Tillskottsvatten påverkar Ryaverket höga flöden och föroreningar

Transkript

1 1(34) Tillskottsvatten påverkar Ryaverket höga flöden och föroreningar Gryaab Rapport 2010:7 Ann Mattsson Jan Mattsson

2 2(34) Gryaab svarar för avloppsvattenreningen inom regionen. Bolaget ägs av Ale, Göteborg, Härryda, Kungälv, Lerum, Mölndal och Partille kommuner. Sedan Gryaabs tillkomst 1970, har miljövårdssatsningar på över 1 miljard kr gjorts i tunnlar och reningsverk. Detta har resulterat i att regionens vattendrag successivt har befriats från avloppsutsläpp och vattenmiljön i skärgården har förbättrats. Gryaabrapporter 2005:10 Val av provtagningspunkt och provtagningsmetodik på Ryaverket En undersökning av representativiteten 2005:11 Membransystem som alternativ för NP Komplement till Gryaab rapport 2003:4 2006:1 Gryaab, Miljörapport :2 Utredning av Nitrifikationskapaciteten på biobäddarna 2006:3 Kalkat slam som markbyggnadsmaterial lakning och strukturförändring under 16 år. En lysimeterstudie 2006:4 Riskanalys - Mikrobiologiska arbetsmiljöfaktorer. Ryaverket, :1 Gryaab, Miljörapport :2 Elenergirapport :3 Energisammanställning :1 Miljörapport enligt Miljöbalken 2007, Ryaverket 2008:2 Miljörapport enligt Miljöbalken 2007, Syrhåla 2008:3 Skolinformation Det säger ju sig självt rent vatten = bra 2008:4 Dimensionering - Efterdenitrifikationsanläggning med nitrifikationszon 2008:5 Konsekvenser av belastningsökningar på Ryaverket 2008:6 Provtagningar i referensområden 2006/2007 Hushållsspillvatten Del :7 Jämförelse av provtagning i referensområden 1988 och 2006/2007 Hushållsspillvatten Del :1 Miljörapport enligt Miljöbalken 2008, Ryaverket 2009:2 Miljörapport enligt Miljöbalken 2008, Syrhåla 2009:3 Slamhydrolys på Ryaverket fullskaleförsök och slutrapport 2009:4 Energivärde, svavel- och kloridinnehåll i Ryaverkets slam 2009:5 Separerade slamuttag från eftersedimenteringsbassänger - pilotförsök 2009:6 Skolinformation 2009 Jag tycker att det är bra att klasser får besöka Gryaab för då tänker man till när man är vuxen! 2010:1 Prioriterade spårämnen Kategori 2, Gryaab REVAQ 2010:2 Miljörapport enligt miljöbalken 2009, Ryaverket 2010:3 Miljörapport enligt miljöbalken 2009, Syrhåla 2010:4 Kartläggning av oönskade ämnen REVAQ 2009/ :5 Vattenverksslammets bidrag till föroreningshalterna i Ryaverkets slam 2010:6 Omrörarhastighet på ED

3 3(34) Innehållsförteckning Sammanfattning... 4 Bakgrund... 6 Kostnader för höga flöden... 8 Avgränsningar... 8 Hur påverkas driftkostnaderna?... 9 Hur påverkas investeringarna? Hur värdera ökade utsläpp? Hur summera kostnaderna? Vatten som vatten? Vad debiterar Gryaab? Slutsatser Kvalitet Dagvattenkvalitet Hur påverkas slamkvaliteten av kombinerat ledningssystem? Beräkningar av olika källors andel av den totala tillförseln till Ryaverket För vilka parametrar skiljer sig tillskottsvatten från spillvatten? Vad är kritiskt för slamkvalitén? Förväntad minskningstakt Kostnader Fordonstvätt Textiltvätt Flygplats Slutsatser Sammanfattande slutsatser Referenser... 31

4 4(34) Sammanfattning En översiktlig värdering har gjorts för att belysa vilken påverkan tillskottsvatten har på Gryaabs avloppsreningsverk, Ryaverket. Värderingen har genomförts med två huvudsyften. Värderingen skall dels utgöra ett underlag för fastställande av dagvattentaxan men värderingen skall även utgöra ett underlag för att bedöma vilka åtgärder som behöver vidtas för att minska tillförseln av metaller från tillskottsvatten till Ryaverket. Gryaab har sedan många år ett uppdrag som representant för Göteborgs Vatten att ställa krav på industrier och andra verksamheter i Göteborg att minimera sina utsläpp av störande ämnen till avlopp. Liknande krav ställs även i de övriga delägarkommunerna. Göteborgs stad har dessutom satt som mål att slam skall kunna återföras till odlad mark i ett kretslopp mellan stad och land. Certifiering enligt REVAQ är en förutsättning för kretslopp av slam. Därför har Gryaab i samråd med Göteborgs Stad gemensamt formulerat en handlingsplan i enlighet med kraven i REVAQ. Syftet med denna rapport är att ge Göteborgs Stad underlag för att bedöma vilka åtgärder som behöver vidtas för att målen i handlingsplanen skall uppfyllas. Dessutom diskuteras hur de höga flödena påverkar framtida kostnader samt utsläpp av närsalter till vattenrecipienten. Den delen av rapporten togs fram för att utgöra ett underlag för Göteborgs Stads arbete med dagvattentaxor. Denna del kan också ses som en början på ett arbete, för att få ett bättre grepp om de samlade kostnaderna, när man tar beslut som påverkar både reningsverk och ledningsnät. Uteslutande befintliga data har använts. Detta gäller såväl den antagna flödesfördelningen mellan olika typer av tillskottsvatten som kvalitén för dessa strömmar. Diskussioner kring underlaget leder förhoppningsvis till att eventuella brister i underlaget kan identifieras. Effekterna av tillskottvattnet på Ryaverkets verksamhet sammanfattas nedan: Överutsläpp av närsalter och organiskt material. Tillskottvatten till ledningssystemet medför överutsläpp så att de utsläppta mängderna näringsämnen och organiskt material från Ryaverket är mer än dubbelt så stora som de hade varit utan tillskottsvatten Högre kapitalkostnader. För att uppfylla skärpta utsläppsvillkor har Ryaverket byggts till flera gånger under de senaste decennierna. Uppskattningsvis medför behovet att dimensionera för de höga flödena extra kapitalkostnader i storleksordningen 40 miljoner kr per år. Denna uppskattning liksom underlaget för den bör förbättras. Högre kostnader. Utslaget på det extra vatten som kommer till Ryaverket vid höga flöden är kostnaden för varje extra kubikmeter vatten idag ca 4 kr.. Av detta är den största delen kapitalkostnaderna för de extra bassänger med mera som byggts för att hantera de höga flödena. Erfarenhetsmässigt har varje nytt krav varit dyrare att åtgärda än det föregående. Om den trenden fortsätter är det troligt att framtida investeringar blir ännu mer känsliga för höga flöden. Måste reningsverket omlokaliseras helt blir kostnaderna mycket stora. Detta talar för att det skulle vara värt

