RAPPORT. Pålslunds avloppsreningsverk ledningar och pumpstationer. Värnamo kommun. Sweco Environment AB. Jönköping

Transkript

1 Värnamo kommun Pålslunds avloppsreningsverk ledningar och pumpstationer Uppdragsnummer Förslag på pumpstationsutformning och dimensionering av ledningar Jönköping Sweco Environment AB Jönköping Sweco Östra Strandgatan 10 Box 145, Jönköping Telefon Telefax Sweco Environment AB Org.nr säte Stockholm Ingår i Sweco-koncernen Magnus Almfors Gruppchef Telefon direkt Mobil magnus.almfors@sweco.se

2 INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1 Sammanfattning 4 2 Inledning och bakgrund 6 3 Förutsättningar Allmänt Teoretiska flöden Resultat av flödesmätning Dimensionerande flöden 9 4 Tryckavloppsledningar Driftsäkerhet Material Systemkurvor Inloppsledning till Pålslund Investeringskostnad 16 5 Utloppsledningar Magasinering av renat avloppsvatten Systemval Driftsäkerhet Material Ledningsdimension Nödutloppsledning P Nödutloppsledning P Investeringskostnad 19 6 Grundläggningsförhållanden Tidigare undersökningar vid P Förslag till grundläggning Kompletterande undersökningar 21 7 Huvudpumpstationer P1 och P Inledning och bakgrund avseende huvudpumpstationer Dimensionerande förutsättningar Utvärdering avseende möjligheten till ombyggnad av befintlig pumpstation P1 för alternativ 2 med pumpning i två steg Nybyggnad av pumpstation P1 (gäller även P62) Förutsättningar avseende pumpval Pumpval alternativ 1, pumpning i ett steg P1 Pålslund 25 2 (52)

3 INNEHÅLLSFÖRTECKNING 7.7 Pumpval alternativ 2, pumpning i två steg P1 P62 och P62 Pålslund Nödbrädd vid hög nivå i Lagan Teknisk beskrivning avseende maskinella installationer Teknisk beskrivning avseende byggnadsarbeten Teknisk beskrivning avseende VVS, befintlig och nya stationer Teknisk beskrivning avseende el & styr Investeringskostnader huvudpumpstationer 39 8 Arbetsordning Förutsättningar Förslag till arbetsordning för P1 - nybyggnation 40 9 Transientberäkningar Underlag och metod Alternativ 1, pumpning i ett steg P1 Pålslund Alternativ 2, pumpning i två steg P1 P62 och P62 Pålslund Sammanfattning av beräkningar Energiåtervinning Förslag på turbinlösning för utnyttjande av utgående avloppsvatten Kalkyl 51 Bilagor 1. Profilritning, P1 Pålslund, Värnamo kommun, daterad Ledningsdimensionering, daterad 3. Pumpkurvor, styrstrategier och pumpdata avseende P1 och P62 (Flygt) 4. Ritningar enligt ritningsförteckning 3 (52)

4 1 Sammanfattning Värnamo kommun har givit Sweco i uppdrag att utföra ett principförslag avseende pumpning från befintlig placering av huvudpumpstation P1 till det nya reningsverket, Pålslund beläget 6 km väster om Värnamo tätort. Två principiellt skilda pumpstationslösningar redovisas i rapporten. Alternativ 1 avser en tryckning från P1 till Pålslund utan mellanliggande pumpstation. Alternativ 2 avser en tryckning från P1 till P62 följt av en tryckning från P62 till Pålslund där P62 är en ny huvudpumpstation belägen ca 2 km väster om P1 utmed väg 27. Utredningen visar på tekniska och ekonomiska konsekvenser vid en ombyggnation av P1 jämfört med att bygga en ny pumpstation bredvid den gamla. Avseende P1 har även beaktats att grundlägga ny pumpstation 1,5 m lägre än befintlig station, för att motverka dämning i ledningssystem uppströms. Pumpstationerna föreslås att utformas med två alternativt tre större och två mindre pumpar. Två parallella tryckledningar förläggs från P1 till Pålslund. Föreslagna system har hög driftsäkerhet samt skapar förutsättningar för bra driftförhållanden vid de mycket varierande flöden som råder över året. Ombyggnadsalternativet av P1 kommer att innebära brister i uppställning av nya pumpar, flödesmätare m m som vid nybyggnation kan utformas optimalt för modern teknik och standard. Vid en ombyggnad av befintlig P1 kan omfattande bräddning till Lagan förväntas. Vid höga vattenstånd i Lagan ökar dessutom risken för översvämningar uppströms P1 då dämning i ledningssystem kommer att ske. Ombyggnadsalternativet förutsätter att en ny P62 uppförs. Utredningen visar även på erforderliga nivåer och metodval för anslutande ledningar till och från det nya reningsverket vid Pålslund. Beräknad investeringskostnad inklusive överföringsledningarna för om- respektive nybyggnad av P1 samt nybyggnad av P62 framgår av tabellen nedan. Tabell 1 Investeringskostnad för respektive pumpstationsalternativ inklusive ledningsbyggande Alternativ Kalkylerad investering Alternativ 1a (Ny P1 med 2 större pumpar) kr Alternativ 1b (Ny P1 med 3 större pumpar) kr Alternativ 2 (Ombyggd P1 + P62) kr Alternativ 2 (Ny P1 + P62) kr Specificerade investeringskostnader framgår av tabellen nedan. 4 (52)

5 Tabell 2 Investeringskostnad för respektive pumpstationsalternativ Alternativ Nybyggnad P1 Alternativ 1a Nybyggnad P1 Alternativ 1b Ombyggnad P1 Alternativ 2 Bygg inkl. markarbeten och VVS Nybyggnad P1 Alternativ 2 Nybyggnad P62 Alternativ Yttre ledningar Maskin El & Styr Oförutsett 10% Projektering + Byggherrekostn (~15% av investering) Summa pumpstationer Överföringsledningar Summa totalt kr kr kr kr kr 1 Kostnadskalkylen grundad på samma grundläggningsförhållanden som för P1. Vid bättre grundläggningsförhållanden för P62 kan denna kostnad reduceras med upp till 1,5-2 Mkr. 2 Samordningsvinst vid uppförande av 2 st nya pumpstationer avseende P1 och P62, (10% av investering). 5 (52)

6 2 Inledning och bakgrund Värnamo kommun har sedan tidigare beslutat att ersätta befintligt avloppsreningsverk med ett nytt, placerat i anslutning till Stomsjö avfallsanläggning. I rapporten benämns det nya reningsverket som Pålslunds avloppsreningsverk. Denna utredning har genomförts på uppdrag av Värnamo kommun. Förutom Sweco har tjänstemän vid tekniska kontoret samt projektledning från Pehrsco medverkat med synpunkter och värdefulla råd. Rapporten beskriver dimensioner på tryckledning P1 Pålslund och dimensioner på utloppsledning Pålslund Lagan. Vidare definieras nivåer på anslutande ledningar till och från Pålslund i syfte att undvika en utloppspumpstation från det nya reningsverket. Två principiellt skilda pumpstationslösningar redovisas i rapporten. Alternativ 1 avser en tryckning från P1 till Pålslund utan mellanliggande pumpstation. Alternativ 2 avser en tryckning från P1 till P62 följt av en tryckning från P62 till Pålslund. Förslag på layouter redovisas för avloppspumpstationerna P1 och P62, principiell styrning, stationsutformning m m. Rapporten belyser konsekvenserna av en ombyggnad av P1 respektive en nybyggnation av P1. Alternativen jämförs ur kostnadshänseende. Avsikten med rapporten är att utgöra beslutsunderlag för val av fortsatt inriktning och projektering. 3 Förutsättningar 3.1 Allmänt För dimensionering av ledningar och pumpstationer har flöden studerats utifrån konventionella beräkningsmetoder samt efter utförda flödesmätningar. Nedan framgår att de dimensionerande förhållanden som råder främst styrs av regntillfällen. Det faktum att avloppsvatten från bl.a. Bor respektive P12 ej inryms i den flödesmätning som utförts vid P1 bedöms ha mycket marginell påverkan då extrema regn i stor utsträckning är lokala. På samma sätt bedöms inte eventuella framtida ledningsomläggningar för att leda vatten från Åminne och Hånger direkt mot P62 alternativt en anslutning mot tryckledningen mot Pålslund påverka dimensioneringen av ledningar och pumpar. Tidigare utredningar har visat på möjligheter att ansluta just Hånger/Åminne samt eventuella framtida exploateringar kring Mossleplatån till en det tänkta läget för P62. En ny pumpstation mellan P1 och Pålslund påverkar dock inte avloppsförsörjningen för dessa områden i någon egentlig mening varför detta argument ej har beaktats som styrande för systemval för pumpningen till Pålslund. Dock skall klargöras att uppförande av P62 medför att självfallssystem runt dessa områden relativt enkelt kan anslutas till överföringen upp till Pålslund utan att först rinna ner till P1 alternativt via en ny avloppspumpstation i området tryckas in på tryckledningen upp till Pålslund. 6 (52)

