmen til varmeveksleren, således atman opretholder den ønskede temperatur på det varme vand.

I perioder med stort vandforbrugog eller lille solindfald, virker varme-lageret som forvarmer, på denne mådeudnytter man altid solvarmeanlæggetoptimalt.

Solfangerkredsen kan naturligvisogså være sammenkoblet med andreformer for energiforsyning end fjernvarme, f.eks. oliefyr - naturgasfyr -

elvarme o.s.v.

Boligopvarmn ingSolvarmeanlæg til boligopvarmninger ikke særligt udbredt, dette skyldesbl.a., at varmebehovet er størst når solindfaldet er mindst, se fig. 4.26 side166, der viser varmebehovet samt solindfaldets årsvariation.

Soltanger

Brugsvandskrecis

165

Fig. 4.26 2Varmebehov

Skal man dække opvarmningsbehovet via solvarme, bliver det altså nødvendigt at forskyde energien fra enperiode til en anden. Dette stiller selvsagt krav om stor lagerkapacitet. Disse forhold vil vi dog ikke komme nærmere ind på her.

Saltum-anlæggetI 1988 blev det første solvarmeanlægindviet i Danmark. Anlægget er etableret i den nordjyske by Saltum ogbestår af ca. 1000 m2 solfangerareal,dimensioneret til at dække omkring50o af t]ernvarmebehovet på årsbasis.Udover Saltum-anlægget er forskellige andre store anlæg opført og planlagt opført.

På fig. 4.27 er princippet i anlæggetvist.

Saltum består af 267 husstande med

ca. 600 bebeboere tilsluttet fjernvarmenettet. I fjernvarmecentralen er denprimære energikilde naturgas. Nårtemperaturen i solfangerkredsløbet erstørre end temperaturen på returvandet, bliver returvandet via pumpen P2pumpet igennem varmeveksleren, herved forvarmes fjernvarmevandet indendet i kedlen opvarmes til den ønskedefremløbstemperatur.

Fig. 4.28, øverst næste side, viseropbygningen af solfangerfeltet. Medens fig. 4.29, også på følgende side,viser (et andet) solvarmeanlæg underetablering.

Solfangerne på fig. 4.28 er placeret iI 6 rækker med hver 5 solfangere. Tonaborækker af solfangere er serieforbundet i en streng på i alt 10 solfangere. De 8 strenge er parallelforbundettil den 275 m lange præisolerede ø76

P2Kedel -

Ifl- -~

-Ii~jj ~

i Arsmiddel

Solindtald

(!f~P.

FrQsoltongor

Ill solfanger

P1

0140 dobbeltrorledning til varmecentralen. I hver seriestreng er der indsaten drovleventil til indregulering afsolfeltet til jævnt flow

Årsenergiproduknon enEnergien målt på udgangsiden afvarmeveksleren i 1989 fordelt påmåneder er vist på fig. 4.30, side 168,Totalt er der målt en årsproduktion på437 MWh afleveret til Ijernevarmeværket, svarende til 431 kWh m2.Garantiproduktionen er fastsat til 370

Fig. 4.29

kWh m jvf. forprojektet for anlægget.Garantiproduktionen er altså klartovergået, men det skal bemærkes at1989 var et solår over gennemsnitet.

I 1989 har anlægget produceret i 247dage (hertil kommer 27 dage, hvorblot indgangskredsløbet har været igang).

Dcekningsg~vdenDesværre har hovedvarmemåleren pavarmeværket i perioder været ude af

Fig. 4. 30 Fordeling aj solvarrnepmdukilonen i 1989

funktion af forskellige - tildels ukendte - årsager. Det er således ikke muligtat angive en målt energiproduktion frafjernvarmeværket for hele 1989. Itabellen på denne side vises, hvor

meget energi fjernvarmeværket harleveret til byen pr. måned i 1989. Desammenhængende perioder, hvor fejler observeret, er udeladt og fejlperiodens længde (antal dage) er anført i

MWh 90

80- —

/,

70 —

. . Produktion i 1989: 437MWh

50-

- ‘:40—

30 .