5 5(34) betydligt mer än 4 kr för att undvika en framtida kubikmeter vatten vid höga flöden. Om utsläppsavgifter likt de danska införs i Sverige tillkommer 0,5-1 kr/m 3 tillskottsvatten. I dessa kostnader är inte underhåll av de extra anläggningsdelarna medräknat. För driftkostnaderna är det bara kostnader med en tydlig flödespåverkan som uppskattats. Dagvatten påverkar kostnaderna mest. Enligt aktuell information om varaktighet för dagvatten respektive övrigt tillskottvatten kommer en stor del av dagvattnet till reningsverket vid de höga flödena. Det ger större inverkan på de högsta flödena att avlasta med dagvatten än motsvarande mängd annat tillskottsvatten (eller dricksvatten). Dessa höga flöden har en stor inverkan på framtida investeringar. Tillförseln av flera metaller till Ryaverket måste minska för att de långsiktiga målen inom REVAQ skall uppfyllas. Enligt kriterierna i REVAQ behöver flera olika metaller prioriteras i uppströmsarbetet för att slam skall vara ett långsiktigt hållbart gödselmedel. För silver, bly och troligen zink kan fortsatta minskningar i samhället leda till att de år 2025 inte längre är kritiska ur slamkvalitetssynpunkt. För kadmium, kvicksilver och koppar räcker troligen inte de minskningar som kan förutspås med ledning av trenderna under det senaste decenniet. För kadmium och zink är tillförseln med tillskottsvatten viktig. För kadmium och zink är mängderna i dagvatten och övrigt tillskottsvatten så stora att måluppfyllelse förutsätter åtgärder för att minska tillförseln med tillskottsvatten för dessa metallkällor. För koppar är mängderna i dagvatten och övrigt tillskottsvatten betydelsefulla. Dock krävs ytterligare ambitionshöjningar även inom andra sektorer om målen skall uppnås. För kvicksilver är mängderna i dagvatten och övrigt tillskottsvatten osäkra. Även här är andra källor betydelsefulla. I Systemstudie avlopp konstateras dock att gamla avlagringar i ledningssystemet kan vara en betydelsefull källa till kvicksilver. Regelbunden översyn av handlingsplanerna behövs. Alla prognoserna bygger till viss del på historiska trender och är således osäkra som underlag för att bedöma framtiden. Trenderna behöver ses över cirka vartannat år. Översynen bör leda till justeringar av upprättade handlingsplaner.

6 6(34) Bakgrund Flödet till Ryaverket varierar kraftigt. Vid långa perioder av torrt väder ligger tillrinningen runt 2 m 3 /s för att vid regntillfällen under kortare eller längre tid uppgå till flera gånger så mycket. På årsbasis är genomsnittsflödet 4 m 3 /s. Tack vare att anläggningen är byggd för de höga flödena så kan god rening uppnås även vid dessa tillfällen (Figur 1). Flöde, m 3 /s Fosforutsläpp, kg P/timme Tid a) Exempel på flöden som genomgår olika typer av behandling vid ett nederbördstillfälle. Tid b) Fosformängd i utgående vatten från reningsverket vid nederbördstillfället. 35 Flöde, m 3 /s Försedimenterat 6 Direktfällt Fosforutsläpp, kg P/timme Tid 0 Fullständigt behandlat Tid c) Fosformängd i utgående vatten från reningsverket vid nederbördstillfället om möjlighet till direktfällning inte hade funnits. Figur 1 Tillrinning till Ryaverket under en fingerad nederbördsperiod. Det flöde som överskred kapaciteten för biologisk och kemisk rening samt filtrering (7 m 3 /s) behandlas kemiskt genom direktfällning upp till en total kapacitet på 10 m 3 /s. Överskjutande flöde genomgår försedimentering. Bild (b) visar hur mycket fosfor som släpps ut från de olika behandlingsstegen (Fullständigt behandlat vatten 0,3 mg P/l, direktfällt vatten, 0,45 mg P/l och försedimenterat vatten 1,2 mg P/l). Bild c visar fosforutsläppet om inte möjlighet till direktfällning hade funnits. Då är det försedimenterade vattnet också mer koncentrerat (2 mg P/l).

