SPILDEVANDSKOMITEEN ERFARINGSUDVEKSLING …...Erfaringsudveksling i Vandmiljøteknikken EVA 5Der sker mange projekter i byerne for tiden. Letbanearbejde, klimatilpasningsprojekter,

Viden der styrkerida.dk

NR. 1 ● 30. ÅRGANG ● APRIL 2017

ERFARINGSUDVEKSLING I VANDMILJØTEKNIKKEN EVASPILDEVANDSKOMITEEN

Adresseliste for udvalgsmedlemmer–Mads Uggerby (formand) EnviDan A/S Vejlsøvej 23, 8600 Silkeborg e-mail: [email protected] Tlf. 8722 8587

Sanne Lund (kasserer) MOE A/S Buddingevej 272, 2860 Søborg e-mail: [email protected] Tlf. 2540 0246

Kjartan Gunnarsson Ravn Vejle Spildevand A/S Toldbodvej 20, 7100 Vejle e-mail: [email protected] Tlf. 5118 1415

Ulla Boje Jensen Furesø Egedal Forsyning A/S Knud Bro Allé 1, 3660 Stenløse e-mail: [email protected] Tlf. 4137 5416

ISSN

: 190

1-36

63

Udgiver Ingeniørforeningen, IDA – Spildevandskomiteen Erfaringsudveksling i Vandmiljøteknikken EVA.

Indlæggene i bladet står for forfatterens egen regning, og Eva-udvalget er ikke nødvendigvis enig i den udtrykte holdning eller anbefaling.

Hjemmeside www.evanet.dk

E-mail [email protected]

Dette blads redaktør Kjartan Gunnarsson Ravn, [email protected]

Næste blads redaktør Agnethe Nedergaard Pedersen, [email protected]

Deadline for indlæg 1. juni 2017

Næste blad forventes udgivet August 2017

Redaktion Margrethe Nedergaard, [email protected]

Agnethe Nedergaard Pedersen

VandCenter Syd asVandværksvej 7, 5000 Odense Ce-mail: [email protected] Tlf. 6114 9310

Jakob Badsberg Larsen Niras A/S Sortemosevej 19, 3450 Allerø[email protected]. 4810 4561, Mobil 2141 8335

Kristian Vestergaard Ingeniørhøjskolen Aarhus Universitet Energi- og miljødesign Inge Lehmanns Gade 10, 8000 Aarhus C e-mail: [email protected] Tlf. 4189 3341

Forside foto Vandtrappen i Ry, klimaprojekt, Skanderborg Forsyning a/s

3Erfaringsudveksling i Vandmiljøteknikken EVA

IndholdLeder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Indbydelse til Temadag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Referat fra Årsmødet. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Kalender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Recipient og Afløbssystem – Et umage parMads Uggerby . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Fremtidens afløbssystem – Lokalt tilpassede løsninger Mathias Lassen Nørlem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Svovlbrinteudfordringer ved centralisering og energioptimering af spildevandsnetværkDEL 2Bruno Kiilerich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Foto Klimaprojekt i Galten, Skanderborg Forsyningsvirksomhed a/s


Der sker mange projekter i byerne for tiden. Letbanearbejde, klimatilpasningsprojekter, byudvikling mm. Ledninger ligger på kryds og tværs lige under jorden, samtidig med at der bliver krævet mere og mere plads i byrummet, bl.a. til håndtering af regnvand. Ingeniørerne bliver derfor udfordret af at de skal få ledningerne ind i gaden på meget lidt plads, og nogle gange skal beslutninger også træffes hurtigt. Til det benyttes som regel modelberegninger, men hvordan sikrer vi at modellerne er valide? Er der nogle forudsætninger som bliver overset i al hast og jag. Hvordan træffer vi beslutningen om afløbssystemet og byens udformning på den bedste måde. Sideløbende med det bliver nye modeller til dimensioneringen udviklet og gamle opdateret. Bruger vi stadig de rigtige modeller til den givne opgave? Er en simpel beregning ligeså god som en avanceret? Og hvornår skal vi huske at tage fagbrillerne på og ikke lade os forblænde? Tag med på catwalken den 11. maj, hvor vi vil præsentere forskellige modeller – og komme med bud på hvornår, de er for tynde… :)

Vel mødt!EVA-udvalget

LederBruger vi modellerne “rigtigt?”

Godsbanearealet i Aalborg. Boldbanerne fungerer

samtidig som bassin under kraftig regn. Niras A/S

Temadagen vil sætte fokus på om vi bruger modellerne rigtigt. Bruger vi de rigtige modeller til formålet. Presser vi modellerne til at beregne noget, som ikke var tiltænkt, og hvor er faldgrupperne i det? Er vi kritiske nok når vi opsætter og beregner med modellerne, for hvad værktøjerne kan, og hvad vi selv kan? Kunne der være andre metoder/værktøjer som kan hjælpe os bedre end de gængse? Og hvordan er det med de detaljer. Er det vigtigt at få detaljerne ind i modellerne, for at vi kan sige noget præcist om virkeligheden. Hvor præcise skal vi overhovedet være? Ligger djævlen i detaljen? Og hvis vi har fundet ud af noget vha. detaljerede beregninger, hvordan får vi det omsat til en overordnet stabil model igen? Kort sagt vil det blive en temadag, hvor vi nørder igennem med detaljerne. Vi vil høre om metoder og værktøjer, om betydningen af at være kritisk og hydraulisk bevidst om hvad vi laver. Dette møde kræver et vist kendskab til hydrauliske modeller, da målet er at vi dykker i dybden. Kom og hør nærmere på EVA temadagen ...

EVA-temadagEVA-udvalget indbyder til

Torsdag den 11. maj 2017, Hotel Nyborg Strand

Er modellerne for tynde?

Sæt kryds

i kalenderen

den 11. maj 2017

Program 9:30 Kaffe/teogrundstykker

10:00 Velkomst og indledning Agnethe N. Pedersen, EVA udvalget

Introduktion til dagens emne

10:10 Kontrol af energitab i forbindelse med tunnelledning på Østerbro, København Elham Ramin, SWECO

Københavns Kommune har besluttet at sikre byen mod skybrud. Det er målet, at der ikke må stå mere end 10 cm vand op af facaderne på ejendommene ved en 100 års regn om 100 år. Det stiller skrappe krav til de hydrauliske beregninger af de anlæg, der skal sikre byen. På indre Østerbro bliver rygraden i skybrudssikringen en stor tunnel under Strandboulevarden og Gl. Kalkbrænderi Vej, der leder vandet mod havnen ved ekstreme regn. For at sikre, at anlægget er hydraulisk bygbart – altså at de modellerede energitab svarer til de reelle energitab – er der gennemført omfattende kontrolberegninger/verifikation af MU-modellen.

10:35 Brug af CFD-beregninger ved overløb Henrik Sønderup, Rambøll

Oplægget vil komme ind på hvornår man bør lave CFD beregninger, når de almindelige overløbskanter ikke kan anvendes i Mike Urban modellen udfra to konkrete eksempler. Hvad kan CFD beregninger bruges til som Mike Urban ikke kan?

11:00 Kort pause

11:15 Hvordan man kan få hydraulikken i Mike Urban mere præcis Merete Knudsen, Krüger

I dette indlæg vil komme godt rundt om stabilitet af modeller, realistiske brøndtab, ruheder, beskrivelse af vandbremser, tromlesier m.m. i Mike Urban. Hvordan får man et kompleks bygværk til at passe ind i modelverdenen uden at gå på kompromis med hydraulikken udfra mange års erfaring indenfor området.

11:40 Defrieoverfladersforbandelse–analyseafavanceredehydrauliskestrukturer Michael Rasmussen, AAU

Udfordringerne ved analyse af avancerede hydrauliske bygværker - teoretisk, modelleringsmæssigt og målemæssigt.