.-:. -:

20-. . .//.

1#

10-’ ~

. / .-,,... .

7~ .~ -.‘ , ‘

~ ~ -

JAN FEB MA~ APR MA~ JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEC

Målt fjernvarmeproduktion og solvarmeandel i 1989

Måned Dage” Fjernvarme[MWh

Januar 4 848.2Februar 14 480.1Marts 0 899.9April 0 750.0Maj 0 482.4Juni 0 332.7Juli I 267.2August 31 0September 25 81.0Oktober 6 450.1November I 866.3December I 1322.5I alt 83 6480.4

Antal dage, hvor hovedvarmemåleren har værd ude af funktion.

Solvvarme[MWhJ

1.25.I

23.047.480.577.978.0

03.29.77.11.5

334.5

Sol-andel[0 o]

0.I1.12.66.3

16.723.429.2

03.92.10.8I.’5.2

168

tabellen. De anførte værdier er kontrolleret ved at kontrollere, om de daglige produktionstal har været rimelige.I tabellen anføres samtidig den producerede solenergi og dækningsgraden imåleperioderne. I den samlede måle-periode på 282 dage i 1989, hvorhovedvarmemåleren har fungeret, er5,2°o af tjernvarmebehovet dækketmed solvarme.

KonklusionVed daglig aflæsning af energimåleregennem hele 1989 og automatisk data-opsamling af 28 parametre i 760o afsolvarmeproduktionstiden i samme år,er vigtige data for anlægget bestemtinden for tre hovedområder: totalydelse i årets måneder, daglig produktions-forløb og andre data for anlægget, somf.eks. virkningsgradskurven.

I årets bedste døgn dækkes over3700 af energiforbruget af solvarme. I4-5 timer dækkes 100°o afeffektbehovet på 4-500 kW på disse dage. Samtidigt hæves temperaturerne 4-5 C ifjernvarmesystemet, som udtryk for atljernvarmesystemet benyttes som korttidsvarmelager. Denne temperaturstigning svarer godt til den forventedeefterdimensioneringsberegning for anlægget, der er udført med forholdsvissimple værktøjer.

Andre store anlægSom tidligere nævnt er der flere stederi landet udbygget med solvarmeanlægsom supplement til eksisterende fjernvarme.

Hvor langt man kan nå ad denne vejer dog svært at forudsige. Anlæggenefylder meget (store arealbehov) i forhold til den ret bekedne effekt der kan

opnås. Til gengæld må man konstatereat vedligeholdelses-omkostninger ersmå.

4.5 Afsluttende bemærkningerFra at være betragtet som noget kunmarginale grupper beskæftigede sigmed, er vedvarende energi nu på vej tilat blive en egentlig industrigren.

Når det gælder vindenergi, liggerDanmark på nuværende tidspunkt påen klar førsteplads. Anderledes forholder det sig med solenergien, her løberudviklingen hurtigt i de fleste europæiske lande. Feks. er man i Sverigelangt fremme med store kollektive sol-varmeanlæg med sæsonlagring af varmeenergien.

Også i middelhavsområdet, hvor solintensiteten er stor, eksperimenteresder med solenergianlæg i stor målestok.

Et af omverdenens krav til fremtidens teknikere vil være dikteret afønsket om et renere miljø.

Brundtlandrapporten spiller efterhånden en betydelig rolle i både dendanske og andre landes energipolitik.Flere og flere ressourcer sættes ind påat begrænse anvendelsen af fossiltbrændsel, for der igennem at opnå etmindre udslip afbl.a. CO og NON’er.

Dette kræver som tidligere omtalt enomlægning af energiforsyningen tilnye energiformer og brændselsteknologier.