7 7(34) För att kunna prioritera mellan åtgärder på ledningsnät och vid reningsverket på ett förnuftigt sätt är det av värde att uppskatta de samlade kostnaderna för det vatten som tillförs ledningsnätet och som inte är spillvatten. Det kan också vara viktigt att fördela kostnaderna rättvist mellan olika abonnenter. Flera olika kostnader och problem uppstår i olika delar av systemet på grund av höga flöden. Problem som uppstår när ledningssystem och reningsverk inte har kapacitet för det tillrinnande vattnet är till exempel: Översvämningar på mark och i byggnader Bräddningar från ledningsnät och reningsverk Förhöjda utsläpp från reningsverk. Risker för dricksvattenförsörjning och badvattenkvalitet nedströms Kostnader för pumpning i ledningsnätet och på reningsverket Kostnader för rening På lång sikt innebär återkommande höga flöden att reningsverk och ledningsnät måste dimensioneras för högre flöden än vad som annars hade varit nödvändigt. Ledningsnät och reningsverk är anläggningar med lång livslängd. Kostnaderna för investeringarna kvarstår alltså under lång tid. Ökning eller minskning av tillflöden till reningsverket slår igenom i form av större eller mindre behov av investering vid reningsverket först när en ny investering skall göras. Investeringar på ledningsnätet för att minska tillflödet till reningsverket måste göras innan nya krav ställts på reningsverket för att de skall kunna medföra besparingar i form av mindre investering på reningsverket. Detta innebär att det är möjligt att i varje enskilt ögonblick se investeringar på ledningsverk som en realitet och samtidigt bortse från investeringar på avloppsreningsverket. De senare kan antingen anses redan gjorda eller också kan man hoppas att det aldrig mer kommer nya behov av investeringar. Hittills har detta inte infriats. Nya, högre, krav har med jämna mellanrum ställts på avloppsvattenreningen på Ryaverket och vid varje tillfälle har kraven inneburit att reningsverket har dimensionerats för rening av en större andel av tillflödet. Det höga flödet innebär vid varje investeringstillfälle en större merkostnad allteftersom den begränsade tillgången till mark innebär att anläggningarna måste byggas mer kompakt och därmed dyrare i såväl investering som drift. Kvalitetsmässigt har föroreningsmängden i tillskottsvattnet betydelse för slamkvalitén liksom spillvattnet. En väsentlig skillnad är att tillskottsvattnet till skillnad från spillvatten innehåller väldigt lite näringsämnen i förhållande till föroreningsmängden. Framförallt dagvatten från trafikerade vägar och stadsbebyggelsen tillför föroreningar som till mycket liten del är behandlingsbara på reningsverket (annat än ren avskiljning). Dagvatten är också den del av tillskottsvattnet som slår igenom snabbast på flödet och därmed till stor del orsakar de största flödestopparna (Figur 2). I denna rapport görs ett försök att uppskatta några olika delar av kostnaderna och lägga ihop dem till en totalkostnad.

8 8(34) Tillflöde till Ryaverket, m 3 /s dagvatten kombinerat system Inläckage ansluten drän egenförbrukning alla VA-verk spillvatten dagar per år Figur 2 Varaktighetsdiagram för tillrinning till Ryaverket. Baserat på Göteborg Vattens fördelning men uppräknat med 20 % för att beskriva hela Gryaabs upptagningsområde. Diagrammet behöver enligt Göteborg Vatten revideras för att ta hänsyn till ny kunskap om varaktigheterna för de olika delflödena. Detta har inte varit möjligt att genomföra inom ramen för detta arbete. Kostnader för höga flöden Avgränsningar Ett antal avgränsningar har gjorts. Dessa avgränsningar innebär sammantaget att kostnaderna för att hantera höga flöden i realiteten är högre än de här redovisade. Endast Gryaabs kostnader inkluderas. Endast kostnader för redan gjorda investeringar inkluderas. Hänsyn tas inte de högre flödenas effekt på framtida, högre, investeringar till följd av strängare krav. Hänsyn tas inte till högre kostnader på grund av belastningsökningar på grund av ökad befolkning. Ingen hänsyn har här tagits till effekter av klimatförändringars inverkan på nederbörd eller nivåer i hav och vattendrag. Ingen hänsyn har tagits till ökade ambitioner från framförallt Göteborgs stad med avseende på att minska bräddningarna från avloppssystemet. Underhållskostnader för den extra maskinutrustning som krävs för att, om än kortvarigt, hantera höga flöden har inte medräknats. För driftkostnaderna har endast stora och tydligt flödesrelaterade driftkostnader uppskattats.