12:05 Frokost

13:15 Hvordan kan man håndtere usikkerhederne i forhold til at dimensionere investeringstunge tunnelløsninger

Toke Sloth Madsen, HOFOR

I forbindelse med planlægning og dimensionering af tunnelsystemerne i Storkøbenhavn foretages en analyse af usikkerheder på designregn, afstrømning samt tunnelstrækningernes forventede kapacitet. Formålet er at dimensionere med et kendt sikkerhedsniveau og dokumentere pålideligheden/ sikkerheden af de planlagte løsninger.

Arbejdet er baseret på anbefalingerne i SVK skrift 27.

13:40 Hydrologisk modellering til forbedret modellering i våde perioder Kjartan Ravn, Vejle Spildevand

De våde vinterperioder i 2014 og 2015 har sat fokus på behovet for at tilføje hydrologisk afstrømning til afløbsmodellerne. Hvilken fejl risikerer vi at begå vi hvis vi ikke har hydrologisk afstrømning med? Hvordan kan modellen konkret udbygges? Fordele og ulemper ved at anvende MIKE SHE, MIKE URBAN RDII (NAM) model og/eller diverse måledata.

14:05 Pause

14:25 Mike Flood vs. Scalgo - styrker og svagheder i programmerne Justine Henonin, Vandcenter Syd

Mike Flood og Scalgo kan i nogle sammenhænge overlappe, men hvor har de hver deres styrker og hver deres svagheder. I hvilke situationer kan man benytte hvilke værktøjer – og hvad bliver resultatet.

14:50 Oversvømmelsessimulering vs. detaljegrad i 1D modeller Roland Löve, DTU

Opløsningen af hydrauliske modeller bliver ofte valgt efter praktiske hensyn. Vi har udviklet en algoritme til automatisk simplificering af 1D modeller og testet i et 45km² opland i Melbourne, Australien hvordan forskellige simplificeringsgrader påvirker 1D-2D beregningsresultater på lokalt og oplandsniveau.

15:15 Godeideertilfejlfindingogkvalitetssikring Agnethe N. Pedersen, EVA-udvalget

Kom med dit bud på, hvad vi ofte kan overse i modelværktøjerne.

15:25 Afrunding og afsluttende bemærkninger

15:30 Tak for denne gang og kom godt hjem

Deltagergebyr

Medlem af EVA 1300 kr.

Øvrige 1500 kr.

Ingeniører, Ikke medlem af IDA 3450 kr.

Studerende gratis

Tilmelding Tilmeld dig på IDAs hjemmeside

Hvor du opgiver

• Arrangement nr. • Navn • Adresse • Tlf. nr. • E-mail • Helst fødselsdato • Oplysning om du er ingeniør eller ej.

(Arrangementet

er åbent for alle)


Referat fra ÅrsmødetÅrsmødet blev holdt i forbindelse med EVA temadagen 2. februar 2017 på Hotel Nyborg Strand kl. 11:40 til 12:15

Dagsorden var som følger:

1: Valg af referent og ordstyrer

2: Godkendelse af dagsorden

3: Formandens beretning

4: Vedtagelse af Årsregnskab

5: Valg til bestyrelse

6: Evt.

Ad 1: Kristian Vestergaard blev valgt til ordstyrer og Kjartan Ravn til referent.

Ad 2: Dagsorden blev godkendt uden bemærkninger.

Ad 3: Formand Mads Uggerby fremlagde sin beretning.

Ad 4: Kasserer Sanne Lund fremlagde årsregnskabet og budget for næste år. Det blev enstemmigt vedtaget.

Ad 5: Jan Scheel takkede af efter 2 x 3 års tro tjeneste i bestyrelsen. Kjartan Ravn var på valg efter 3 års tjeneste og blev genvalgt til en ny 3 års periode. Jakob Badsberg Larsen og Lisbet Sneftrup Hansen havde begge meldt sit kandida-tur til den sidste post og derfor var der kampvalg mellem de to fremragende kandidater. De var begge til stede og holdt en kort præsentation af sig selv. Herefter gik årsmødet til valg. Det resulterede i 36 stemmer til Jakob og 19 stemmer til Lisbet. Jakob blev således valgt ind i bestyrelsen.

Ad 6: Der var ikke noget til evt.

Mødet blev herefter ophævet kl. 12:15.

10 Erfaringsudveksling i Vandmiljøteknikken EVA

Kal

end

er 2

017

EVA arrangementer

11. maj Er vores modeller for tynde – Hotel Nyborg Strand

21. sep. Udviklingsprojekter – mødested kommer senere

DANVA 29. maj Afløbssystemet – Modul 2, Skanderborg

7. jun. Beredskabsplanlægning for spildevandsselskabet ved ekstremvejr, Skanderborg

15. jun. Temadag – Spildevand, affald og nye produkter fra idé til projekt, Skanderborg

11-12. sep. Afløbsoperatør Forum, Skanderborg

Teknologisk Institut

4. – 8. sep. Afløbssystemer opbygning og funktion, Taastrup

4. okt. Drift og vedligeholdelse af LAR-anlæg, Taastrup

Ferskvandscentret

2. - 4. maj Drift af pumpestationer

Vil du vide mere om drift og vedligehold af pumpestationer?

9. maj Udbudsreglerne og den nyeste praksis for udbud på vand- og spildevandsområdet

Kurset giver dig den nødvendige viden omkring reglerne i udbudsloven og forsyningsvirksomhedsdirektivet.

KalenderFaglige arrangementer

Faglige arrangementer for forår og sommer 2017

Der henvises i øvrigt til de respektive kursus-udbyderes hjemme- sider for ajourføring af kursusdatoer, yderligere information samt tilmelding.


15. maj Tilsyn og håndhævelse på natur- og miljøområdet i Sorø

Kurset for enhver der fører tilsyn på natur- og miljøområdet

15. maj PULS om RBU – brugerkursus om regnbetingede udledninger

Lær at bruge datadelen om regnbetingede udledninger på endnu et PULS-brugerkursus, hvor du lærer at anvende den simple brugerflade i Miljøportalen.

15. - 17. maj Prøvetagning af spildevand

Udbyg din viden om prøveudtagning af spildevand og oparbejde dine færdigheder i brug af apparatur og metoder.

22. - 30. maj Den lovpligtige arbejdsmiljøuddannelse med fokus på spildevandsområdet

Er du arbejdsmiljørepræsentant i spildevandssektoren? Så tag den lovpligtige arbejds miljøuddannelse på Ferskvandscentret – her er den målrettet spildevandssektoren.

29. - 31. maj Procesteknik 2

Byg videre på din procestekniske viden og bliv spildevandsoperatør.

29. - 31. maj Tilsyn med anlægsarbejder

Her får du et grundigt kendskab til pligt og ansvar ved tilsyn med anlægsarbejder, og hvad du specielt skal fokus på i forbindelse med tilsynet.

30. maj Erstatningsudmåling ved ekspropriation

Få både juridisk og praktisk indsigt i erstatningssager

31. maj - 1. jun Tilslutnings- og udledningstilladelser

Her lærer du at udarbejde en tilslutnings– og en udledningstilladelse til renseanlæg

6. - 7. jun. Afløbsjura – hvad er praksis?

Her går vi i dybden med de regler, der gælder på afløbsområdet. Dygtige jurister og praktikere giver en skarp juridisk vinkel med flere kendte domme og den praktiske vinkel i forhold til sagsbehandlingen og den daglige administration.

19. - 21. jun. Procesteknik 3

Gode ideer og input til optimering og styring af processer

20. jun. Vibrationer og revner – et overset problem

Har du oplevet at vibrationer har udviklet sig til problemer, når I pumper?