Denne omlægning kræver viden ognytænkning, og vil foruden en udbygning af solvarme - biogasanlæg - vind-kraft krafivarmeanlæg m.m., ogsåomfatte teknologier der stadig erukendte eller befinder sig på forsøgsstadiet.

169

Ordforklaring

Absorption betyder opsuge, feks. optagelse af en gas i en væske, eksempelvis ammoniak i vand.

Adsorption Binding af en gas ellervæske på overfladen af et fast stof. Etmeget anvendt materiale er aktivt kul.

Aerob Forhold hvorunder der er ilt tilstede. Kan også betyde iltkrævende.

Aerosol Meget fint forstovet stof.Anaerob Forhold hvorunder der hver

ken er ilt eller nitrat til stede. Kanogså betyde ikke iltkrævende.

Anoxisk Forhold hvorunder der ikkeer ilt, men derimod nitrat til stede.

Aktiveret slamanlæg Biologisk rensninsprincip, hvor spildevandet sammen med såkaldt aktivslam beluftesDet aktive slam består af mikroorganismer (bakterier).

Audiometer Apparat til måling af hørelsen. Med et audiometer kan optages en hørekurve, et såkaldt audiogram.

Bl, (BOD,) er en betegnelse for detiltforbrug, målt i mgO I spildevand,der er nødvendigt ved biologisk omsætning af de organiske urenhederover 5 døgn.

Biologisk filter Biologisk rensningsprincip, hvor en fastsiddende bakteriekultur (filterhuden) bringes i kontakt med spildevandet, herved nedbrydes de organiske forbindelser under forbrug af ilt.

Biokemi er læren om de kemiske processer der forgår i levende organismer.

Biomasse Organisk materiale såsomhalm - træ - kunstgødning m.m.

COD Chemical Oxygen Demand, eret indirekte mål for spildevandets totale indhold af organisk stof. COD angives i mgO~ / spildevand. Som iltningsmiddel anvendes kaliumdicromat.

Colibakterier er bakterier, der findesi menneskers og dyrs ekskrementer.

Denitrifikation Biologisk omdannelse af nitrat til gasformig kvælstofunder anoxiske forhold.

Detergenter Syntetiske vaskemidler.Kan også indeholde f.eks. fosfat.

Drivhuseffekten Kuldioxid (CO) opfanger og returnerer varmestråhngerfra jorden. herved frembringes englobal temperaturstigning.

Emission Udsendelse eller udledningaf forurende stoffer, feks. gasser tilatmosfæren.

Endogen Indre, som stammer indefra.Enzym Et stof som fremmer en biologisk reaktion uden selv at blive for-brugt ved processen.

Eutrofiering Tilførsel af næringsrigestoffer oftest kvælstof og fosfor, herved bliver den organiske produktionfor stor, hvorved recipienten kan komme ud af balance. Dette kan medføresekundær forurening.

Flokkulering Samling af mindre partikler til større flokke, således at enadskillelse lettere kan forgå. Flokkulering kan frembringes ved hjælp afflokkuleringskem ikal ier.

170

Flotation er et rensningsprincip, hvorsuspenderet stof ved hjælp af småluftbobler tvinges til at stige op til envæskeoverflade.

Forsuring Formindskelse af pH-værdier i nedbør og vandområder, vedafsætning af HNO og H S04, som eriltningsprodukter af henholdsvis NO.,og SO.

Fotokemiske reaktion Kemisk reaktion mellem kulbrinter og kvælstof-oxider under indvirkning af sollys.

Fossile brændsier er feks. kul - olieog naturgas, der alle antages at væredannet af fortidige mikroorganismer.

Fotosyntese Opbygning af organiskstof (plantestof) ud fra kuldioxid,vand og sollys.

Fæces betyder menneskers og dyrs afføring.

Grænseværdi (6V) angiver den koncentration, som det tidsvægtede gennemsnit af koncentrationer i løbet afen 8 timers arbejdsdag ikke må overstige.