9 9(34) Extra kostnader för extern kolkälla på grund av Ryaverkets utformning (som beror på det kraftigt varierade flödet) har inte uppskattats (eftersom uppskattningen är svår att göra). Extra kostnader för extern kolkälla på grund av de syrerika förhållandena i ledningsnät och tunnlar (vid höga flöden) har inte uppskattats (eftersom uppskattningen är svår att göra). Extra personalkostnader för att driva en mer komplicerad och snävt dimensionerad anläggning är inte medräknade. På grund av anläggningens komplexitet behövs en mer omfattande bemanning både avseende antal mantimmar och kompetensnivån för personalen än för en enklare anläggning. Anläggningens komplexitet beror på att höga flöden periodvis skall hanteras i kombination med att den tillgängliga markytan är begränsad Hygieniska aspekter av att avloppsvatten bräddas på ledningsnätet och vid reningsverket har inte beaktats. Vid höga flöden bräddas ett vatten som innehåller mer patogener än om avloppsvattnet kunde behandlas fullständigt. Hur påverkas driftkostnaderna? I Tabell 1 uppskattas hur driftkostnaderna påverkas av flödet vid olika anläggningsdelar på Ryaverket Några kostnader är relativt lätta att kvantifiera. Poster markerade med fetstil är troligen tillräckligt betydande för att motivera en överslagsberäkning. Övriga kan ev. uppskattas med någon övergripande schablon. Den stora kostnaden för Inkommande är inloppspumparna. För att pumpa vattnet ca 20 m till markytan åtgår knappt 0,1 kwh/m 3 (Gryaab rapport 2007:3). Tabell 1 Uppskattade driftkostnader på marginalen att hantera varje kubikmeter vatten extra på Ryaverket (utöver spillvatten). Det extra vattnet antas inte innehålla organiskt material, fosfor eller kväve i någon större omfattning. Poster som ännu inte kvantiferats markeras med x. Poster i fetstil antas betydelsefulla och bör uppskattas. Övriga poster ger förmodligen små bidrag till den totala driftkostnaden. (Här antas 1 kr/kwh) El Drift Underhåll Kemikalier Inkommande 10 öre x x 0 kr Försedimentering x x x PAC+Polymer 25 öre + 25 öre vid direktfällning Aktivt Slam 2 öre + x x (Etanol) luftning Eftersedimentering Oförändrat? Oförändrat? x Oförändrat? Biobäddar x Oförändrat? Oförändrat? Oförändrat? Efterdenitrifikation x x x Metanol Skivfilter x x x Dukrengörning Slambehandling Oförändrat? Oförändrat? Oförändrat? Mer polymer? För försedimentering är den dominerande kostnaden vid höga flöden kostnaden för direktfällning. Det kostar ca 50 öre/m 3 för kemikalier och drift. Försedimentering och direktfällning sker endast då biostegets kapacitet överskrids. Direktfällning sker vanligtvis när flödet överskrider ca 6-10 m 3 /s beroende på hur eftersedimenteringen fungerar.

10 10(34) Det vatten som inte direktfälls pumpas 5 m till aktivslamanläggningen. Detta kräver ca 0,02 kwh/m 3 att lyfta vattnet m 3 (Gryaab rapport 2007:3). Hur stor andel av övriga kostnader i aktivslamanläggningen som är flödesberoende har inte uppskattats här. Hur påverkas investeringarna? Under senare år har flera stora investeringar gjorts för att förbättra avskiljning av främst fosfor och kväve. Tabell 2 Större investeringar på Ryaverket som påverkats av tillflödet. Varför? Vad? När? Hur mycket? Kväve Biobäddar vån. Sed Fosfor Slam Kväve Fosfor Direktfällning Sandfång Fingaller Förtjockare (FT) Efterden. Skivfilter Del som ej behövts vid 4 m 3 /s maxflöde 336 mkr Stor kunde ev. gjorts inom bef. volymer? 60 mkr Stor hade inte genomförts utan högt flöde. 56 mkr Liten? men det utlösande var högre slamavskiljning i och med direktfällning. 660 mkr Stor men det kanske ändå hade behövts 10 filter för denitrifikationen. Av dessa investeringar är flertalet starkt styrda av de höga flödena till Ryaverket. Anläggningen hade sett helt annorlunda ut idag om maxflödet till Ryaverket hade varit på nivån 4-5 m 3 /s istället för mer än 10 m 3 /s. Det hade kanske varit möjligt att införa kväverening utan att bygga till på höjden. Då hade de 336 mkr som investerades kunnat ligga på en betydligt lägre nivå. Direktfällningsprojektet hade inte genomförts om inte de höga flödena hade tvingat fram det. Det är möjligt att det ändå hade varit en fördel att bygga till sandfång och fingaller, men det är tveksamt om det hade genomförts. Ombyggnaden av förtjockarna är till största delen oberoende av flödet, även om den utlösande faktorn för projektet var de större slammängderna som orsakas av direktfällning vid höga flöden. Den pågående utbyggnaden för bättre avskiljning av kväve och fosfor är till stor del orsakad av att eftersedimenteringsbassängerna blir överbelastade i samband med höga flöden. Det är rimligt att dimensionera ett reningsverk för en viss variation. Här antas att ungefär dubbla basflödet, det vill säga 4 m 3 /s, är en rimlig nivå att dimensionera för. Valet av en högre nivå, till exempel 5 eller 6 m 3 /s skulle generera en högre kostnad per m 3 extra tillskottvatten eftersom en något mindre extrakostnad skulle bäras av en betydligt mindre volym tillskottvatten (se Figur 2). I det följande görs ett försök att uppskatta kostnaden för ett reningsverk byggt för 4 m 3 /s i stället för som nu för att hantera på upp till m 3 /s.