7 3.2 Teoretiska flöden Dimensionerande flöden har presenterats i Tekniks beskrivning framtida avloppsvattenbehandling, SWECO VIAK, Redovisade flöden är teoretiskt framtagna och avser en framtida belastning (år 2035) enligt nedan. En utförligare presentation framgår av ovan nämnd utredning. Q dim dimensionerande torrväderstillrinning vilket inkluderar hushållsavloppsvatten, läck- och dräneringsvatten under torrväder, industriavloppsvatten samt lakvatten. Q Q = T Qd Q T s dim i s i Q 24 lakvatten 3 m /h Q s T s Q d = medeldygnsflöde av hushållsavloppsvatten, m 3 /d. = antal timmar, under vilka Q s fördelas. = läck- och dräneringsvattenmängd som medel under torrväder, m 3 /d. Q i = industrivattenmängd som medel, m 3 /d. T i = antal timmar, under vilka Q i fördelas. Q lakvatten = lakvattenmängd som medel, m 3 /d. Utifrån anslutna pe och specifika belastningar har följande flöden beräknats. Tabell 3 Tabellen visar dimensionerande flöden, Q dim, år Ort m 3 /h l/s Värnamo, Hörle, Tånnö, Åminne, Hånger, Bor, Bredaryd, Forsheda, Kärda, Lanna Avgår lakvatten 30 8 Avgår Bredaryd + Forsheda + Kärda Totalt att pumpa från Värnamo Tidigare utredningar har angivit att maxflödet som ska pumpas till Pålslund uppgår till 2 x Q dim. Principiellt avsågs flöden överstigande 2 x Q dim vid regntillfällen att bräddas bort vid till Lagan. 7 (52)

8 Tabell 4 Tabellen visar maximala flöden, Q max, år Ort m 3 /h l/s Värnamo, Hörle, Tånnö, Åminne, Hånger, Bor, Bredaryd, Forsheda, Kärda, Lanna Avgår lakvatten 30 8 Avgår Bredaryd + Forsheda + Kärda Totalt att pumpa från Värnamo Resultat av flödesmätning Under 2006 togs beslut om att installera en flödesmätare vid P1 i syfte att verifiera de teoretiska flödena enligt ovan. Flödesmätning pågick under perioden till Flödesdata i form av 6- minutersintervall har registrerats. Under den aktuella perioden uppgick medelflödet till 264 m 3 /h (73 l/s). Medianflödet (av alla registrerade 6-minutersintervaller) uppgick till 251 m 3 /h (70 l/s). Histogram över mätperioden för de 5% högsta respektive lägsta flödena framgår av Figur 1 nedan. Av den förstås att för 90% av året varierar flödet mellan ca m 3 /h. Figur 1 Högsta och lägsta flöden (åren 2009 och 2010) vid P1 Av Figur 2 nedan framgår att för åren 2009 och 2010 har flödet från P1 överstigit 1100 m 3 /h vid i snitt 4,6 timmar per år m 3 /h har i snitt överstigits 1,1 timmar per år. 8 (52)

9 Enligt uppgift från Värnamo kommun har det under 2009 eller 2010 inte bräddat vid P1. Någon planerad bräddning, vid ett givet flöde, finns ej i gällande tillstånd för varken det befintliga eller det nya avloppsreningsverket. Bräddning vid P1 skall ses som nödbräddning. Vid projektmöte diskuterades möjligheterna styra befintlig avloppspumpstation P5 (uppströms P1) så att nödbräddning av P1 förenklas. Kommunen har ej kunnat återfinna underlag, ritningar etc. över P5. Frågan utreds vidare i samband med systemskedet. Figur 2 Antal timmar per år (åren 2009 och 2010) med extrema flöden vid P1 3.4 Dimensionerande flöden Tryckledning till Pålslund Någon hydraulisk modell kopplad till nederbördstillfällen finns ej framtagen för Värnamos avloppsledningsnät. Baserat på utförd flödesmätning, bedöms den teoretiska ansats som gjordes i tidigare skeden med inriktningen att till nya avloppsreningsverket överföra 2 x dimensionerande torrväderstillrinningen, som något i underkant. Trots att ledningsnätet i Värnamo till största delen är separerat bedöms påverkan av ovidkommande vatten vara betydande. Vid val av ledningsdimensioner och pumpbestyckning för P1 och P62 föreslås 1600 m 3 /h (444 l/s) vara dimensionerande maxflöde. Detta flöde motsvarar maximal pumpning från befintlig P1. Givet att Lagan inte har extremt höga nivåer klaras mycket kraftiga regn vid dessa förhållanden. 9 (52)

10 3.4.2 Utloppsledning från Pålslund Vid val av ledningsdimension för utloppsledningen och pumpbestyckning för en eventuell utloppspumpstation vid Pålslund förutsätts att den planerade katastrofdammen är full (t ex vid extremt höga nivåer i Lagan med mycket inträngande vatten under en längre period) och att maximal pumpning sker upp till reningsverket. Därtill kommer vatten från Bredaryd, Forsheda, Kärda. Vid ledningsdimensioneringen har ej hänsyn tagits till eventuella möjligheter att magasinera vatten i befintlig lakvattendamm vid Stomsjö avfallsanläggning. Maxflödet för överpumpning från Bredaryd, Forsheda och Kärda mot Pålslund har tidigare studerats. Dimensionerande torrväderstillrinning, Q dim uppgår till 12, 22 respektive 24 l/s ackumulerat från de tre samhällena. Överföringsledningen till Pålslund har föreslagits att dimensioneras för 2 x Q dim motsvarande 24, 44 respektive 48 l/s ackumulerat från de tre samhällena. Vid en jämförelse med uppmätta toppflöden vid mätningar omkring månadsskiftet april/maj 2003 uppgick dessa till 34, 61 respektive 68 l/s ackumulerat från de tre samhällena. Mätningar från 2002 indikerar att ännu högre flöden har uppmätts vid extrema regntillfällen (t ex ). Fördröjningsanordningar planeras därför vid avloppsreningsverken i Bredaryd och Forsheda för utjämning och grovavskiljning vid dessa flödestoppar. Dimensionerande flöde för utloppsledningen föreslås motsvara maximal pumpning från P1 samt dimensionerande flöde från Bredaryd, Forsheda och Kärda motsvarande 1600 m 3 /h (444 l/s) + 90 m 3 /h (24 l/s). För att ge ett visst utrymme för framtida förändringar i pumpbestyckning från ingående ledningssystem föreslås utloppsledningen dimensioneras för att klara minst 1800 m 3 /h (500 l/s). 4 Tryckavloppsledningar 4.1 Driftsäkerhet En ny pumpstation bör inte utformas med en stor pumpsump likt befintliga förhållanden i P1. Forcerade pumpdrifter kommer därmed inte vara möjligt. Ledningsdimensionen bör anpassas så att hastigheten vid normala driftförhållanden inte blir för låg. Samtidigt skall kapacitet finnas för dimensionerande flöden. Läckor eller andra ledningshaverier är ovanliga på moderna tryckledningar men kan naturligtvis inte helt undvikas. Driftsäkerheten ökar väsentligt om två parallella ledningar anläggs. Sannolikheten att båda ledningarna skall gå söder eller behöva tas ut drift samtidigt får anses mycket liten. En lösning med två ledningar ger även goda möjligheter till att upprätthålla gynnsammare hastigheter i ledningarna vid normal drift. Driftmässigt är det fördelaktigt att från P1 anlägga två parallella tryckavloppsledningar. 10 (52)