21. - 25. aug Grundkursus i spildevandsrensning inkl. introduktionsforløb

Grundlaget for spildevandsoperatøruddannelsen – lær om driften af renseanlæg.

EVA arrangementer

11. maj Er vores modeller for tynde – Hotel Nyborg Strand

21. sep. Udviklingsprojekter – mødested kommer senere

DANVA 29. maj Afløbssystemet – Modul 2, Skanderborg

7. jun. Beredskabsplanlægning for spildevandsselskabet ved ekstremvejr, Skanderborg

15. jun. Temadag – Spildevand, affald og nye produkter fra idé til projekt, Skanderborg

11-12. sep. Afløbsoperatør Forum, Skanderborg

Teknologisk Institut

4. – 8. sep. Afløbssystemer opbygning og funktion, Taastrup

4. okt. Drift og vedligeholdelse af LAR-anlæg, Taastrup

Ferskvandscentret

2. - 4. maj Drift af pumpestationer

Vil du vide mere om drift og vedligehold af pumpestationer?

9. maj Udbudsreglerne og den nyeste praksis for udbud på vand- og spildevandsområdet

Kurset giver dig den nødvendige viden omkring reglerne i udbudsloven og forsyningsvirksomhedsdirektivet.

CIWEM, Chartered Institution of Water and Environmental Management, er Spildevandskomiteens søsterorganisation i Storbritannien. Bestyreslesformanden for CIWEM, Elliot Gill, er til dagligt Teknisk direktor ved CH2M.

Han kom og holdte et glimrende indlæg på EVA temadagen d. 2. februar 2017.

CIWEM afholder temadage som kan være interessante for os EVA medlemmer.

Den næste temadag afholdes onsdag 10. maj i Birmingham.

Se progammet her:

http://www.ciwem.org/events/urban-drainage-group-spring-conference-2017/

CIWEM, Chartered Institution of Water and Environmental Management


Recipient og Afløbssystem – Et umage par

Isolerede hændelser såsom skybrud, stormflod og tøbrud kan hver især give anledning til oversvømmelser. Implicit i dette ligger det også, at en kombination af ekstreme hændelser forskellige steder i det hydrologiske kredsløb, kan forværre de skadelige oversvømmelser. Denne kompleksitet rejser en række spørgsmål vedrørende sandsynligheden for samtidig-heden af ekstremhændelser. Med andre ord, hvad er risikoen for, at der er sammenfald mellem høj vandstand i vandløbet, høj vandstand i bugten og/eller skybrud, og hvordan kan vi håndtere dette i vores modelleringstilgang til klimatilpasning?

Det er måske fristende at kombinere fx en 10 års gentagelsesperiode for nedbøren med en 10 års gentagelsesperiode for vandløbet, når en koblet modellering af by og vandløb skal gennemføres. Men hvor ofte optræder disse to hændelser samtidigt – hvad er den ’resulterende’ gentagelsesperiode? I et klimatilpasningsprojekt, hvor EnviDan har hjulpet Aarhus Kommune og Aarhus Vand med de hydrauliske aspekter, er der udviklet en analy-setilgang, der gør det muligt at estimere, hvordan hændelser kan udvælges, så der er styr på den ’resulterende’ gentagelsesperiode.

En kompleksitet i klimatilpasningsmodellering er, at den i høj grad er stedsafhængig. I projektet er der for Vejlby/Risskov-området i Aarhus foretaget en analyse af 37-årig tids-serier for nedbør og vandløbsafstrømning, samt 10 års tidsserie for havniveau, hvor fokus har været på at undersøge, hvorvidt ekstreme hændelser er sammenfaldende. Projektets resultat var en holistisk metodetilgang til at håndtere den koblede modellering for Vejlby/Risskov, hvor bl.a. faktiske hændelser med en gentagelsesperiode på 100, 20 og 10 år blev identificeret og benyttet til modelleringsarbejdet.

Klimatilpasning af urbane områder er på mange måder et komplekst problem. Det er nødvendigt at tilgå problemet med en holistisk tilgang, der ikke kun involve-rer det urbane afløbssystem, men også vandløb, hav-vandsstand og grundvand.

Af: Udviklingschef Mads Uggerby, EnviDan A/S


Tilgangen til analysen af sandsynlighed for sammenfald tog udgangspunkt i en estimering af, hvorvidt afstrømningen fra afløbssystemet med udløb til Egåen, Egåens vandføring og Aarhus Bugts vandspejlsniveau var afhængige variable. Analysen efterviste, at den urbane afstrømning og vandløbsafstrømningen var afhængige, mens havniveauet var uaf-hængig af de resterende variable. Årsagen til uafhængigheden af havniveauet er en sluse placeret ved udløbet af Egåen, hvor vandet pumpes udenom, hvilket medfører at ændrin-ger i havvandstand ikke forplantes opstrøms i Egåen. Uafhængigheden gør, at der mere isoleret kan fokuseres på sandsynlighed for sammenfald mellem den urbane afstrømning og Egåens vandføring. Dette vil ikke nødvendigvis være tilfældet i andre situationer.

En korrelationsanalyse viste meget lave korrelationsværdier (Figur 1) og endda en negativ Nash–Sutcliffe koefficient mellem den urbane afstrømning og vandløbsvandføringen. Når der helt objektivt ses på, hvornår de 30 kraftigste hændelser forekommer er det næsten ude-lukkende sommerhændelser for det urbane system, mens det er vinterhændelser for Egåen.

Og plottes de kraftigste (volumen) afløb fra byen mod indekseret vandføring i vandløbet er det tydeligt, at der ikke er registeret sammenfald mellem ekstrem udløb fra byen og ekstrem vandføring i vandløbet (Figur 2).

Baseret på en ”extreme value distribution type I” (Gumbell) blev det kombinerede systems vandføring (vandføring i vandløbet og samtidig udledningen fra byen) fremskrevet, hvilket dannede grundlag for udvælgelse af faktisk hændelser til modellering med en given gentagelsesperiode i vandløbet, der både er status og klimafremskrevet, se Figur 3.

Figur 1 Korrelationsanalyse mellem hen-holdsvis urban afledning til Egåen og vandføringen i Egåen (venstre) samt havvandstanden i bugten og vandføringen i Egåen (højre).

Figur 2 Plot af indekseret og rangeret udledning fra byens afløbssystem til Egåen (volumen) mod indekseret vandføring i Egåen


Til modellering af konsekvenserne ved skybrud blev der foretaget en vandløbsmodel-lering af sandsynlige vandløbsføring ved ekstreme nedbørshændelser. De sandsynlige vandføringer i vandløbet blev fastlagt på baggrund af et plot af sammenhængen mellem vandføring i åen og afledningen fra afløbssystemet til åen. Den vandføring, der blev brugt til modellering af en randbetingelse, i form af en vandstand i åen ved det hvert udløb fra byen, for den urbane model, blev fastlagt som 95% fraktilen af de observerede vandføringer i Egåen ved de ca. 40 kraftigste hændelser (svarende til ca. > 1 års gentagelsesperiode). Dette er et valg, der er truffet – i dette tilfælde et relativt konservativt valg.

KonklusionMed analysen blev der etableret et modelleringsgrundlag, hvor de ’resulterende’ genta-gelsesperioder for ekstreme hændelser for henholdsvis vandføring eller nedbør/skybrud baserer sig på de observerede forhold mellem vandløbsvandføring og nedbør.

En af konklusionerne ved at modellere afløbssystemet i Mike Urban og vandløbssystemet i Mike 11, begge med en hertil koblet terrænmodel i Mike Flood, var, at høj vandløbsvand-føring i det aktuelle tilfælde er mere kritisk for oversvømmelser end samme vandføring helt eller delvist forårsaget af en nedbørshændelse.