11 11(34) För enkelhetens skull antar vi att investeringarna 1997, 2005 och 2010 kunde ha halverats och förtjockarinvesteringen reducerats med 20 % om reningsverket hade kunnat byggas för upp till 4 m 3 /s istället för som nu upp till 11 m 3 /s. Besparingarna för investeringarna 1997 och 2010 rör den biologiska reningen och tillgodoräknas sänkta flöden från 7 till 4 m 3 /s. Besparingarna på direktfällning och förtjockning tillgodoräknas sänkta flöden från 11 till 7 m 3 /s eftersom de uppkommer då man slipper behandla extremt mycket vatten vid ett fåtal tillfällen. Då det högre intervallet omfattar knappt 1,5 Mm 3 /år blir sänkningen av kapitalkostnaden på sikt knappt 2,3 kr/m 3. Sänkning av flödet från 7 till 4 m 3 /s ger en större kapitalvinst och omfattar också mer vatten (10,5 Mm 3 ). Sänkning av flödet ger här en långsiktig sänkning av kapitalkostnaden på ca 3,6 kr/m 3. För beräkningar se bilaga 1. Precisionen skulle öka om varaktighetsdiagrammet utvecklades för kortare flödesintervall än ett dygn. Detta skulle också medföra en större topp vilket skulle ge en sänkt specifik kostnad för det vatten som direktfälls och en högre specifik kostnad för det vatten som orsakar att biosteget behöver vara så stort. Hur värdera ökade utsläpp? Idag regleras utsläppen från Ryaverket enbart genom utsläppsvillkor angivna som koncentration av BOD 7, kväve respektive fosfor. Detta innebär att högre utsläpp på grund av högre tillflöde med samma koncentration inte värderas. Utsläppsavgifter baserade på mängd utsläppta föroreningar diskuteras. På Vilken nivå dessa hamnar och om och när de införs vet vi inte idag. Som exempel används nedan de utsläppsavgifter som idag tas ut i Danmark. Tabell 3 Värdet för utsläppt om de värderas enligt gängse danska utsläppsavgifter. I denna tabell finns dagvatten med som jämförelse. Övrigt tillskottsvatten finns inte angivet. Detta är i många fall renare än dagvatten. DKK/kg SEK/kg Behandlat Direktfällt Försedimenterat Bräddat ledningsnätet Dagvattenutsläpp g/m 3 SEK/m 3 g/m 3 SEK/m 3 g/m 3 SEK/m 3 g/m 3 SEK/m 3 g/m 3 SEK/m 3 Kväve , , ,33 5 0,15 2 0,06 Fosfor ,3 0,05 0,45 0,07 1,2 0,20 1 0,165 0,3 0,05 BOD ,5 10 0, , , , ,17 Totalt 0,51 0,79 1,02 0,65 0,27 Om en kubikmeter mer eller mindre vatten släpps ut från Ryaverket vid de gräns/riktvärden som gäller framöver skulle det värderas till ca 50 öre om utsläppet gjordes från en dansk anläggning. Som framgår är det kväveutsläppen som värderas högst. Om vattnet släpps ut mindre renat blir värdet högre. Vid stora förändringar i tillförd vattenmängd påverkas även utsläppshalten. Vid väsentligt lägre tillflöden skulle troligen systemen fungera något bättre och även de utsläppta halterna av fosfor och BOD 7 vara lägre för hela flödet. Vinsten skulle då bli ännu större. Även för kväve skulle det vara lättare att avskilja mer kväve vid lägre tillflöden då eftersedimenteringens kapacitet inte skulle begränsa reningen så ofta. De utsläppta mängderna skulle minska och processen skulle kunna drivas mer effektivt med avseende på kolkälla och pumpning till och från biobäddarna.

12 12(34) För kväve, fosfor och BOD 7 innebär tillskottsvattnet att mer än dubbelt så mycket släpps ut. Detta förutsatt att utsläppshalterna hade varit desamma om endast spillvatten hade behandlats på Ryaverket. Detta innebär ett merutsläpp på ca 610 ton N/år, 20 ton P/år och 660 ton BOD/år jämfört med om enbart spillvatten varit anslutet till Ryaverket (hänsyn har tagits till minskade direktutsläpp av dagvatten). Hur summera kostnaderna? För olika driftlägen blir kostnaderna olika beroende på vilken behandling vattnet får. En möjlig indelning är enligt (Tabell 4, Tabell 5). De högsta kostnaderna erhålls när både kapitalkostnad och driftkostnader bidrar. Kapitalkostnaden för de extra investeringarna som behövs för att hantera de höga flödena dominerar kostnadsbilden. Kostnaden för det extra vattnet i det område där extra investeringar krävs (över 4 m 3 /s) är knappt 4 kr/m 3. Det extra tillskottsvattnet som når reningsverket vid lägre flöden belastar enbart driftkostnaderna med ca 0,1 kr/m 3. Hur Ryaverket hade sett ut utan de höga flödena vet vi inte idag. Man också kan anföra att de extra investeringarna redan är gjorda och således utgör sunken costs. Sett i ett längre perspektiv är det dock troligt att nya investeringar tillkommer och att befintliga anläggningar kräver förnyelse och om även detta blir flödesberoende kommer även framtida investeringar att påverkas på samma sätt som hittills. Det finns också en tendens med tiden att myndigheterna kräver att det nya reningskravet omfattar en större del av flödet. Toleransen mot förbiledning minskar. Detta skulle innebära att effekten av höga flöden på framtida investeringar blir högre än nuvarande bedömning. De uppskattade kostnaderna är osäkra. De verkliga kostnaderna för att bygga och driva ett större reningsverk kan vara högre om de orsakar framtida stora investeringar och mindre om den verkliga livslängden för anläggningarna blir betydligt längre än avskrivningstiden.