11 Pumpstationerna planeras ej utformas med backventiler varför avloppsvatten till stor del kan tömmas tillbaka till pumpsumpen. Någon sektionering eller avtappningsanordning mellan P1 och sektion 2/400 (första högpunkten, se bilaga 1) bedöms ej som nödvändig. Mellan sektion 2/400 och Pålslund bör ledningarna sektioneras och förses med tömningsanordning för att möjliggöra driftåtgärder utmed den sträcka som står dämd. Utformningen styrs av bl a åtkomst och möjliga utsläppspunkter. Tömningsanordning kan eventuellt samordnas med befintliga avloppsledningar i området. Risken för tryckslag och konsekvenserna därav har beräknats (transientberäkningar). Trots höga tryck och kraftiga flöden bedöms riskerna kontrollerbara. Transientberäkningarna jämte rekommendationer kring frekvensstyrning mm redovisas utförligare i kapitel 9 nedan. Tryckslagsberäkningarna avser drift av pump och ledning. Luftningsanordningar krävs för in- och utströmning av luft vid tömning respektive fyllning av ledning. Sådan planerad driftåtgärd kräver inga automatiska luftningsventiler. Dessutom kräver driftåtgärderna relativt stora luftflöden, varför ett T-rör och en manuell ventil är lämplig. Storlek på luftnings- och tömningsanordningar styrs av den önskade tiden för att kunna fylla respektive tömma ledningen. Dimensionering och förslag på placering av anordningar på tryckledningarna utförs i detaljprojekteringen. Generellt gäller för att säkerställa hög driftsäkerhet att god åtkomst till ledningarna finns samt att reservdelar och ledningar finns tillgängliga med kort varsel. 4.2 Material Föreslagna tryckledningar är generellt polyetenledningar PE100, PN6,3 (SDR 26). Nedan framgår att det är möjligt att trycka vattnet från P1 till Pålslund i ett steg. För de delar av sträckan där det vid stationär drift ges ett tryck som överstiger 50 mvp föreslås polyetenledningar i en högre tryckklass, PN10 (SDR 17). Vid beräkningar har ett k-värde om 0,5 mm ansatts. 4.3 Systemkurvor Systemkurvorna nedan är beräknade utifrån ledningsprofil framtagen av Värnamo kommun. Profilritningen redovisas som bilaga 1. Med hänvisning till nämnda profilritning har data i Tabell 5 nedan legat till grund för bestämning av systemkarakteristiska. 11 (52)

12 Tabell 5 Dimensionerande data för P1 och P62 P1 Högpunkt" P62 Högpunkt Sektion (m) 0/0 1/1950 1/1950 5/500 Nivå 141, , Systemkurva alternativ 1 Alternativ 1 avser en tryckning från P1 till Pålslund utan mellanliggande pumpstation. Från P1 lyfts avloppsvattnet till en högpunkt ca 300 meter före det nya reningsverket. Nivån där tryckavloppet släpper styr nivån på inloppskanalen in till reningsverket. Förutsättningar finns för en självfallsledning sista sträckan in till reningsverket. Systemkurva för pumpstationen redovisas nedan. För att klara tryck överstigande 50 mvp vid stationär drift krävs att första sträckan fram till sektion 1/500 m (nivå +153,5) förläggs med PE 500/441 (PN10) medan det för resterande sträcka föreslås PE 500/462 (PN6,3). För dessa ledningar förutsätts två parallella ledningar. Således pumpas maximalt 800 m 3 /h i vardera ledningen. Av systemkurvorna framgår att trycket för PE 500/462 (PN6,3) ej överstiger 50 mvp vid dimensionerande flöde. Vidare framgår att det krävs PE 500/441 (PN10) den första delen av sträckan. Med avseende på energiåtgång är antalet timmar per år med flöden överstigande 500 m 3 /h relativt få (se Figur 1 ovan). Det är därvidlag viktigt att välja ett ledningsalternativ som har goda driftbetingelser inte minst vid normala flöden. En samlad bedömning av studerade alternativ ger att tryckavloppssystemet, givet pumpning i en etapp, föreslås utformas med två parallella ledningar i dimensionen PE 500/441 och PE 500/462. Att koppla samman ledningar av två olika tryckklasser utgör i sig inget hinder. Sträckan med den lägre tryckklassen görs så lång som möjligt vilket innebär en lägre investeringskostnad. 12 (52)

13 Figur 3 Systemkurva för PE 500/441 (PN10) mellan 0/000-1/500 och PE 500/462 (PN6,3) mellan 1/500-5/500 I bilaga 2 framgår sammanställning av data för ledningsdimensionering Systemkurva och ledningsdimension för alternativ 2 Alternativ 2 avser en tryckning från P1 till P62 följt av en tryckning från P62 till Pålslund Från P1 lyfts avloppsvattnet till en inloppsbrunn strax utanför P62. Från P62 lyfts avloppsvattnet vidare till högpunkten ca 300 meter före det nya reningsverket. Nivån där tryckavloppet släpper styr nivån för inloppskanalen in till reningsverket. Förutsättningar finns för en självfallsledning sista biten in till reningsverket. 13 (52)

14 Systemkurvor för de båda pumpstationerna redovisas nedan dels för PE 500/462 (PN6,3) och dels för PE 500/441 (PN10). För dessa ledningar förutsätts två parallella ledningar. Således pumpas maximalt 800 m 3 /h i vardera ledningen. Figur 4 Systemkurva för P1 respektive P62 för PE 500/462 (PN6,3) 14 (52)

15 Figur 5 Systemkurva för P1 respektive P62 för PE 500/441 (PN10) Av systemkurvorna framgår att relativt likvärdiga förhållanden råder vid medelflödet för de redovisade ledningsdimensionerna. Vid maxflödet framgår att uppfordringshöjden är något högre för PE 500/441 än för alternativen med PE 500/462. Med avseende på energiåtgång är antalet timmar per år med flöden överstigande 500 m 3 /h relativt få (se Figur 1 ovan). Det är därvidlag viktigt att välja ett ledningsalternativ som har goda driftbetingelser inte minst vid normala flöden. En samlad bedömning av studerade alternativ ger att tryckavloppssystemet, givet pumpning i två etapper, föreslås utformas med två parallella ledningar i dimensionen PE 500/462 mm. Föreslagen placering av P62 medför att det finns bra förutsättningar för att kunna använda lika ledningsdimensioner mellan de båda stationerna och lika pumpbestyckning i dem. I bilaga 2 framgår sammanställning av data för ledningsdimensionering. 15 (52)