Det er dog ikke en konklusion, der umiddelbart overføres til andre projektlokaliteter. Der-imod er metoden direkte til at overføre til andre projektlokaliteter, så et mere validt, lokalt modelleringsgrundlag kan etableres for modelberegninger af klimatilpasningsprojekter. Beregninger, der ofte er grundlag for store investeringer.

Figur 3 Extreme value distribution – Type I (Gumbel) fremskrivning af systemets samlede vandførning som funktion af gentagelsesperiode. På baggrund af det samlede systems vandføring udvælges faktiske hændelser med tilsvarende vandføring.

Figur 4 Vandføring i Egåen plottet mod den urbane afledning til Egåen.


Fremtidens afløbssystem– Lokalt tilpassede løsninger

Der er enighed om det overordnede mål; borgere og recipienter skal sikres på en måde, der skaber værdi.

Derimod ses der, i et lille land som Danmark, vidt forskellige prioriteringer i forhold til at opfylde dette mål. Separering af afløbssystemer er således i fuld gang mange steder. Andre vælger at bevare fællessystemet i videst muligt omfang.

Forudsætningen for optimale investeringer er, at der tages udgangspunkt i de konkrete udfordringer og muligheder. Derfor giver det god mening med de forskellige prioriteringer. For de bedste løsninger er ofte kombinationen af de to kloakeringsformer, sammen med forskellige virkemidler, differentieret på oplandsniveau (figur 1).

Indtil nu har virkemidlerne primært været etablering af forskellige former for grøn infra-struktur, dvs. lokal håndtering eller forsinkelse af regnvand. Med den nuværende, teknolo-giske udvikling må det forventes, at også virkemidler som intelligent styring og decentrale renseteknologier i afløbssystemet, vil blive udnyttet i et større omfang end i dag.

Der er behov for at sætte mange forskellige løsninger i spil, for at kunne implementere de bedste, lokalt tilpassede løsninger.

Regnvand er forurenetRegnbetingede udledninger af urenset spildevand fra fællessystemer (overløb) står i dag for tæt på halvdelen den af den samlede spildevandsforurening og tæt på en fjerdedel af den samlede punktkildeudledning af organisk materiale og næringsstoffer i Danmark /1/. Dette kunne foranledige en til at tro, at fællessystemet ikke er fremtiden.

Der er behov for at opdi-mensionere det eksisteren-de afløbssystem. Ikke kun med henblik på at sikre mod oversvømmelser – men også for at sikre recipienterne, der skal opnå eller bevare en god økologisk tilstand.

Af: Mathias Lassen NørlemProjektingeniør Afløb ØstKRÜGER A/S


Regnvand er dog heller ikke rent. Uanset hvordan det håndteres, vil det resultere i en belastning af recipienten. Et separat regnvandssystem kan således medføre samme udledte stofmængder - ganske enkelt fordi de udledte regnvandsmængder er meget større end fra et fællessystem. Der er imidlertid stor forskel på hvornår, hvordan og hvor den primære belastning sker.

De lokale forhold spiller en stor rolle Et eksempel på dette er vist i tabel 1, hvor forskellige løsninger for det samme opland er sammenlignet. Udgangspunktet er et ”standard”-opland på 10 red. hektar. Der er anvendt typiske stofkoncentrationer i udløb fra renseanlæg, separate regnvandsudløb og over-løbsvand – begge sidstnævnte i udløb hhv. overløb fra veldimensionerede bassiner. Ved nogle recipienter vil et fællessystem miljømæssigt være det mest hensigtsmæs-sige. Det gælder eksempelvis, hvis recipientens følsomhed primært er over for den akkumulerende belastning. Her er det nemlig af væsentlig betydning, at størstedelen af belastningen stammer fra renseanlægget, som oftest udleder til relativt store og robuste recipienter. Modsat separatsystemet, hvor der ses en større belastning i selve oplandet ved de ofte mindre og mere følsomme recipienter.

I andre tilfælde kan selv samme argument pege mod den største miljømæssige effekt ved et separatsystem. Det vil være i tilfælde, hvor det er den akutte effekt af de få, men koncen-trerede, belastninger fra overløb i fællessystemer, der er kritiske. Det kunne være i forhold til et kortvarigt, højt iltforbrug i små vandløb. Eller ammoniakforgiftning fra det ammonium, som findes – om end meget fortyndet - i overløbsvand. Til sammenligning udledes ”iltforbruget” (BOD) i det separate regnvand over hele året, mens ammonium stort set ikke findes i sepa-rat regnvand. Kvælstofindholdet i regnvand er således ofte af en relativt uomsættelig slags.

Figur 1 Løsningsformer bør være evalueret og kortlagt i en ressourcebevidst og

helhedsorienteret strategi, før beslut-ningerne om de meget store, fremtidige

investeringer træffes. Både med øje på skybrudsplaner, visioner for den

overordnede spildevandsstruktur og recipientbeskyttelse. Eksemplet her er fra

en masterplan udarbejdet af Krüger for Svendborg forsyningsområde.


Det skal i hvert enkelt tilfælde desuden overvejes, hvilke belastningsparametre, der skal vurderes ud fra. I tabel 1 er vist de klassiske parametre, men tungmetaller, miljøfremmede stoffer, bakterier og – som det sidste nye – mikroplast bør også indgå i vurderingen.Der må altså træffes en beslutning om den mest hensigtsmæssige kloakeringsform ud fra de konkrete, lokale forhold samt den tilhørende anlægs- og driftsøkonomi. Herunder også det ønskede serviceniveau og sammenhæng med f.eks. skybrudsprojekter.

Belastningen er den samme – prisen er ikkeAf tabel 1 fremgår også estimerede priser for ”standard”-oplandet ved hhv. opdimensione-ring af fællessystemet og omlægning til separatsystem.

Tabel 1Sammenligning af udledte stofmængder, udledningspunkter og anlægs-priser for forskellige løsninger i et ”standard”-opland på 10 red. hektar

Figur 2 Det kombinerede system i sin

grundform. Samstyring kan reguleres efter hvordan belast-

ningen mest hensigtsmæssigt fordeles mellem renseanlæg og

lokale recipienter.

SCENARIE UDLE

DNIN

G

TIL

RECI

PIEN

T

ANT

AL

UDLE

DNIN

GER

REDU

KTIO

N I U

DLED

T ST

OFM

ÆNG

DE

ANL

ÆG

SOV

ERSL

AG

MER

OM

KOST

NIN

G

IFT.

ST

ATU

S SI

TUA

TIO

NEN

[MIO

. KR

.]

COST

-BEN

EFIT

Mer

omko

stni

ng p

r. re

duce

ret

over

løb

[M3 /ÅR] [PR. ÅR] [ % ] [MIO. KR.] [MIO. KR.] [KR./M3]

1: Status – renovering af eksisterende system 132.000 11,6 - 37 0 -

2: Ekstra bassin ved pumpestation (Pst.) på 5.000 m3 85.000 6,6 36 % 92 55 1.170

3: Ekstra trykledning (1.250 l/s)

+ ekstra bassin nedstrøms i opland på 8.000 m379.000 6,1 40 % 128 91 1.700

4a: Status – 20 % afkobling i oplandet (vision om 10 år) 75.000 7,6 43 % 117* 80* 1.400

4b: Status – 40 % afkobling i oplandet (vision om 20 år) 34.000 4,1 74 % 197* 160* 1.630

4c: Status – 60 % afkobling i oplandet (vision om 30 år) 8.500 1,6 94 % 277* 240* 1.940

7: Rensning af overløb ved Pst. - Actiflo® (1,5 m3/s) 132.000 11,6 65 % 57 20 233

Oversigt Årlig belastning Fordeling af belastning Anlægspris

[kg/år] [m3/år] [mill. kr.]