13 13(34) Tabell 4 Driftkostnader för tillskottsvatten som. ( kr/m 3 ). Driftkostnader för tillskottsvatten som. Flöde till Ryaverket m3/s Inloppspumpar Ryaverket Direktfällning Biologisk rening och filtrering Ej medräknat Drift totalt bräddas från ledningsnätet >15 0,00 0,00 0,00 0,00 försedimenteras ,10 0,00 0,00 0,10 direktfälls ,10 0,50 0,00 0,60 renas biologiskt och kemiskt och orsakar större investering 4-7 0,10 0,00 AS, BB, 0,02 ED, SF 0,12 renas biologiskt och kemiskt (upp till dubbla spillvattenflödet) < 4 0,10 0,00 AS, BB, 0,02 ED, SF 0,12 Tabell 5 Kostnader för tillskottsvatten som ( kr/m 3 ) Kostnader för tillskottsvatten som Drift totalt Kapitalkostnad Ryaverket. Se bilaga 1. Total kostnad Gryaab Värde av utsläpp till vatten (enligt dansk utsläppsavgift) Total kostnad inklusive utsläppsavgifter bräddas från ledningsnätet (> 15 m 3 /s) 0,10 0 0,10 0,65 0,75 försedimenteras (11-15 m 3 /s) 0,10 0 0,10 1,02 1,12 direktfälls (7-11 m 3 /s) 0,60 2,34 2,94 0,79 3,73 renas biologiskt och kemiskt (4-7 m 3 /s)) 0,12 3,57 3,69 0,51 4,30 orsakar större investeringar (4-11 m 3 /s) 0,17 3,43 3,60 0,51 4,12 renas biologiskt (<4 m 3 /s) 0,12 0 0,12 0,51 0,63

14 14(34) Vatten som vatten? Vid de högsta flödena (Figur 2) utgör dagvatten 1/3 av flödet, inläckage 1/3 och ansluten drän, spillvatten och VA-verkens egenförbrukning 1/3 av totalflödet. Ger det då mest effekt att spara på dricksvatten, att åtgärda inläckage eller att minska mängden dagvatten till systemet om man vill undvika framtida kostnader för rening av avloppsvatten? Om en m 3 dagvatten tas bort från systemet kommer 97 % av denna reduktion att ske under dagar då flödet till Ryaverket är över 4 m 3 /s. Alltså behöver 1,04 m 3 dagvatten tas bort från systemet för att mängden vatten att behandla vid höga flöden skall minska med 1 m 3. På motsvarande sätt behöver man spara 4,3 m 3 dricksvatten för att 1 m 3 av det vatten som orsakar högre investeringar vid reningsverket skall tas bort. Inläckage och ansluten drän ligger enligt fördelningen i Figur 2 däremellan. Omvänt kommer förhöjda dagvattenflöden till följd av klimatförändringar att få större inverkan på investeringarna på reningsverket än vad inläckage och dräneringsvatten får. Detta förutsatt att fördelningen enligt Figur 2 består. Om totalkostnaderna ovan fördelas så att flödesminskning till Ryaverket vid flöden över 4 m 3 /s värderas till 4 kr/m 3 och därunder till 0,1 kr/m 3 kan man uppskatta ett värde av att reducera respektive öka tillförseln av respektive typ av vatten (Tabell 6). Tabell 6 Påverkan på toppflöden och värdet av reduktion av flöden (Revideras vid nya uppgifter om fördelning mellan olika flöden) Enhet Drän Spillvatten Egenförbrukning Inläckage Dagvatten Summa Tillförsel till Ryaverket Mm 3 /år 51,4 4,0 15,5 28,9 10,5 110,3 Tillförsel vid total tillrinning över 4 m 3 /s Mm 3 /år 11,8 0,9 6,4 11,9 10,1 41,1 1m 3 reducerat ger minskning av mängd över 4 m 3 /s m 3 0,23 0,23 0,41 0,41 0,97 Mängd som behöver m 3 4,34 4,33 2,44 2,44 1,04 reduceras för att minska med 1 m 3 över 4 m 3 /s Kostnad över 4 m 3 /s (4 kr/m 3 ) kr/m 3 0,9 0,9 1,6 1,6 3,9 Kostnad därunder (0,1 kr/m 3 ) kr/m 3 0,1 0,1 0,1 0,1 0,0 Total kostnad för 1 m 3 kr/m 3 1,0 1,0 1,7 1,7 3,9 Med denna värdering är det dubbelt så värdefullt att reducera en kubikmeter dagvatten jämfört med att förhindra inläckage av en kubikmeter vatten, som i sin tur är mer värdefullt än att sänka dricksvattenförbrukningen. Detta är ett marginalkostnadsresonemang. Den övervägande delen av dagvattnet kommer till Ryaverket vid flöden över 4 m 3 /s varför felet blir litet om kostnaden tillämpas på hela

15 15(34) dagvattenmängden. Kostnaden för hanteringen av dagvatten skulle då vara ca (3,9*10,5~) 40 miljoner kr/år. Vad debiterar Gryaab? Gryaab debiterar sina delägarkommuner för hela kostnaden för avloppsrening och transport i Gryaabs tunnelnät. Av totalkostnaden fördelas 80 % efter hur mycket spillvatten som kommunen bidragit med. Detta antas vara lika mycket som det dricksvatten som sålts i kommunen. Resterande 20% fördelas efter det totalt uppmätta avloppsvattenflödet från kommunen (inklusive spillvatten). För 2008 innebär det att spillvatten kostade 3,45 kr/m 3 och tillskottsvatten 0,30 kr/m 3. Debiteringen av tillskottsvattnet stod för 12 % av den totala debiteringen. Intäkterna för tillskottsvatten var 25 millioner kronor vilket är mindre än de ca 40 millioner kronor som Gryaabs kostnader enbart för dagvattnet beräknas uppgå till. Avgiftsfördelningssystemen för motsvarande anläggningar i Norden varierar mellan att hela kostnaden fördelas efter försålt dricksvatten och att hela kostnaden fördelas efter avloppsvattenflödet. I något fall är fördelningen helt oberoende av flödet. Om motsvarande system skulle tillämpas på Gryaab skulle kostnaden för tillskottsvattnet variera i intervallet 0-1,5 kr/m 3. Detta skulle få konsekvenser för fördelningen av kostnaderna mellan kommunerna (Tabell 8). De två största kommunerna skulle tjäna respektive förlora ca 1 % i förhållande till dagens system om 50% av kostnaden skulle fördelas efter den totala avloppsvattenmängden istället för 20% som i dagens system. Några kommuner med förhållandevis lite tillskottsvatten skulle tjäna 5-10 % på en sådan omfördelning.