16 4.4 Inloppsledning till Pålslund I högpunkten i sektion 5/500 ansluts de båda tryckavloppsledningarna till en gemensam kammare. Såväl pump- som ledningsdimensionering förutsätter att ledningarna ansluts med fritt utlopp (ej dämda). Från kammaren förläggs en ny inloppsledning direkt till intagsgallren på nya reningsverket. Förutsättningar finns för att klara nivån på intagsgallren utan föregående pumpning. Dock krävs att nivåerna på intagsgallren anpassas till en sådan lösning. Tabell 6 Föreslagna nivåer för inloppsledningen Högpunkt 2 Högpunkt 2 Ansl. tryckledning utloppskammare Pålslund intagsgaller Sektion (m) 5/500 5/500 5/800 Nivå +185, Mellan kammaren och intagsgallren kommer ledningen ligga förlagd som en dykarledning. För att klara denna sträcka med självfall erfordras en statisk skillnad på ca 1 m. Baserat på den terrängmodell som Värnamo kommun tagit fram över det nya reningsverksområdet görs bedömningen att det är rimligt att förutsätta att intagsgallren kan placeras så att inkommande ledning kan ha en vattengång vid gallren på ca +184 m. En tänkbar lösning är att inkommande ledning ansluter till ett inloppsschakt på nivån ca +180 m och utloppet ligger på nivån för gallren. En sådan lösning medför goda rensmöjligheter på dykarledningen i anslutning till reningsverket. Således görs bedömningen att fortsatt projektering av såväl reningsverket som inloppsledningen kan inriktas på en utformning där nivåerna anpassas till en självfallsledning från högpunkten i sektion 5/500 in till nya reningsverket. 4.5 Investeringskostnad Investeringskostnaderna för ledningsbyggandet redovisas under avsnitt 5.8 nedan 5 Utloppsledningar 5.1 Magasinering av renat avloppsvatten Vid Stomsjö avfallsanläggning finns en lakvattendamm. Dammen har en kapacitet om ca m 3. Enligt uppgift har maximal volym lakvatten under senare år uppgått till ca m 3. Förutsättningar bedöms finnas att vid haveri på utloppsledningen leda utgående vatten från reningsverket till lakvattendammen för nödmagasinering. Magasinering av m 3 vatten motsvarar vid normalflöden ca 2 dygns uppehållstid och vid m 3 ca 3 dygns uppehållstid. 16 (52)

17 Den tekniska utformningen behöver utredas vidare. Tillståndsfrågan behöver lösas. Efter magasinering behöver lakvattendammen tömmas och vattnet ledas in i reningsverket på nytt. Ett alternativ till att nyttja lakvattendammen skulle vara en större volym i den planerade katastrofdammen vid reningsverket. Vår bedömning är att med nedan redovisade driftåtgärder kommer erforderlig driftsäkerhet uppnås utan nyttjande av lakvattendammen, varför dammen ej utreds vidare inom ramen för detta uppdrag. 5.2 Systemval Före slutgiltigt beslut om systemval för utloppsledningen krävs att utgående nivå från det nya avloppsreningsverket fastslås. Förutsättningar finns för att klara utloppet från reningsverket till Lagan utan pumpning. Dock krävs att nivåerna för de planerade dynasandfiltren, som är sita steget före utloppet från reningsverket, anpassas till en sådan lösning. Tabell 7 Föreslagna nivåer för utloppsledningen Lagan Högpunkt 1" Högpunkt 2 Pålslund Sektion (m) 0/300 2/400 5/500 5/800 Nivå ca ,5 Mellan Pålslund och högpunkten i sektion 2/400 kommer utloppsledningen ligga förlagd som en dykarledning. För att klara denna sträcka med självfall erfordras en statisk skillnad på ca 6,5 m. För att erhålla rimliga schaktdjup mellan sektion 2/300 och 2/800 begränsas schaktdjupet där till +181 m, vilket medför att utgående ledning från Pålslund måste anpassas till nivån ca +187,5 m. Baserat på den terrängmodell som Värnamo kommun tagit fram över det nya reningsverksområdet görs bedömningen att det är rimligt att förutsätta att dynasandfiltren kan placeras så att utgående vattengång från filtren överstiger +188 m. Filtren kommer att föregås av en pumpning upp till erforderlig nivå varför en viss flexibilitet finns. Utgående vattengång från filtren ligger ca 4,5 m ovan grundläggningsnivån för filtren. Således görs bedömningen att fortsatt projektering av såväl reningsverket som utloppsledningen kan inriktas på en utformning där dynasandfiltren binds samman till en gemensam utloppsledning varifrån självfall ner till Lagan kan erhållas. En anslutning från katastrofdammen till utloppsledningen kräver pumpning. 5.3 Driftsäkerhet För att möjliggöra åtkomst på dykarledningen mellan Pålslund och sektion 2/400 krävs brunnar på ledningen vid högpunkterna samt vid nivåer över +181 m där emellan. Vid det 17 (52)

18 fallet att man anlägger en turbin vid Lagan för energiåtervinning (se vidare kapitel 10 nedan) krävs ett slutet ledningssystem och brunnarna får ersättas med flänsade (täta) lock. Ett slutet system från högpunkten vid sektion 5/500 kräver avluftningsventiler utmed sträckan. Den dämda ledningen kommer att ha en trycklinje nedströms sektion 2/400 som bitvis kommer ligga ovan marknivån. Tömningsanordningar installeras på lågpunkter där kontrollerade nödutsläpp kan ske vid driftproblem, se ledningsprofil, bilaga 1. Utsläppsplatserna väljs med avseende på tillgängliga vattendrag, dagvattenledning, diken etc. Utflöde från tömningsanordningen styrs av mottagande lednings eller dikes kapacitet. Erosionsrisk måste beaktas. För att säkerställa hög driftsäkerhet gäller generellt att god åtkomst till ledningarna finnes samt att reservdelar och ledningar finns tillgängliga med kort varsel. Dimensionering och förslag på placering av anordningar på utloppsledningen utförs i detaljprojekteringen. 5.4 Material Föreslagen ledning är en polyetenledning, PE100, PN6,3 (SDR 26). Vid beräkningar har ett k-värde om 0,5 mm ansatts. Möjligheter finns att initialt eller i ett senare skede att uppföra någon form av turbinlösning för elproduktion vid utloppet, vilket ställer krav på att ledningen går dämd, se vidare kapitel 10 nedan. För att möjliggöra en sådan installation utan begränsningar till följd av ledningen förslås att utloppsledningen skall betraktas som en tryckledning, varför en helsvetsad PE-ledning bedöms vara fördelaktig. 5.5 Ledningsdimension Vid detaljprojekteringen måste beaktas behovet av kammare vid start av självfallsledning, luftning av kammare, trycklinje vid placering av brunnar utmed ledningssträckan på självfallsledning samt tömnings- och utloppsanordningar. I bilaga 2 framgår sammanställning av data för ledningsdimensionering. Dimensionerna styrs i princip av ledningsprofilen. Två dimensioner föreslås, PE 560/517 respektive 800/ Nödutloppsledning P1 Befintlig bräddnivå (+143,87) har förutsatts kvarstå i båda de studerade alternativen för P1. Bräddningen sker idag strax uppströms befintlig P1, se situationsplanerna i bilaga 4. Före detaljprojektering bör fastslås om befintlig bräddnivå skall kvarstå och fortsatt vara styrande eller om förutsättningar finns för en justering. En justerad bräddnivå påverkar utformningen av framtida skibordsutformningar vid en ny P1, varför bräddnivån måste fastslås i ett tidigt skede. 18 (52)