SS BOD Total fosfor Total kvælstof Via renseanlæg Lokal recipient

Fælles 1.135 558 42 201 77.500 2.500 21,2

Separat 1.170 600 39 229 35.000 45.000 36,4

Fælles/separat (50/50) 1.135 564 40 209 56.250 23.750 19,4

Kombineret system med “simpel” styring

1.163 508 40 194 76.650 3.350 16,4


Erfaringer viser, at op mod 60 % af ledningerne, i fælleskloakerede systemer, kan forven-tes at skulle være større for at have tilstrækkelig kapacitet til fremtidens regn. Ved omlægning til separatsystem benyttes det eksisterende afløbssystem, i så vid udtrækning som muligt, som det fremtidige regnvandssystem. Selvom kravene til overhol-delse af serviceniveau er lavere for regnvandssystemer, viser erfaringstal, at op mod 40 % af ledningerne skal opdimensioneres i fremtiden af hensyn til serviceniveau.

Ændring af et eksisterende fællessystem til separatsystem er således ofte op til dobbelt så dyrt som at opdimensionere et fællessystem. Heri er endda ikke medregnet udgifter for de private parcelejere til separering på egen grund. Primært anlæg af et nyt spildevands-system vejer tungt.

De to billigste løsninger, vist i tabel 1, er eksempler på kombinerede systemer. Foruden at disse bevarer fællessystemet, er fordelen ved de kombinerede systemer, at behovet for opdimensionering af det eksisterende ledningssystem kan reduceres. Tilgangen under-støtter dermed også, at ledningernes restlevetid bedre udnyttes, da de ikke skal skiftes på grund af manglende hydraulisk kapacitet.

Behovet for opdimensionering kan reduceres ved på forskellig vis at frakoble eller forsinke den ekstra vandmængde fra fortætning, arealudvidelser og klimafaktor. Anlægsoverslaget for fælles/separat-systemet er baseret på, at halvdelen af ”standard” -oplandet omlægges til separatsystem på traditionel vis.

Det ”kombinerede system” er en blanding af løsninger i oplandet, som sigter mod at reducere behovet for etablering af nyt bassinvolumen, og dermed anlægspris, uden at der gås på kompromis med recipientbelastningen.

Tabel 2.Anlægsomkostninger for forskellige

tiltag i oplandet til en større pumpestation. Meromkostning for hvert tiltag, i forhold til blot

at renovere den eksisterende pumpestation, er sat i forhold til, hvor stor effekten er på overløb til recipient. Afspejlet ved en pris pr. reduceret

m3 overløb, pr. år.

SCENARIE UDLE

DNIN

G

TIL

RECI

PIEN

T

ANT

AL

UDLE

DNIN

GER

REDU

KTIO

N I U

DLED

T ST

OFM

ÆNG

DE

ANL

ÆG

SOV

ERSL

AG

MER

OM

KOST

NIN

G

IFT.

ST

ATU

S SI

TUA

TIO

NEN

[MIO

. KR

.]

COST

-BEN

EFIT

Mer

omko

stni

ng p

r. re

duce

ret

over

løb

[M3 /ÅR] [PR. ÅR] [ % ] [MIO. KR.] [MIO. KR.] [KR./M3]

1: Status – renovering af eksisterende system 132.000 11,6 - 37 0 -

2: Ekstra bassin ved pumpestation (Pst.) på 5.000 m3 85.000 6,6 36 % 92 55 1.170

3: Ekstra trykledning (1.250 l/s)

+ ekstra bassin nedstrøms i opland på 8.000 m379.000 6,1 40 % 128 91 1.700

4a: Status – 20 % afkobling i oplandet (vision om 10 år) 75.000 7,6 43 % 117* 80* 1.400

4b: Status – 40 % afkobling i oplandet (vision om 20 år) 34.000 4,1 74 % 197* 160* 1.630

4c: Status – 60 % afkobling i oplandet (vision om 30 år) 8.500 1,6 94 % 277* 240* 1.940

7: Rensning af overløb ved Pst. - Actiflo® (1,5 m3/s) 132.000 11,6 65 % 57 20 233

Oversigt Årlig belastning Fordeling af belastning Anlægspris

[kg/år] [m3/år] [mill. kr.]

SS BOD Total fosfor Total kvælstof Via renseanlæg Lokal recipient

Fælles 1.135 558 42 201 77.500 2.500 21,2

Separat 1.170 600 39 229 35.000 45.000 36,4

Fælles/separat (50/50) 1.135 564 40 209 56.250 23.750 19,4

Kombineret system med “simpel” styring

1.163 508 40 194 76.650 3.350 16,4


Kombinerede systemer – minimering af udbygningsbehovDen kombinerede løsning omfatter i dette tilfælde, at regnvand fra vejarealer, pladser, store samlede tage m.v. omkobles og ledes frem til et regnvandsbassin, som på normal vis er placeret ved recipienten, altså en delvis separering. Fællessystemet inkl. bassin består således fortsat.

Fællesbassin og regnvandsbassin samstyres, så vand fra den fælleskloakerede del fortrinsvis føres til den afskærende ledning. Regnvandsbassinet indrettes sådan, at regn-vandet ved normal drift – i modsætning til traditionelle regnvandsbassiner – føres tilbage til den afskærende ledning, når der er plads (figur 2).

Behovet for bassinvolumen bliver på den måde væsentligt mindre end det tilsvarende i både fællessystem og regnvandssystem. Stofbelastningen ses at være på samme niveau som de øvrige systemer vist i tabel 1.

Afhængigt af mulighederne i hvert opland, kan regnvandsbassinet også være udgjort af flere, mindre LAR-anlæg med eller uden nedsivning, der, som minimum, skal sikre den nødvendige forsinkelse.

Implementering af grøn infrastruktur tager tidForuden ofte at være en relativt billig løsning kan den kombinerede løsning – med eller uden den beskrevne samstyring – indgå i bestræbelserne på at opnå den blå-grønne by, hvor regnvandet udgør en rekreativ værdi. Det vil derfor ofte være den løsning, der bedst opfylder forsyningens og kommunens visioner.

Implementering af grøn infrastruktur i et omfang, der kan kompensere for den manglende hydrauliske kapacitet i de eksisterende afløbssystemer, vil imidlertid tage lang tid. Nok længere tid end målopfyldelsen af vandområdeplanerne kan vente.

Samtidig er det mange steder en nødvendighed, at der også laves løsninger af en mere ”grå” karakter, dvs. rør eller bassiner.

I den sammenhæng kan virkemidler som intelligent styring og decentrale renseteknolo-gier få en stor rolle. Dels i at reducere behovet for nye rør/bassiner, og dels ved at sikre løsninger med en effekt nu og her.

Styring af afløbssystemer – en caseDer findes allerede en række eksempler på intelligent styrede fællessystemet. I disse systemer prioriteres det, hvor og hvornår vandet sendes videre i afløbssystemet. Det sikrer, at der døgnet rundt er den bedst mulige udnyttelse af både afløbssystemet og renseanlæggets kapacitet. Dermed mindskes aflastningerne, og de uundgåelige aflast-ninger ender, hvor det er miljømæssigt mest hensigtsmæssigt og på tidspunkter, hvor spildevandet er mest muligt fortyndet.

Implementering af styring i Kolding reducerede eksempelvis behovet for etablering af nyt bassinvolumen med 40 %.

Decentral rensning – en caseEt eksempel på hvordan en relativt lille investering i form af en decentral renseteknologi kan give stor effekt, nu og her, er illustreret i tabel 2. Der er her vist effekten af forskellige


anlægstekniske tiltag i oplandet til en større, dansk pumpestation. Effekten er vurderet ud fra reduktion i overløbsmængder og – hyppighed fra bassinet ved pumpestationen.