Gylle er en blanding af fast og flydende gødning fra husdyr.

Iltsvind Ved udledning afurenset spildevand foregår der i recipienten enbiologisk nedbrydning af organiskmateriale, hertil forbruges ilt. Såfremt geniltningen fra luften ikke kanfølge med iltforbruget, opstår den tilstand, der betegnes som iltsvind.

Katalysator Et stof der fremmer reaktionshastigheden for en proces udenselv af blive forbrugt. Katalysatoreranvendes talrige steder i teknikken,feks. til røggasrensning.

Kloring Tilsætning af klor til vandetmed det formål at desinficere, dvs, atrense vandet for smitstoffer.

Kompostering er en kontrolleret bio-

logisk nedbrydning af organisk materiale under luftens indvirkning.

Kuldioxidbalancen er det biologiskeglobale kredsløb som bruger og danner kuldioxid. Gennem øget forbrænding af fossile brændsier kan kuldioxidbalancen forrykkes.

Mineralisering betyder omdannelseaf organisk materiale til uorganiskmateriale.

Nitrifikation Omdannelse af ammoniak til nitrat ved tilførsel af ilt.

NO., Fællesbetegnelse for kvælstof-oxider. Væsentligst kvælstofdioxid -

NO.Næringssalte er der uorganiske for

bindelser, der indeholder kvælstof ogfosfor; her tænkes især på nitrater ogfosfater. Disse stoffer er nødvendigeved planternes opbygning.

Organisk Betegnelse for stoffer der eropbygget af kulstof og brint, mensom også ofte indeholder ilt - kvælstof - svovl m.m. Naturligt organiskstof er dannet af levende organismer.

Ozonlaget er en koncentration afozon(0) i atmosfærens øverste lag. Vednedbrydning af ozonlaget forøgesden ultraviolette stråling, som rammer jordoverfladen. Man mener, alfreonforbindelser nedbryder ozonlaget.

PAH Polyaromatiske kulbrinter dvs.gruppe af kulbrinter som indeholderflere benzenringe. Man mener at disse forbindelser er kræftfremkaldcnde.

Pesticider Kemiske forbindelser somkan dræbe organismer. Anvendesfeks. til bekæmpelse af plantesygdomme.

Patogen betyder sygdomsfremkaldende. Patogene bakterier er sygdomsfremkaldende bakterier.

171

Personækvivalent (PE) Den mængdeforurening som en person bidragermed. I PE regnes sædvanligvis til 60gram 0. døgn.

Recipient betyder modtager. En recipient kan altså være havet, et vandløb, atmosfæren osv.

Råslam er en betegnelse for ubehandlet slam fra renseprocesser.

Sedimentering Udskillelse af partikler ved hjælp af tyngdekraftens indvirkning. Sedimentation er altså detsammen som bundfældning.

Selvrensning Betegnelse for de naturlige processer, ofte af biologisk art,der bidrager til at nedbryde forureninger i recipenten.

Sekundær forurening Tilførsel aforganisk stof på grundlæg af de medspildevandet udledte næringssalte.

Slamstabilisering At bringe slammetpå en sådan form, at det kan deponeres på en miljømæssig og hygiejniskforsvarlig måde. Slammet kan stabiliseres ved udrådning eller ved lang-tids beluftning.

SMOG Betegnelse for den lufiforureningstilstand med nedsat sigtbarhed,der stammer fra reaktionen mellemkulbrinter og kvælstofoxider underindvirkning af sollys. SMOG (smoke+ fog).

Suspenderet stof (SS) er en betegnelse for opslemmet stof, i modsætningtil opløst stof. Suspenderet stof eraltså et mål for vands eller siams indhold af partikulært materiale.

Tungmetaller Metaller med stor massefylde. F.eks. bly - cadmium - kviksølv og kobber. Tungmetaller har gift-virkning over for mikroorganismer.