16 16(34) Tabell 7 Avgiftsfördelning vid olika andel av avgiften fördelad på försålt dricksvatten (=spillvatten) och total avloppsvattenmängd. Dagens fördelning är 80/20 det víll säga 80 % av avgiften fördelad efter försålt dricksvatten och 20 % efter uppmätt avloppsvattenflöde. Exemplet är från 2008 då den uppmätta avloppsvolymen var 132 Mm 3 och den debiterade spillvattenvolymen 51 Mm /0 (Fördelning efter mängden spillvatten) 80/20 50/50 0/100 (Fördelning efter totala flödet) Andel av avgift på spillvatten (%) Avgiftsfördelning Totalt att fördela, miljoner kr Spillvatten, millioner kr Avloppsvatten, miljoner kr Specifik debitering Spillvatten debiteras med, kr/m 3 3,94 3,15 1,97 0,00 Avloppsvatten debiteras med, kr/m 3 0,00 0,30 0,76 1,51 Spillvatten debiteras totalt med, kr/m 3 * 3,94 3,45 2,73 1,51 Debitering För spillvatten debiteras, millioner kr För tillskottsvatten debiteras, millioner kr Totalt debiteras, millioner kr * Spillvatten debiteras dels som spillvatten och ingår dessutom i det uppmätta avloppsvattenflödet. Tabell 8 Konsekvenser av förändrad avgiftsfördelning för delägarkommunerna beräknat för /0 50/50 0/100 Diff Diff % Diff Diff % Diff Diff % Ale , , ,6 Härryda , , ,0 Kungälv , , ,7 Mölndal , , ,1 Partille , , ,4 Göteborg , , ,4 En ändrad avgiftsfördelning skulle få andra konsekvenser för kommunerna. Avgiften för kommunerna skulle variera mer från år till år vilket skulle försvåra kommunernas budgetarbete. Under nederbördsrika år skulle kommuner med större andel tillskottsvatten betala en större andel. Eftersom vinsten (i form av mindre investeringsvolym på reningsverket) av mindre tillskottsvatten faller ut på lång sikt är ändå totalkostnaden på kort sikt ungefär densamma. För kommuner med lite tillskottsvatten blir avgiften i genomsnitt lägre, men med stor variation från år till år. Om avgiftsfördelningen skall verka som incitament för att på sikt sänka de totala kostnaderna måste priset för toppflödena vara över 4 kr/m 3. Detta når man inte ens genom att fördela hela avgiften efter uppmätt flöde från respektive kommun. För att spegla Gryaabs kostnader för de höga flödena korrekt skulle en del av avgiften behöva utgöras av en hög, flödesproportionell avgift som faller ut vid de tillfällen då flödena verkligen är höga till Ryaverket. Ett sådant system riskerar att bli komplicerat och beroende av omfattande flödesmätningar och bedömningar som inte görs idag. Incitamentet är troligen inte värt kostnaden och administrationen av systemet.

17 17(34) Slutsatser Höga flöden till reningsverket orsakar ökade kostnader för avloppsvattenrening. Den ökade kostnaden för hantering av dagvatten kan uppskattas på detta viset till ca 40 mkr/år eller ca 4 kr/m 3 dagvatten. Marginalkostnaden för en kubikmeter övrigt tillskottsvatten (inläckande vatten eller dränering) är ungefär hälften så hög eller ca 2 kr/m 3. Kostnaden för tillskottvatten riskerar att stiga i takt med att nya krav omfattar allt större andel av vattnet. Ytterligare sten på bördan läggs av att det blir allt dyrare och mer komplicerat att bygga för nya krav allteftersom den återstående platsen på Ryaverkets tomt krymper. Måste reningsverket omlokaliseras blir kostnaderna mycket höga. Kostnaderna domineras av kapitalkostnader, framförallt på lång sikt, när reningsverket måste dimensioneras för allt högre flöden. Åtgärder som reducerar tillförseln av dagvatten med en given volym ger större effekt på kostnaderna för avloppsreningsverket än motsvarande åtgärder mot inläckage och dränvatten. Att minska hushållens dricksvattenförbrukning är ur denna synvinkel en mindre meningsfull åtgärd. Denna genomgång utgör en uppskattning av kostnaderna för att hantera dagvatten på Ryaverket. Noggrannare beräkningar bör bland annat omfatta: Noggrannare skattning av fördelningen av dagvatten och annat tillskottsvatten i tiden Utökade beräkningar av påverkan på driftkostnaderna och underhållskostnader Värdering av utsläpp. Bedömning av hur kostnaderna påverkas av framtida krav Bedömning av hur kostnaderna påverkas av framtida belastning och klimat Det är troligt att dessa noggrannare uppskattningar snarare höjer än sänker den beräknade kostnaden för dagvatten och övrigt tillskottsvatten.