I denne case opnås den største effekt ved afkobling af relativt store regnvandsoplande (20-60 %). Det er også klart det dyreste tiltag, men tjener dog mange andre formål, end blot at reducere overløb, og investeringerne sker over mange år (beløbene svarer til 8 mio. kr. pr. år). Det markant billigste tiltag er implementering af en kompakt, automatiseret rensetekno-logi. Der er her regnet med en Actiflo®-løsning (opholdstid ca. 7 min) og den renseeffekt, der hermed erfaringsmæssigt kan opnås på suspenderet stof, fosfor og BOD (65-98 %). Desuden renses effektivt over for tungmetaller, mikroplast og øvrige stoffer, som i høj grad findes på partiklernes overflade. Endelig muliggør fraseparering af partikler en effektiv desinfektion af det rensede vand, hvis der er krav om badevandskvalitet ved recipienten. (figur 3).

Den årligt aflastede vandmængde er uændret fra status. Men stofmængden i vandet, der aflastes, er reduceret i en sådan grad, at effekten er på niveau med belastningen – de ofte langsigtede – tiltag som afkoblingsprojekterne.

Den mulighed for intelligent styring, et lokalt udledningspunkt med stor hydraulisk kapacitet giver, kan måske endda yderligere bruges til at optimere hele afløbssystemets funktion.

Eksemplet er konkret, men løsningsmodellen er endnu ikke besluttet. Helt tilsvarende løsningsmodeller ses imidlertid i stort omfang i bl.a. vores nabolande Norge og Sverige. Det skyldes primært en anden lovgivning på området for overløb – og deraf et økonomisk incitament til reelt at gøre noget ved problemer med overløb nu og her.

Indsatsen kan starte nu Intelligent styring og decentral rensning i afløbssystemet er forbundet med relativt begrænsede anlægsomkostninger. Samtidig kan der på denne måde hurtigt opnås en effekt. Dertil kommer den fordel, at det giver mulighed for at afvente, hvordan udviklingen og tilpasningen i oplandet forløber. Klimatilpasning er en løbende proces, og det må for-ventes, at strategi og løsninger skal detaljeres og justeres i takt med at klimaet ændres, og vidensniveauet øges.

/1/ (Punktkilder 2013; Miljøministeriet, Naturstyrelsen, 2015)

Figur 3 En lokal renseteknologi kunne

være Actiflo®. Løsningen er yderst kompakt, automatiseret og anvendes

i stort omfang til rensning af overløbsvand i vores nabolande.


Frigivelse af svovlbrinteSvovlbrinte kan frigives fra spildevandet, hvori det transporteres efter dannelsen i biofil-men, når der er et frit vandspejl med en overliggende kloakatmosfære. Da sulfid sjældent dannes i gravitationsledninger i Danmark, er det derfor for enden af trykledningerne, at denne frigivelse finder sted. De afledte problemer i forbindelse med svovlbrinte frigivelsen koncentrerer sig altså hovedsageligt omkring oppumpningsbrønde samt den efterfølgen-de gravitationsledning.

Frigivelsen fra spildevandet afhænger som beskrevet i del 1 blandt andet af, på hvilken kemisk form sulfid befinder sig, samt hvilken temperatur spildevandet har. Jo lavere pH (sulfid hovedsageligt på svovlbrinte (H2S) formen) og højere temperatur jo mere sulfid kan frigives fra spildevandet. Udover disse to parametre er turbulensen af spildevandet i oppumpningsbrønden og gravitationsledningen en afgørende faktor for frigivelsen (Figur 1). Turbulens er den fysiske kraft som driver svovlbrinten ud af spildevandet.

Det kan kort siges, at øget turbulens i spildevandet ved overgangen til oppumpningsbrøn-den og i den efterfølgende gravitationsledning øger svovlbrinte frigivelse. Dog er det kun muligt at drive maksimalt 10-30% af svovlbrinten af på denne måde.

Svovlbrinte- udfordringer – ved centralisering og energioptimering af spildevandsnetværk

DEL 2,

... fortsættelse følger i det næste EVA-blad

Af: Bruno Kiilerich,Erhvervs PhD studerende Aalborg Universitet/Grundfos

Ved centraliseringen af spildevandsrensningen fra mindre byer og spredt be-byggelse bliver man, grundet topografien i Danmark, nødt til at pumpe spildevandet.


En frigivelse af yderligere svovlbrinte beror på den kemiske ligevægt, der indstiller sig imellem spildevandet og kloakatmosfæren imens spildevandet flyder videre ned igennem gravitationsledningen. Under denne transport igennem oppumpningsbrønden og gravitati-onssystemet sker der en geniltning af spildevandet. Det ilt der overføres fra kloakatmo-sfæren til spildevandet bruges blandt andet til at ilte sulfid tilbage til sulfat. Det betyder, at i lange gravitationsledning med god geniltning kan den del af sulfiden, der ikke er blevet frigivet, blive omdannet til sulfat igen. Dette betyder også, at generne fra sulfid oftest er størst lige omkring oppumpningsbrønden og det første stykke ned igennem gravitations-ledningen, hvorefter det gradvist aftager (Figur 2).

Et tiltag til at begrænse generne fra sulfid, når det er blevet dannet, er derfor at mindske turbulensen i oppumpningsbrønden. Dette vil holde mest muligt af sulfiden i spildevandet, hvor en omdannelse til sulfat potentielt kan finde sted. Dette er dog til dels uforeneligt i forhold til geniltning, da geniltningen sker bedst under turbulente forhold. Overordnet set vil det dog være bedst at holde det sulfid, der ikke allerede er blevet frigivet, nede i spildevan-det, uanset om det bliver omdannet til sulfat eller ej, da det ikke gør nogen skade her. Man skal dog være opmærksom på, at svovlbrinten stadig kan blive frigivet på steder med høj turbulens, og at der typisk skal nogle kilometer gravitationsledning til, før alt sulfiden er væk.

Figur 1 Skitse der illustrerer

indflydelsen af turbulens, temperatur og pH på

svovlbrinte frigivelse fra spildevand.


Luftstrømmen i kloakatmosfærenSom det ses af Figur 2, koncentrerer korrosionen sig ikke kun til oppumpningsbrønden, men breder sig videre ned i gravitationsledningen. Det skyldes blandt andet, at lige-vægten af svovlbrinte mellem spildevandet og kloakatmosfæren gradvist indstilles som tidligere nævnt, men også at kloakken ”ånder”. Det betyder, at der skiftevis suges luft ned i kloakken og skubbes luft ud af kloakken. Begge processer kan ske i samme brønd, men det kan også være på helt separate steder, at de to ting finder sted. Dette afhænger helt af pumpesekvenser og den fysiske udformning af ledningen og brønden. Under alle omstændigheder hænger vejrtrækning tæt sammen med flowet af spildevand, og som tommelfingerregel siger man, at kloakken fører lige så meget luft som spildevand med sig. Luften bevæger sig ned igennem gravitationsledningen med en hastighed svarende til ca. 5-40% af spildevandets hastighed. Ydermere kan vind henover åbninger i systemet (huller i dæksler, overløb, ventilation osv.) også have indflydelse på om luften presses ned i eller suges op af kloakken. Så selvom der er svovlbrinte tilstede i en oppumpningsbrønd, der potentielt kunne give lugtgener, er det ikke sikkert, at dette vil forekomme, da systemet netop i dette punkt ånder ind. Det betyder dog, at svovlbrinte vil blive transporteret inde i gravitationsledningen og er denne lavet af beton, kan der opstå korrosionsskader inde i røret.