19 För att öka flexibiliteten vid driftproblem på t ex en av tryckledningarna är det önskvärt att stationen utformas med en pumpbestyckning för att kunna nödbrädda vatten direkt till Lagan. Vid nybyggnation av P1 föreslås att en inlopps- och bräddkammare utformas som en enhet med en anslutning till ny nödutloppsledning (bräddledning) från P1 till Lagan. Nödbräddningen via pumpning kan med fördel anslutas till bräddkammaren, se vidare i kapitel 7.8 nedan. Föreslagen lösning medför att bräddvattnet separeras från dagvattnet, vilket är positivt vid bräddning. Inte minst vid nödbräddningen via pumpning inne i P1 då trycknivån kommer kunna överstiga marknivån. Det finns möjligheter att via bakvattenluckor ansluta ny brädd inne i P1 till befintlig dagvattenledning likt dagens förhållanden. I bilaga 2 framgår ledningsdimensionering för en ny nödutloppsledning från P1 till Lagan. Dimensionen styrs i princip av Lagans nivå. En ledning i dimension PE 900/831 föreslås. 5.7 Nödutloppsledning P62 Utredningen har ej studerat bräddmöjligheterna för bräddning ut från P62. Nivån på bräddavloppet kan i detta skede antas vara ca +168, d v s ca två meter under mark. Värnamo kommun har översiktligt studerat ett lednings- och dikesläge från P62 ner mot Lagan. 5.8 Investeringskostnad Investeringskostnaderna för såväl tryckavlopps- som självfallssystemen redovisas nedan. Kostnaderna bygger på materialkostnader 3 för polyetenledningar samt en beräknad anläggningskostnad om 3000 kr/m ledningsgrav för utförande i egen regi. 3 Offert lämnad av Ahlsell till Värnamo kommun, (52)

20 Tabell 8 Investeringskostnad för respektive pumpstationsalternativ Alternativ P1 Pålslund Alternativ 1 P1 P62 Alternativ 2 P62 Pålslund Alternativ 2 Tryckledning PN6, Tryckledning PN Inloppsledning Utloppsledning Bräddledning P Anläggningskostnad Projektering + Byggherrekostnad (5 %) Oförutsett (10 %) Summa totalt Grundläggningsförhållanden 6.1 Tidigare undersökningar vid P1 Någon geoteknisk undersökning i samband med utredningen har ej skett. Enligt tidigare undersökningar (VIAK 1969) består marken runt P1 överst av fyllning som underlagras av silt. Härunder följer lös lera med okänd skjuvhållfasthet. Under leran har påträffats ett något fastare material som troligtvis är siltigt. Enligt undersökningen 1969 låg grundvattenytan ca 1-2 meter under markytan. Enligt äldre arbetsritningar är inte inkommande ledningar till befintlig P1 pålade. Geoteknisk undersökning för P62 är inte utförd. 6.2 Förslag till grundläggning Planerad pumpstation vid P1 planeras intill befintlig pumpstation på en nivå 8 m under markytan. Detta innebär att grundläggning kommer ske i den lösa leran och under grundvattennivån. Befintlig pumpstation är grundlagd på träpålar. Utifrån dagens kända uppgifter om markförhållanden rekommenderas att grundläggning av anläggningar sker på pålar. Spont krävs för schaktningsarbeten. Planerad pumpstation vid P62 föreslås grundläggas på samma sätt som P1 på träpålar och med schakt inom spont. En kommande geoteknisk undersökning kommer att ge ett underlag för definitivt ställningstagande beträffande detta. 20 (52)

21 6.3 Kompletterande undersökningar Geotekniska undersökningar krävs för kunna bestämma jorden egenskaper i läge för pumpstationerna P1 och P62 samt för ledningar och ge detaljerade rekommendationer kring grundläggning. Pumpstationens placering påverkar även grundläggningsmetod med hänsyn till intilliggande byggnader och järnvägen. Kompletterande undersökningar för pumpstation, spont, dragstag och ledningar föreslås utföras med CPT-sondering, trycksondering och skruvprovtagning. Eventuellt bör även vingborrning och lab-undersökningar utföras. Grundvattennivån ska bestämmas vilken eventuellt kan utläsas i skruvprovtagningshål. 7 Huvudpumpstationer P1 och P Inledning och bakgrund avseende huvudpumpstationer Inom ramen för utredningen har studerats principiell utformning för ny- alternativt ombyggnation av P1 samt eventuellt uppförande av ny P62. Förutsättningar för utredningen har varit att hänsyn skall tas till att befintlig huvudpumpstation måste var i drift under hela ombyggnadstiden, samt att vid igångkörning av nytt reningsverk kunna pumpa dels till befintligt reningsverk och dels till Pålslund. Första steget i utredningen är att bedöma om detta är tekniskt genomförbart avseende ombyggnad av befintlig P1. Som alternativ 1 i utredningen har studerats att kunna pumpa avloppsvatten i ett steg från P1 till Pålslund. Ombyggnad av P1 är ej möjligt i detta alternativ, då dagens befintliga pumpstation har helt andra förutsättningar och skiljer sig en hel del ifrån detta alternativs förutsättningar. De installationer som krävs avseende maskinella installationer, (framförallt pumpar), inryms ej i befintlig byggnad. Ombyggnad av P1 är inte möjligt i detta alternativ. Som alternativ 2 i utredningen har studerats att pumpa avloppsvatten i två steg från P1 till P62 och vidare från P62 till Pålslund. Möte med Värnamo kommun hölls tisdagen den 23:e februari där vi diskuterade kring pumpstation P1. Driftpersonalen och Tomas Johansson, (tidigare VA-chef), redogjorde för statusen på befintlig pumpstation. Pumpstationen är 50 år, vilket innebär att den har vissa brister såväl maskinellt som byggnadsmässigt och inte minst arbetsmiljön med avseende på lyft och åtkomst för service av pumpar. En stor brist som måste åtgärdas är utformning av befintlig pumpsump. Sumpen är för stor och omsättningen är dålig med sedimentering som följd. Detta medför driftstörningar och slitage av pumpar. Dessutom är betongkvaliteten i befintlig pumpsump i dåligt skick enligt personalen. 21 (52)

22 7.2 Dimensionerande förutsättningar Tabell 9 Dimensionerande data/flöden för respektive pumpstation Beskrivning av viktiga krav och prestanda etc. Pumpstation P1 Alternativ 1a-b och 2 Pumpstation P62 Alternativ 2 Q medel Q max Q medel Q max Flöden ~260 m³/h 1600 m³/h ~290 m³/h 1600 m³/h Statisk tryckhöjd P1 Pålslund 44 m 44 m - - Statisk tryckhöjd P1 P62 26,5 m 26,5 m - - Statisk tryckhöjd P62 Pålslund ,5 m 20,5 m Ledningslängd P1 Pålslund (tryckledning) 5500 m 5500 m - - Ledningslängd P1 P62 (tryckledning) 1950 m 1950 m - - Ledningslängd P62 Pålslund (tryckledning) m 3550 m 7.3 Utvärdering avseende möjligheten till ombyggnad av befintlig pumpstation P1 för alternativ 2 med pumpning i två steg. I denna utredning förutsätts att betongkvaliteten i alla delar förutom befintlig pumpstations pumpsump är i gott skick och ej kräver några större åtgärder. Vid projektmöte har driftpersonalen redogjort för iakttagelser på betongen i befintlig pumpsump. Kvalitetsbrister föreligger, dock oklart hur undermålig betongen är. Vid test med skruvmejsel kunde man via handkraft köra in densamma flera centimeter. Förutsättningen för att kunna göra en ombyggnad av befintlig pumpstation P1 är att den tas ur drift under en stor del av ombyggnadstiden. Detta förutsätter att man upprättar en provisorisk pumpstation i nära anslutning till befintlig P1. Kontakt har tagits med Flygt avseende att placera en prefabricerad pumpstation i anslutning till P1, för att upprätthålla provisorisk pumpning under ombyggnadstiden, samt under igångkörning av nytt avloppsreningsverk. Flygts största modell avseende prefabricerad pumpstation är TOP150 med en maximal kapacitet på ca 750 m³/h. Allt flöde överstigande detta kommer under ombyggnadstiden att bräddas via befintlig bräddbrunn. I de fall då nivån i Lagan är hög under ombyggnadstiden, vilket den periodvis är under året, kommer dämning att ske uppströms i systemet (vid inkommande flöde > 750 m³/h) med risk för källaröversvämningar som följd. För att erhålla en optimal pumpsump, (gäller vid nybyggnad såväl som ombyggnad), bör pumpstationen utformas med ett inloppsrör. Detta medför att dagens tre inkommande ledningar skall sammankopplas i en brunn och därefter ledas in till pumpstationen. Pumpstationen skall förses med reservkraft, vilket innebär att en tillbyggnad i markplan krävs. Av bifogade ritningar framgår hur en uppställning av nya pumpar och ledningsarrangemang kan komma att se ut efter ombyggnad. Flödesmätare kommer delvis, (1 st alternativt 2 st), att placeras i utvändiga brunnar, då raksträckor före respektive efter flödesmätare ej kan uppfyllas p g a platsbrist. 22 (52)