18 18(34) Kvalitet Kvaliteten på dagvatten är relativt väl undersökt och det finns gott om data med koncentrationer av bland annat tungmetaller. Det finns dock två problem med utvärderingen av dessa mätdata. Det ena är att kvaliteten varierar avsevärt under ett regntillfälle och även mellan olika regn beroende på hur mycket regn som kommer och hur länge sedan det tidigare regntillfället var. Fenomenet med first flush är välbekant. Det andra problemet är att koncentrationerna verkar förändra sig ganska mycket med tiden, dvs. äldre data blir snabbt inaktuella. Det är därför svårt att beräkna medelvärden på vad dagvattnet innehåller under ett helt år. I det följande görs några olika ansatser. I den första beräknas tillförseln med data på koncentrationer och mängd dagvatten under ett år. I den andra görs en jämförelse med slamkoncentrationer i städer som saknar kombinerat system. I den tredje ställs balanser upp över den samlade tillförseln från alla olika källor till Ryaverket. Dagvattenkvalitet I Tabell 9 jämförs data från några olika undersökningar i Göteborg samt några värden från Stormtac, SWECOs databas för dagvatten. Tabell 9 Koncentrationer i dagvatten i Göteborgsområdet samt enligt Stormtac Exemplet från Kärra är en examensrapport 2009:6 Chalmers (Bargallo och Sans Armentier, 2009). Alla värden i µg/l. Förort Trafik Kärra Mellbyleden (förort) Gårda Stormtac Gullbergsmotet Trafik (30000) 1993 Min Max Min Max Cd 0,07 0,24 <0,5 <0,5 0,1 0,7 0,44 1,6 Cr 0,6 2,2 1,5 3,5 4, Cu 4,6 9, Ni 1,3 6,4 2,3 4, ,4 35 Pb 0,98 4,4 2,8 3,6 2, Zn Industriområde mm Stadskärna Järnbrott Stormtac Vegagat Apartements Commercial 1994 Min Max Cd 0,13 0,35 0,7 1 0,3 1,2 Cr 2,36 9, <1 50 Cu Ni , Pb 4,3 8, Zn

19 19(34) I Tabell 10och Tabell 11 redovisas data från en beräkning som nyligen genomförts av Balmér och Davidsson (2009). Slutsatsen i den studien är att drän- och inläckage står för en betydligt större andel än vad som framkommit i andra studier, exempelvis Systemstudie avlopp (2007). Man kan konstatera att underlaget är ganska tunt när det gäller kvaliteten på drän- och inläckage. Drän- och läckvattnets andel skulle behöva bekräftas med mer mätdata. Tabell 10 Beräknad total koncentration av drän- och läckvatten samt dagvatten jämfört med uppmätt koncentration på det totala inflödet till Ryaverket. Data i mg/m 3 (Balmér och Davidsson 2009) Hg Cd Pb Cu Cr Ni Zn Drän- och läckvatten Dagvatten Totalt flöde Drän- och läckvatten Dagvatten Totalt flöde Tabell 11 Totalt uppmätt massflöde till Ryaverket och beräknat bidrag från källor. Data i kg/år (Balmér och Davidsson 2009). Hg Cd Pb Cu Cr Ni Zn 1999 Drän- och läckvatten Dagvatten Konstanta källor Totalt massflöde Drän- och läckvatten Dagvatten Konstanta källor Totalt massflöde Denna rapport För att bedöma dagvattnets bidrag till den totala tillförseln har koncentration i dagvattnet multiplicerats med mängden dagvatten ( Tabell 12). Mängden dagvatten under ett år har satts till 10 Milj m 3. En bedömd medelkoncentration har valts från värdena i Tabell 9.

20 20(34) Tabell 12 Dagvattnets andel av totalt inkommande till Ryaverket. Ryaverket Dagvattnets andel in 2008 Uppskattad konc 10 milj m 3 % Balmér & Davidsson ug/l kg/år ug/l kg/år kg/år Cd 0,13 17,3 0, ,7 Cr 3, Cu Ni 4, Pb 3, Zn Hg 0,11 15,1 2,4 Bly, kadmium, zink och nickel har till 14 till 19 procent sitt ursprung i dagvatten enligt denna bedömning. Även krom och koppar kommer i en inte obetydlig grad från dagvatten, 10 och 4 procent. Denna andel kan betraktas som minimisiffror. Överensstämmelsen med Balmér & Davidsson är relativt god, men deras beräkningar visar på att dagvattnets andel är högre. Undantaget är kadmium där de kommer fram till en något lägre andel. Hur påverkas slamkvaliteten av kombinerat ledningssystem? För att få en uppfattning om det kombinerade systemets inverkan på slamkvaliteten har en jämförelse gjorts med några städer som inte har kombinerat ledningssystem (Figur 3 och Figur 4). Uppgift om städer utan kombinerat system har hämtats från Svenskt Vatten. De aktuella städerna är Växjö, Linköping, Örebro och Borås. Som jämförelse har även Malmö tagits med, en stad som också har kombinerat system. Jämförelsen tyder på att det kombinerade systemet har inverkan på slamkvaliteten. Bly, zink och koppar härrör till betydande delar från dagvattnet. Även för kadmium har tillförseln betydelse. Tydligast är skillnaden för bly. Här var koncentrationen i slammet från städerna utan kombinerat system 19 mg/kg TS. I Göteborg var den 32 mg Pb/kg TS. Det innebär att så mycket som 40 procent av blyet kan komma från dagvatten. Motsvarande beräkning för zink visar en skillnad på 26 procent mer zink i Ryaverkets slam jämfört med städerna utan kombinerat system. För kadmium är skillnaden 11 procent.