Typisk vil oppumpningsbrønden ved overgangen fra en trykledning dog ved den første del af pumpningen ånde ud, i det der kommer et flow ind i brønden. Afhængig af de fysiske rammer på stedet, kan der efter at flowet er etableret, enten ske en fortsat udånding af den gasbærende luft, eller dette kan overgå til at blive en indånding i stedet for. Grundet dette, kan lugtgener være meget periodevise ved oppumpningsbrønden, hvorfor det kan være svært at konstatere problemer på lokaliteten efterfølgende. Derudover må man ikke

Figur 2 Eksempel på hvordan generne fra svovlbrinte gradvist reduceres ned igennem gravitation-sledningen.


glemme variationen i alle de andre parametre som influerer dannelsen af svovlbrinte jf. del 1 som f.eks. forskelle i opholdstid, indhold af organisk stof etc. Disse variationer vil bevirke, at man ved en senere inspektion af lokaliteten måske ikke vil konstatere nogen problemer, selvom der bliver pumpet en batch vand ind i brønden.

I tilfælde hvor man har modtaget borgerhenvendelser angående lugtgener, kan det derfor være en god ide at hænge en svovlbrintelogger ud i en periode. Dette vil give en ide omkring omfanget af generne, og på denne baggrund kan man vurdere, om dette er et tilbagevende problem, der bør sættes ind overfor. Det skal her i parentes bemærkes, at ikke det ikke kun er svovlbrinte, der giver spildevand en dårlig lugt. Der kan således godt være lugtproblemer, uden at der er svovlbrinte tilstede. Sådanne forhold vil kunne opstå et stykke nedstrøms for en pum-peledning (måske 1-2 km). Ved eller tæt på oppumpningsbrønden vil det dog være svovlbrinte, der dominerer lugten.

Det skal dog holdes in mente, at en borgerhenvendelse ikke nødvendigvis giver et præcist bil-lede af, hvor det reelle svovlbrinteproblem er opstået. Borgerne i oplandet kan have forskellige tolerancegrænser, og klagen er måske blot udtryk for, at én borger har følt sig generet. Derfor bør en sådan henvendelse ikke kun dreje sig om den specifikke lokalitet, da svovlbrinte i nogen tilfælde kan blive transporteret i spildevandet over længere afstande, uden at blive frigivet fra spildevandet. Frigivelsen på det specifikke sted kan f.eks. skyldes et pludseligt fald i pH eller øget turbulens. Altså kan det være et helt andet sted i systemet, at kilden til svovlbrintedan-nelsen skal findes, og stedet hvor man bør koncentrere sin bekæmpelse. Man bør derfor lave fysiske inspektioner af såvel den pågældende lokalitet samt opstrømsliggende lokaliteter, gennemgå ledningsprofiler, estimere opholdstider, vurdere hvilke typer af spildevand etc. og finde frem til hvor kilden til problemet reelt er.

Ånder ud: svovlbrinte kan blive frigivet fra kloaksystemet og give lugtgener

Ånder ind: svovlbrinte føres med videre ned i gravitationsledningen og kan forårsage korrosionsskader længere nede.

Figur 3 Øverst: skitse af luftstrømme i en gravitationsledning. Nederst: Modellering af luftstrømme i et kloaksystem. Positive måleværdier indikerer at luft trykkes ud af kloaksystemet og negative måleværdier indikerer at luft suges ned i kloaksystemet.


Korrosion/omdannelse til elementært svovlNår svovlbrinten er frigivet fra spildevandet til kloakatmosfæren kræver det en kemisk el-ler biologisk iltning, for at det forsvinder igen. Men inden dette finder sted, kan frigivelsen i nogen tilfælde føre til lugtgener. Lugtgenerne opstår når svovlbrinten siver ud af brøndene til omgivelserne, hvor det selv i meget små koncentrationer (ppm) kan lugtes.

Korrosionen er en del af den kemiske/biologiske iltningsprocess og finder sted, når den gasformige svovlbrinte adsorberes på fugtige overflader på f.eks. oppumpningsbrønden. På disse overflader lever en specifik type af bakterier, der ved hjælp af ilt omdanner svovlbrinten til svovlsyre (H2SO4) (Figur 4). Svovlsyren reagere med den basiske cement i betonrøret, hvorved denne omdannes til gips som er korrosionsproduktet. De samme processer finder sted på metalliske overflader, f.eks. nedgangsstiger og dæksler, men i stedet for gips, dannes der her rust eller andre metaloxider.

Korrosionen vil typisk være kraftigst i rørets krone samt ved vandlinjen og den kan i vær-ste fald overstige 5 mm/år. Dette betyder, at levetiden af de berørte dele kan reduceres signifikant, og der findes eksempler på at gravitationsledninger efter blot 10-20 års drift er kollapset.

Adsorptionen af svovlbrinte til betonrøret er hurtig og i et rør af moderat størrelse (fx Ø200) kan dette føre til en fjernelse på op til 1-2 ppm/sek. I større rør sker dette dog typisk langsommere, men det betyder således også, at der er en større risiko for at svovl-brinte siver ud af brønden og giver lugtgener. På plastikrør og coatede betonrør dannes der ikke korrosionsproduktet gips. I stedet for omdannes svovlbrinten til elementært svovl (et hvid-gulligt lag), som udfældes på overfladen af røret (Figur 5).

Omdannelse af svovlbrinte til svovlsyre, og dermed fjernelsen, sker hurtigere på betonrør set i forhold til plastikrør (Figur 6).

De underliggende kemiske og biologiske processer kan forklare, hvorfor der er denne forskel imellem de to materialer. I praksis betyder det blot, at betonrøret virker som en fjernelsesmekanisme i systemet, og at materialevalget af spildevandssystemet har en indflydelse på de eventuelle gener, der kan opstå. Bruges plastikrør/brønde i systemet, nedsættes hastigheden hvormed svovlbrinte iltes og mere af svovlbrinten vil dermed have mulighed for at sive ud af oppumpningsbrønden og give lugtgener.

Figur 4 Venstre: skitse af korrsionsmekanismen i biofilmen på et betonrør. Højre: forstørrelse af overfladen af et korroderet betonrør.

Zoom på overfladen af et korroderende betonrørGraviationsledning/oppumpningsbrønd


Primært gips

> 85% elementært svovl

Blotlagte struktursten efter at gipsen er skyllet væk

Betonrør Betonrør

Plastikrør Coatet betonrør

Figur 5 Øverst: Eksempler på korrosion af et betonrør hvor gipslaget tydeligt ses. Efter et stort regnskyl fjernes gipsen og strukturstenene i betonrøret blotlægges gradvist med tiden. Nederst: Eksempler på opbygningen af elementært svovl på plastikrør samt et coatet betonrør

Figur 6 Omdannelse af svovlbrinte

(iltningsraten) på henholdsvis beton- og plastikrør ved forskellige

koncentrationer af svovlbrinte (10, 100, 1000 ppm).

> 85% elementært svovl


Dermed bør det holdes in mente, at når en oppumpningsbrønd og den ledningen nedstrøms coates eller udskiftes til plastikmateriale grundet korrosionsskader, stopper svovlbrinteproblemerne ikke. Dette kan i stedet føre til lugtgener på stedet, eller at svovl-brinten vil blive ført med længere ned i gravitationssystemet. Er dette ikke ligeledes blevet coatet eller udskiftet til plastik, er korrosionsproblemet blot flyttet længere nedstrøms i systemet. Man bør derfor vurdere om betonkorrosionen i oppumpningsbrønden og den første del af gravitationsledningen var bedre, end at flytte problemet længere nedstrøms, til steder hvor det evt. kan være sværere at håndtere korrosionsskaderne.