Vandforurening Påvirkning af envandmasse i en sådan retning, at detændre vandmassens kemiske og biologsike egenskaber.

økologi Læren om sammenhænge inaturen. Dvs. læren om organismernes afbængighed af hinanden.

Litteraturhenvisninger

Niels Lonneberg: Vandforurening,Horsens TeknikumNiels Lonneberg: Notater vedr, aktivslamanlæg, Horsens TeknikumErik Arvin og Jes la Cour Jansen:Introduktion til Spildevandsforurening. DTHMij/østyrelsen og SpildevandstekniskForening: Håndbog om drift af rensningsanlægMi(jøministeriet: Miljøet. En grundbog om miljøpåvirkninger og miljøet-stilstand i DanmarkSpildevandsteknik: Polyteknisk ForlagJes Fenger: Luftforurening. TekniskForlagNO. Clausen: Lyd og Støj, OdenseTeknikumMi(jøministeriet: Redegørelse omluftforurening, hovedrapportV Gorm Pedersen og Erik Bundgard:Praktiske muligheder for fjernelse afFosfor og Kvælstof. (I.Krüger)Claus Nickelsen, Vandkvalitetsinstituttet, ATV: De teoretiske mulighederfor fjernelse af fosfor og kvælstofDanvak: Varme og Klimateknik,grundbogVandrensning - om rensning afdrikkevand og spildevand: Maskinmestrenes ForeningTal om Natur og Mi(/ø: Miljøministenet Danmarks Statistisk

Stikordsregister:

Absorber 65, 90, 101-104, 130, Deponering 48, 50-5!, 54, 57,133-134, 160-162 69,72, 149

Absorption 63, 90-9!, 101-102, Detergenter 29,39130, 137 Diffuser 61

Adsorption 92-93 Drivhuseffekt 65, 7 1-72, 75, 143Aerob 17, 30, 35, 40-4!, 44-45, Dysenteri 64

50-5!, 57.60Akkumulator ISO Effektkurve 157Akkumuleringsevne 83, 85 Emission 67-70, 75-76, 82-83, 87,Aktivsiam 32, 36-39, 41,45-46, 89, 93-94, 99. 106, 108-111,

50, 54, 59 144, 146-147Alger 18 Emissionskoefficient 75-76Anaerob 18, 30, 44, 50-52, 54, 60 Endogen 35Anox 40-41, 44 Enzym 170Asbest 65, 72, 76-77, 156 lEutrofiering 170

Baggrundsstoj 118-119, 126. Filtrat 56139-140 Fjernvarme 66-67, 110, 144, 147,

Bakterier II, 17-18, 34-35, ISO, 165-166, 168-16940, 44-45 Flokkulering 46, 149

Bestrogne areal 153 Fluid-bed 46-47Bio-denitro 42-44 Flydeslam 27-28Bio-denipho 44,59 Flyveaske 83. 91, 103, 146, 149Biokemisk iltforbrug 19 Forsuring 69Biomasse 30, 32, 143-144, 15! Fortyndingsprineip 80Bronchitis 72 Fosfor JO-I!, 14-IS, 18-19,Brændværdi 53, 144, 146-149 22-23, 33. 36, 44-46. 48, 59-61Brundtlandrapport 169 Fotosyntese 16-17

Frekvens 113-114.119-121, 123-124,Centrifuge 54-57, 6!, 8! 126, 128, 130, 133-134, 139-140Centrifugering 56 Fæces 171CFC-gasser 70 Fældning 26, 29, 35, 42-46, 50, 59Container 59, 109-110, 138,

145, 149-ISO Gips 101Cyklon 80-82, 87, 101, 144-147 Global 65, 70-72. 75-76Decibel (dB) 115 Grundtone 113Dekanter 56,93 Grænseværdi (GV) 12, 76-80,Denitrifikation 40. 42-43, 60 127, 137