23 Som framgår av ovanstående kan en ombyggnad av P1 genomföras, men en anpassning till befintlig byggnad innebär att en optimal uppställning av maskinell utrustning ej kan uppnås. Pumpsumpen får anpassas till befintlig utformning, men kan efter ombyggnad fungera väl. En stor nackdel avseende detta alternativ är också att man ej kan sänka nivån i pumpsumpen, se vidare under punkt 7.4. Vid ombyggnad måste en provisorisk pumpning upprätthållas med dom problem och risker som detta medför. Flöden över 750 m³/h kommer att bräddas under ombyggnadstiden. Att bygga en provisorisk pumpning som skall klara 1600m³/h är inte realistiskt och de kostnader som detta medför står ej i proportion till att bygga om en 50 år gammal pumpstation. Ombyggnadsåtgärder beskrivs nedan i avsnitt Den totala kostnaden för en ombyggnad av P1:an enligt bilagda ritningar uppgår till 14,6 Mkr. Vår bedömning är att en ombyggnad av befintlig P1:a ej bör genomföras sett till de nackdelar som nämnts ovan, såväl ekonomiskt som installationsmässigt, samt osäkerheten kring den provisoriska drift som skall upprätthållas under ombyggnad och idrifttagning av nytt reningsverk. 7.4 Nybyggnad av pumpstation P1 (gäller även P62) Vid nybyggnad av pumpstation P1 kommer befintlig pumpstation att var i drift under hela ombyggnadstiden, samt kunna köras vid uppstart och intrimning av nya pumpstationer och nytt avloppsreningsverk. Nivåer för grundläggning av ny pumpstation är och måste vara anpassat till befintligt ledningssystem och dess nivåer. Vid möte med Värnamo kommun diskuterades möjligheten att sänka en ny P1:a 1,5 m i förhållande till befintlig pumpstation. Problem föreligger idag med dämda ledningar och fettansamling i rören. Detta innebär att man måste spola ledningarna kontinuerligt, vilket i sig medför ökat slitage och risker för ledningsbrott. För att åtgärda driftproblemen med fett i ledningarna i anslutning till pumpstationen beslutades att sänka nivån 1,5 m såvida inga tekniska hinder föreligger. För att bedöma de slutliga åtgärderna beträffande schakt, spontning, grundvattensänkning och grundläggning av en djupare pumpstation P1 krävs en detaljerad geoteknisk undersökning. Det ökade grundvattentrycket på konstruktionen kommer att kräva ytterligare förstärkningsåtgärder på betongkonstruktionen. Pumpstationen kommer preliminärt att erfordra förankring mot uppflytning med förankringspålar. Vid nybyggnation av pumpstation/-er gäller att pumpsumpen är utformad med en mellanvägg (mellan inkommande ledning och pumparnas sugledningar). Detta är gjort för att få ett optimalt och lugnt inflöde till pumparna (undviker att pumparna får med luft etc.). Mellanväggen bör utformas så att nivån i sumpen ibland kan höjas över väggen för att 23 (52)

24 motverka att eventuell ytslamkaka bildas. Pumpstationen är utformad med recirkulation över pumpsumpen där man släpper avloppsvattnet över vattenytan för att slå sönder eventuell bildad ytslamkaka. Systemet bör utformas, så att man släpper mediat i flera punkter över hela ytan. Alternativa lösningar (t ex luft, högtrycksvatten, konventionell omrörning etc.) för att motverka ytslamkaka skall studeras vidare i systemhandlingsskedet samt genom uppföljning av referenser. Pumpsumpen är försedd med ett invändigt gångplan som kan användas vid tömning och slamsugning av pumpsump eller andra arbeten som kräver åtkomst av sumpen. Gångplanet är åtkomligt via en vattentät dörr inifrån byggnaden. Sumpen kan även nås utifrån via 3 st nedstigningsluckor. Inloppet till pumpstationen går via en kombinerad inlopps- och bräddkammare. I inloppskammaren sker ev. nödbräddning via ett överfall som är försett med en bakvattenlucka placerad i bräddkammaren. Bakvattenluckan motverkar inläckage från Lagen vid hög nivå i densamma. Vid hög nivå i Lagan sker nödbräddning via pumpning direkt till bräddkammaren (se vidare under punkt 7.8). Pumparna är placerade så att åtkomlighet för service är god. Pumpsalen i källarplanet är försedd med travers för lyft av samtliga pumpar och övrig utrustning. Ovanplan är försett med 2 st luckor för möjlighet att köra rensplugg genom hela ledningssystemet (detaljstuderas i system-handlingsskedet). 1 st större lucka finns för upplyft av pumpar och övrig utrustning via telfer som går till ytterdörr. När det gäller P1:an, så skiljer sig de olika alternativen beroende på pumpval/pumpuppsättning, samt att pumpa i ett eller två steg till Pålslund. Maskinell utrustning framgår av teknisk beskrivning nedan, samt enligt flödesschema. Byggåtgärder enligt punkt nedan. 7.5 Förutsättningar avseende pumpval Till grund ligger val att lägga två tryckledningar mellan P1 och Pålslund. Dimensionen på ledningar framgår av kapitel 4. Val av två ledningar grundar sig på att upprätthålla hastigheten genom rörsystem vid låg- och medelflöde, samt att ha ett redundant system vid bortfall av en ledning. Förutsättningen avseende flöden och tryckhöjder har beräknats utifrån Tabell 9 ovan. Värnamo kommun har även genomfört flödesmätningar avseende pumpning från befintlig P1:a till befintligt reningsverk. Detta visar att utgående, (inkommande), flöden varierar mellan ca 50 m³/h upp till 1600 m³/h. Medelflödet ligger runt 260 m³/h. Vid val av pumpar har målsättningen varit att välja pumpar som klarar hela detta intervall, samt att ha ett redundant system vid pumpbortfall. 24 (52)