Hvordan designer man systemet, så man undgår H2S problemerSvovlbrinteproblemer undgås bedst allerede i planlægningsfasen ved at tænke dannel-ses- og frigivelsesmekanismerne ind fra start ved projektering af nye ledninger. Altså afvige fra tankegangen om, at svovlbrinte blot er et problem, man løser efterfølgende når det opstår. Men med dette sagt, så er det desværre ikke så enkelt og uden økonomiske konsekvenser, da en reduktion af svovlbrinte enten vil øge anlægs- eller driftsudgifterne for den pågældende ledning. Følgende forslag til at reducere svovlbrinteproblemerne bliver præsenteret uden hensyntagen til de økonomiske aspekter. Hvilken løsning, der er bedst i en given situation, bør bero på en cost-benefit analyse i forhold til, hvad det vil koste ikke at gøre noget eller alternativt hvad bekæmpelse af svovlbrinte vil koste.

Minimere sulfiddannelsePumpehastighedI del 1 gennemgik vi hvilke parametre, der har indflydelse på sulfiddannelsen i trykled-ninger. Af disse mange parametre, er der kun få, vi kan styre, hvor flowhastigheden er én af dem. Indflydelsen af pumpehastigheden har vi allerede diskuteret i del 1, og set at ud fra et svovlbrintemæssigt synspunkt, gælder det om at pumpe spildevandet med så høj vandhastighed som muligt i trykledningen.

Figur 7 Relativ effekt på sulfidkon-centrationen ved en forøgelse eller reduktion af rørstør-relse. Beregningerne for de tre rørstørrelser er udført med samme daglige volumen spildevand.


RørstørrelseRørstørrelsen af en given trykledning og dermed A/V-forholdet er typisk fastlagt ud fra et hensyntagende til selvrensning og det dynamiske tryktab i ledningen. Det dynamiske tryktab har indflydelse på hvor meget energi, der skal bruges til pumpning. Her skal man ud fra et energimæssigt perspektiv vælge så store rørstørrelser som muligt. Dette virker også fornuftigt taget A/V-forholdet i betragtning, da dette reduceres med øgede rørstørrelser. Men ved et specifikt volumen spildevand, der skal flyttes igennem systemet, vil opholdstiden blive forøget, når rørstørrelsen øges. Som det kan ses af Figur 7, er den samlede effekt på svovlbrintedannelsen, at forøgelsen i opholdstiden mere end opvejer reduktionen i A/V-forholdet, hvilket betyder, at der relativt vil blive dannet mere svovl-brinte ved at øge rørstørrelsen, end ved at reducere rørstørrelsen. Dette viser også, at energibesparelse og svovlbrintedannelse er to modsat rettede effekter i systemdesignet som begge bør overvejes for at opnå den optimale løsning.

OpholdstidDen eneste måde man kan afkorte opholdstiden i systemet på, hvis man ikke ønsker at reducere rørstørrelsen, er at bryde trykledningen op i kortere stykker (Figur 8). Herved får man indskudt stykker hvor spildevandet transporteres ved gravitation i stedet for i fuldtløbende trykledninger, der som tidligere nævnt er hot-spots for sulfiddannelse. Om dette er muligt vil helt og aldeles afhænge af topografien og undergrunden på den specifikke lokalitet. En løsning som denne kan heller ikke undgå at øge både drifts- og anlægsudgifterne, da der skal sættes og drives flere pumpestationer og de pumpestati-oner man indsætter, givetvis skal være dybere, for at man kan gravitere spildevandet på dele af strækningen. Men løsningen har til gengæld den fordel, at den sulfid der evt. bliver dannet kan blive geniltet i gravitationsstykkerne og den samlede mængde af sulfid der dannes, vil aldrig blive så høj som i den traditionelle 1-pumpe løsning.

Figur 8 Principskitse af hvordan en trykledning kan deles op i flere del-pumpninger for at mindske sulfiddannelsen.


Kontrollere og reducere frigivelsePlacering af oppumpningsbrøndenSåfremt man tænker svovlbrinte ind i sin ledningsplanlægning, kan man minimere lugtge-ner fra systemet til trods for, at der stadigvæk pågår sulfiddannelse. Et klassisk lednings-net layout er at aflevere spildevandet fra en trykledning i starten af en by, og lade dette gravitere, sammen med spildevand fra byen, til en pumpestation beliggende i slutningen af byen (Figur 9). Som vi har gennemgået tidligere frigives svovlbrinte, når det forlader trykledningen, samt i et stykke af den efterfølgende gravitationsledning. Med dette traditi-onelle design, udsættes store dele af byen for svovlbrintefrigivelsen og dermed lugtgener.

Et alternativt design vil være at føre trykledningen udenom byen, og først koble den på gravitationssystemet i slutningen af byen. Flytter man ydermere denne pumpestationen væk fra den nærmeste bebyggelse, har man isoleret problemet til en grøftekant udenfor byen. Dette er blot en eksemplificering af, at man ved at overveje, hvor spildevandet fra trykledningen afleveres, kan styre, hvor frigivelsen finder sted og dermed placere dette, således at det ikke generer nogen eller færrest muligt.

Turbulens i oppumpningsbrøndenFrigivelsen af svovlbrinte styres af koncentrationsforskellen mellem spildevandet og kloakatmosfæren, og en udveksling mellem disse vil finde sted indtil ligevægtskoncentrati-onen er opnået. Hastigheden hvormed udvekslingen finder sted, accelereres af turbu-lensen af spildevandet, da dette er med til at drive svovlbrinte ud af spildevandet over i kloakatmosfæren (Figur 1). Et brønddesign der minimere turbulensen af spildevandet i overgangen fra trykledning til gravitationsledningen, vil dermed reducere mængden af

Figur 9 Eksemplificering af, hvordan man i designet af sit spildevandssystem kan placere en op-pumpningsbrønd efter en lang trykledning, således den giver færrest mulige lugtgener. Venstre: klassisk design. Højre: Optimeret design.


Figur 10 Eksempler udforminger af oppumpningsbrønde der øger eller minimere svovlbrinte frigivelsen. Venstre: brønddesign med meget turbulens, hvilket øger frigivelsen af svovlbrinte. Højre: brønddesign med minimal turbulens hvilket minimere frigivelsen.

svovlbrinte, der frigives på den givne lokalitet. I Figur 10 er vist fire eksempler på oppumpningsbrønde, hvor to af dem øger frigivelsen, og de to andre minimere frigivelsen af svovlbrinte. Til trods for, at der stadigvæk ses korrosionsskader i oppumpningsbrønde-ne med lav turbulens (til højre), vil en reduktion af svovlbrintekoncentrationen i luftfasen alt andet lige, medføre en reduktion i både lugtgener og korrosionspotentialet på den givne lokalitet.

Vi har nu kigget nærmere på sulfiddannelse og sulfidfrigivelse, samt hvordan man i et vist omfang kan undgå at generne opstår, samt fastholde eller flytte dem til steder, hvor det kan håndteres. I næste del ser vi nærmere på bekæmpelsesstrategier og hvilke overvejel-ser, der bør lægge til grund for det endelige valg af metode.

For den interesserede læser kan bogen ”Sewer Processes, microbial and chemical process engineering of sewer networks” være et uddybende supplement til denne gennemgang.

Udgivet af Ingeniørforeningen, IDA · Spildevandskomiteen · Erfaringsudveksling i Vandmiljøteknikken, EVA · April 2017 · evanet.dk

Documents

SPILDEVANDSKOMITEEN ERFARINGSUDVEKSLING …...Erfaringsudveksling i Vandmiljøteknikken EVA 5Der sker mange projekter i byerne for tiden. Letbanearbejde, klimatilpasningsprojekter,