174

Gylle

HerdHesstonHusholdningsspildevand

Hydraulisk opholdstidHydrocarbon (CH)Hygiej niseringHoreværnIndustrispildevand

InfiltrationInkubationstidInversionIso fon

Jordforbedring

KammerfilterpresseKammertone 114Katalysatorer 73, 99, 106, IIIKemisk iltforbrugKeramiskKoldstartKol biderKomposteringKloakspildevandKloakgasKrojningKuldioxid

Kvælstof 10-11, 14-15, 18-20,22-23, 29, 32-33, 36, 40-45,

47, 59, 60-6 1, 69, 70, 146Kvælstofoxider 67, 75, 99, 147

MiljøhandlingsplanMikroorganismer

30-32, 34-36, 38,

OktavOpløst stof

99 Overtone10 Ozon57 Ozonlag

65 Paratyfus156 Patogener

Personækvivalent (PE)PesticiderPitchPlantestofPotentialePropelrotor

38, 60155

51-53,6414

II, 17-18.21,41-45, 50-Sl,

54, 6420

1414, 18,34,38

14, 16, 18, 28.30, 40

114,123-12410,21

11366, 70-71

75-76

641020

12-14155-157

16143, 158

151

Loftværdi 78Lokal 65. 67, 79-80, 126, 157Lydabsorption 130Lydintensitet 114-120Lydniveau 115-119, 121-123, 125,

138-141

Reaktor 44-45, 57, 94-95, 97,101, 105, 107-108

Recipient 7-9, II, 15, 17-18, 28,30, 64, 91

Recirkulation 30-31, 87, 103Referenceværdi 115-117

171 Lydreduktionstal 130, 133Lydtryk 114-116, 119-123, 125,

144-146 133, 137, 139-140146, 148

10, MammutrotorMekanisk koncentreringMetan

20-21,34287057

136-1377, 10, 18,20-22, 32 Modificeret Bl~

8-920 Navhøjde 153, 15567 Nitrose gasser 70

119 Nitrifikation 17, 20,40-41,43,60Noice - rating (NR) 124

58 NPO - redegørelseNæringsstofNæringssalte 10-11,55, 61

2196-97

49-50

51, 57, 64, 67, 71,74-75, 101

I 75

Regnvand 8, 10 Udskilningsgrad 83-87, 93Regional 65 Ultraviolet lys 70Rekuperativ 96, 98Rekommanderet 138 Vindkraft 74, 151-153, 169Respirabelt støv 81-82 Vindmøllepark 152-153Respiration 15, 17 Volumenbelastning 31Returslam 59Ringkanal 37, 39,42 Ækvivalent 8, 20, 122, 127Rist 24, 39, 59, 6 1-62, 64, 94,

120-121, 145-146, 148-149 økologi 172

ørekopper 136Salmonejla 64 ørepropper 136Sandfang 24-27, 37, 39, 59Scenarie 76Sedimentation 27-29Selektiv 160, 162Sekundær forurening 18, 40Silikose 72Slam 21, 25, 27-28, 32, 34-39,

41-46, 48-51,63, 91, 103, 149Slamalder 36, 4 1-42, 54Slambed 37, 54Slambelastning 35-37, 42, 54, 59Slamkoncentrering 51, 54, 57,61Slurry 101, 103Smog 70Sodium Flame Test 85SoIcelle 158-159Solfanger 159-164, 166Solvarme 74, 158-160, 165-166.

168-169Spraytørring 101-102Stoker 145-146Støkiometrisk 102-103Suspenderet stof (SS) 21Svovldioxid 67-68, 75, 90, 99, 147Sværtningsgrad 84-85Svævestov 65

Træflis 65, 147-149Tungmetaller lo-I 1,67, 70, 149Tyfus 64Tørstofindhold (TS) 21

176

—

— --•‘- .~r=

r-. —

ISBN 978 87-12-03024-9

— — ufl N HIHHIDI~ I~fflhI~H9 788712 0302497- -ry’.’

q~;~ ‘~‘:‘