25 7.6 Pumpval alternativ 1, pumpning i ett steg P1 Pålslund Vi har i detta alternativ tittat på en pumpuppsättning med 2 st mindre pumpar och 2 st större pumpar, samt ytterligare ett alternativ med 2 st mindre pumpar och 3 st större pumpar. Dessa alternativ benämns alternativ 1a respektive 1b. Vid pumpning i ett steg kommer mycket höga tryck att erhållas. Det bör påpekas att när det gäller avloppspumpstationer med dessa höga tryck, så saknas referenser inom Sverige. Flygt har meddelat att man har referenser i bl a Spanien. Vi har i utredningen försökt att undvika kanalhjul och tillsammans med Värnamo kommun har vi valt att titta närmare på principen med N-hjul, (Flygt), eller likvärdigt utförande. I alternativ 1a har vi valt 2 st mindre pumpar, där en pump klarar upp till ~260 m³/h. Kör man båda dessa pumpar klarar man upp till ca 400 m³/h. Dessa pumpar har en effekt på 55kW. För att klara maxflöden har vi valt 2 st större pumpar, (215kW), där 1 st pump klarar 800 m³/h, (2x800 m³/h vid drift av två pumpar). Respektive större pump klarar ett intervall mellan ca 200 m³/h 800 m³/h, men vid flöden mellan m³/h är verkningsgraden låg. Normalt skall dessa köras från 400 m³/h och uppåt. Valda pumpar för att klara Q max är dom största pumparna med det största hjulet som Flygt kan leverera med N-hjulsprincipen. I alternativ 1b har vi valt 2 st mindre pumpar likt alternativ 1a. För att klara maxflöden har vi valt 3 st större pumpar, (170kW), där 1st pump klarar 600 m³/h, (3x600 m³/h vid drift av tre pumpar). Respektive större pump klarar ett intervall mellan ca 200 m³/h 600 m³/h, men vid lägre flöden är verkningsgraden låg om än något bättre än alternativ 1a. Fördelen med tre pumpar är att man ej låst fast sig i framtiden och möjlighet finns att öka kapaciteten något vid behov. Av bilaga 3 framgår pumpkurvor och prestanda då pumparna körs var för sig och tillsammans på 1 och/eller 2 st ledningar. Här framgår även dimensioner på pumpar samt teknisk data. Alternativa uppställningar av pumpar: Vi har i denna utredning avseende alternativ 1a och 1b projekterat anläggningen med horisontella pumpar. Möjlighet finns också att montera samma pumpar i vertikalt utförande. Utrymme för att montera stående pumpar framgår av ritningar för alternativ 2. Båda förslagen har samma utrymme för pumparna. Fördelarna med liggande pumpar är att man slipper böjar vid in- och utlopp till pumparna. Man kan också montera rensluckor/demonterbar rördel vid inloppet, så att man enkelt kommer åt pumphjul vid eventuell igensättning eller liknande. Vanligaste installationsutförandet är dock vertikala pumpar men båda alternativen bör tas i beaktning i systemhandlingsskedet. 7.7 Pumpval alternativ 2, pumpning i två steg P1 P62 och P62 Pålslund Vi har i detta alternativ tittat på en pumpuppsättning med 2 st mindre pumpar och 2 st större pumpar. 25 (52)

26 Kapaciteter för pumparna ligger i samma intervall som i alternativ 1 ovan. Vid byggnation av två pumpstationer halveras tryckuppsättningen för respektive station och mottrycket ligger för avloppsvatten inom normala tryck. Pumparnas effekter ligger på 37kW resp. 125kW. Av bilaga 3 framgår pumpkurvor och förslag på hur pumparna kan styras var för sig och tillsammans på 1 och/eller 2 st ledningar. Här framgår även dimensioner på pumpar, samt teknisk data. Alternativa uppställningar av pumpar: Vi har i denna utredning avseende alternativ 2 projekterat anläggningen med vertikala pumpar. Detta för att visa på skillnaden i uppställning. Möjlighet finns också att montera samma pumpar i horisontellt utförande. Utrymme för att montera liggande pumpar framgår av ritningar för alternativ 1a och 1b. Båda förslagen har samma utrymme för pumparna. För- och nackdelar enligt ovan. 7.8 Nödbrädd vid hög nivå i Lagan Vi hög nivå i Lagan så fungerar inte den konventionella bräddningen (överfall uppströms inloppskammare till pumpsump). Max nivå i Lagan för att denna bräddning skall fungera utan att dämning uppströms i systemet sker är v.g +143,87. Vid normala driftförhållanden för P1 (flöden mellan m³/h) så kommer bräddning aldrig att ske. Dock finns det scenario som uppträder i samband med hög nivå i Lagen som gör att en nödbräddning genom pumpning skall vara möjlig. Det kan också uppkomma ett behov att genomföra planerad bräddning vid driftåtgärder på en eller båda ledningarna. Avseende alternativ 1a och 1b så förses pumpstation P1 med en separat bräddpump. Denna pump används också för recirkulation över pumpsumpen för att förhindra att en ytslamkaka bildas. Pumpstationen föreslås förses med en inlopps- och bräddkammare (se ritningar i bilaga 4). Bräddpumpen lyfter/pumpar vattnet till bräddkammaren. Från kammaren leds sedan det bräddade vattnet via en självfallsledning (bräddledning) till Lagan. Förslaget innebär att det går att brädda allt inkommande vatten via inlopps- och bräddkammaren ut till Lagan genom att stänga luckorna in till sumpen. Uppfyllnadshöjden i kammaren och ledningssystemet styrs av Lagans nivå. För att inte riskera att Lagan rinner in bakvägen i P1 eller att nödbräddat vatten leds tillbaka in mot P1 krävs en bakvattenlucka mellan inlopps- och bräddkammaren. Förslaget innebär vidare att befintlig brädd vid P1 rivs och att kopplingen mellan dagvatten- och spillvattensystemet (befintlig brädd) byggs bort. Högsta vattennivå i Lagan är +146,40 (100:års nivå). Nivån på bräddkammarens schakt sätts till ~ ö.k I alternativ 2 förses en av de större pumparna med ventilarrangemang, så att pumpning till befintligt bräddsystem kan genomföras, (ny brunn sätts enligt lednings- och situationsplan, bilaga 4). Man kan även förse en av de mindre pumparna med samma 26 (52)

27 möjlighet. För att möjliggöra detta får man bygga in en strypning på tryckledningen, så att kavitation ej erhålls. Detta system används också för att recirkulera över pumpsumpen. Även i detta alternativ bör man dock fundera på att sätta en separat pump och förse stationen med ett bräddschakt likt ovan beskrivet. Vid pumpning i ett steg har pumparna en så hög tryckuppsättning att en strypning enligt alternativ 2 ej är genomförbart. 7.9 Teknisk beskrivning avseende maskinella installationer Allmänt torrt uppställda centrifugalpumpar Generellt: Pumpen skall vara anpassad för det media, som skall pumpas. Pumpen skall vara utprovad enligt standard ISO 9906 grad 2. Pumparna skall minst uppfylla kraven enligt ISO 2858 och ISO Pumpen skall vara CE-märkt. Motorkablar skall vara EMC-godkända Material: Följande krav skall gälla, om inget annat sägs: Gjutna delar: Gjutjärn SIS 0220 Axel: Rostfritt stål SIS 2321 O-ring: Nitrilgummi SIS Slitringar Stationära: Mässing SIS 5204 Roterande: Rostfritt stål SIS 2333 Mekaniska Plantätningar: Motorisolering: Plantätningar: Motorisolering: Hårdmetall/hårdmetall Klass F Hårdmetall/keramik Klass F Avloppspumpar avseende pumpning i ett steg P1 - Pålslund, Alt. 1a Maskin: Torrt uppställd centrifugalpump anpassad för orensat, orenat avloppsvatten. Pump skall vara anpassad för frekvensdrift. 27 (52)

28 Fabrikat/typ: Flygt N-pump, eller likvärdigt enligt nedan. Exempel på pumpval avseende nedanstående kapaciteter AP01 och AP02: AP03 och AP04: NT HT NT mm Antal: st Kapacitet: AP m 3 /h, (tryckhöjder se bifogade datablad, bilaga 3) Avser pumpning i AP m 3 /h, (tryckhöjder se bifogade datablad, bilaga 3) 1st ledning AP m 3 /h, (tryckhöjder se bifogade datablad, bilaga 3) AP m 3 /h, (tryckhöjder se bifogade datablad, bilaga 3) Material: Funktion: Enligt ovan Pumpen pumpar orenat avloppsvatten till PålslundP62. Styrs av PLC-systemet. Start/stopp sker på nivå. Avloppspumpar avseende pumpning i ett steg P1- Pålslund, Alt. 1b Fabrikat/typ: Flygt N-pump, eller likvärdigt enligt nedan. Exempel på pumpval avseende nedanstående kapaciteter AP01 och AP02: NT HT AP03, AP04 och AP05: NT mm Antal: st Kapacitet: AP m 3 /h, (tryckhöjder se bifogade datablad, bilaga 3) Avser pumpning i AP m 3 /h, (tryckhöjder se bifogade datablad, bilaga 3) 1st ledning AP m 3 /h, (tryckhöjder se bifogade datablad, bilaga 3) AP m 3 /h, (tryckhöjder se bifogade datablad, bilaga 3) AP m 3 /h, (tryckhöjder se bifogade datablad, bilaga 3) Avloppspumpar avseende pumpning i 2 steg P1 - P62 och P62 - Pålslund, Alt.2 P1-P62: Maskin: Fabrikat/typ: Torrt uppställd centrifugalpump anpassad för orensat, orenat avloppsvatten. Pump skall vara anpassad för frekvensdrift. Flygt N-pump, eller likvärdigt enligt nedan. Exempel på pumpval avseende nedanstående kapaciteter AP01 och AP02: NT 3202 HT (52)

29 AP03 och AP04: NT Antal: st Kapacitet: AP m 3 /h, tryckhöjder se bifogade datablad, bilaga 3) Avser pumpning i AP m 3 /h, (tryckhöjder se bifogade datablad, bilaga 3) 1st ledning AP m 3 /h, (tryckhöjder se bifogade datablad, bilaga 3) AP m 3 /h, (tryckhöjder se bifogade datablad, bilaga 3) Material: Funktion: Enligt ovan Pumpen pumpar orenat avloppsvatten till P62. Styrs av PLCsystemet. Start/stopp sker på nivå. P62-Pålslund: Maskin: Fabrikat/typ: Torrt uppställd centrifugalpump anpassad för orensat, orenat avloppsvatten. Pump skall vara anpassad för frekvensdrift. Flygt N-pump, eller likvärdigt enligt nedan. Exempel på pumpval avseende nedanstående kapaciteter AP6201 och AP6202: NT 3202 HT 456 AP6203 och AP6204: NT Antal: st Kapacitet: AP m 3 /h, (tryckhöjder se bifogade datablad, bilaga 3) Avser pumpning i AP m 3 /h, (tryckhöjder se bifogade datablad, bilaga 3) 1st ledning AP m 3 /h, (tryckhöjder se bifogade datablad, bilaga 3) AP m 3 /h, (tryckhöjder se bifogade datablad, bilaga 3) Material: Funktion: Enligt ovan Pumpen pumpar orenat avloppsvatten till Pålslund avloppsreningsverk. Styrs av PLC-systemet. Start/stopp sker på nivå. Avloppspump avseende nödbräddning: Fabrikat/typ: Flygt N-pump, eller likvärdigt enligt nedan. Exempel på pumpval avseende nedanstående kapaciteter NT 3202 LT 616 Antal: 1 st 29 (52)

30 Kapacitet: 800 m³/h vid 7mvp, ( övrigt se bifogade datablad, bilaga 3) Funktion: Pumpen fungerar som nödbräddpump då nivån i Lagan är hög. Pumpen används även vid planerad förbipumpning vid behov. Pumpen används för recirkulation över pumpsump för att förhindra bildning av ytslamkaka. Styrs av PLC-systemet. Start/stopp sker på nivå, etc. Högtryckspumpar för brutet renvatten (P1 och P62) Antal: st Maskin/typ: Kapacitet: Media: Material: Kringutrustning: Lagringstank: Material: Funktion: Komplett torruppställd pump anpassad för frekvensdrift. 10 m³/h, H = 80m Brutet renvatten Enligt ovan Mekanisk shuntventil/säkerhetsventil, komplett hydrofor 1,0 m³, försedd med tryckgivare, samt nödvändiga påfyllnadsanordningar inkl. backventil, tryckgivare, flödesmätare. Vertikal tank med plan botten Volym min: 1,5 m 3 EN eller likvärdigt. Min plåttjocklek 3 mm. Förse spolposter med trycksatt brutet renvatten. Ansluts mot tank. Länspumpar (P1 och P62) Maskin: Dränkbar pump för internavlopp med inbyggd nivågivare. Fabrikat/typ: Antal: Placering: Kapacitet: Flygt eller likvärdig st Länspumpgrop 10 m 3 /h vid 6 mvp Material: Vätskeberörda delar av kringutrustningen utförs i EN (52)

31 Högtryckskompressorer (P1 och P62) Maskin: Skruvkompressor Atlas Copco WorkPlace Full Feature kompressorsystem, (GX5), eller likvärdig funktion start- och reglerutrustning, elektronisk styrning, återstart efter strömavbrott (manöverpanel) Antal: Kapacitet: Övrigt: Funktion: st Fri avgiven luftmängd vid 7 bar: 1,0 m 3 /min, max arbetstryck 7,25 bar Ljudnivå max 65dB(A) Förse manöverdon med torkad luft. Arbetsluft. Kompressorerna startar och stoppar automatiskt Nivågivare pumpsump, lagringstank brutet vatten, etc. (P1 och P62) Fabrikat/typ: 2-trådsmatad keramisk kapacitiv flänsansluten dränkbar nivågivare. Placering: Kringutrustning: Nivågivaren placeras i rör ingjutet i betongvägg, (tankvägg). Förses med kulventil och snabbkoppling, så att givare kan tas ut under drift. Genomförningsrör förses även med avstick inkl. avstängningsventil och klokoppling för möjlighet till renspolning under drift. Skyddsklass IP65 Mekaniskt skydd som skydd mot fallande tyngre föremål. Media: Funktion: Utsignal: Mätområde: Mätnoggrannhet: Obehandlat avloppsvatten Nivåsignal för start och stopp av pumpar ma 0-5mvp ± 0,2 % av fullt skalutslag. Flödesmätare (P1 och P62) Fabrikat/typ: Magnetisk induktiv flödesmätare, fabrikat Siemens eller likvärdigt Kringutrustning: Komplett med påbyggd mätvärdesomvandlare och utrustning för potentialutjämning. 31 (52)

32 Media: Material: Funktion: Kapacitet: Utsignal: Obehandlat avloppsvatten Foder och elektrod i material anpassat för media enligt ovan. Flödessignal till PLC. Anpassas till pumpval 4-20 ma samt digital utsignal 1 puls/m 3 med 0,5 s pulslängd. Mätnoggrannhet: ± 0,5 % Avstängningsventiler och manöverdon Nedan redovisas krav på manöverdon som skall styra/ reglera de automatiska ventilerna. Pneumatiska on/off don Tryckluften för pneumatiska don är torkad och tillgängligt tryck är 7 bar. Tryckluftsledningarna skall vara i EN och godkända för PN10. För pneumatiska on/off don gäller följande: Donen skall vara dubbelverkande. Donen skall vara försedda med gränsläges kontakter för öppen resp. stängd. Donen skall vara försedda med visare som indikerar ventilens läge. I leveransen skall ingå komplett montage inklusive erforderliga magnetventiler, 230V AC, kopplingar och ledningar för högtrycksluft från pneumatiska apparatlådor till respektive don. Hastighetsregulator för inställning av stängnings-/öppningstid monteras på samtliga don. Donen skall vara försedda med ljuddämpare. För signalutbyte med PLC så gäller följande: On/off-ventil pneumatisk potentialfri kontakt (1 NO), 250 VAC för öppen indikering potentialfri kontakt (1 NO), 250 VAC för stängd indikering återfjädrande magnetventil för öppna/stäng Typ/utförande manuella och automatiska skjutspjällventiler Fabrikat: Ventim, Stafsjö eller likvärdig funktion. Material: Hus segjärn (epoxibehandlat) (SS 1025) 32 (52)

33 Alt. gjutjärn (SS 0120) Spjäll syrafast stål EN Axel syrafast stål EN Säte EDPM Anslutningsform: Media: Tryckklass: Flänsanslutning, Alla ventiler skall kunna fungera som ändventiler. Avloppsvatten PN10 Typ/utförande manuella och automatiska kulventiler Fabrikat: Ventim eller likvärdig funktion Utförande: Tredelad med fullt genomlopp Material: Hus syrafast stål EN Kula syrafast stål EN Spindel syrafast stål EN Tätningar PTFE Anslutningsform: Media: Tryckklass: Gänganslutning Renvatten, Tryckluft, samt som provuttag på samtliga media. PN10 Allmänt avseende rörledningar, (PN10) Rör för vatten, avloppsvatten, luft utförs av rostfria syrafasta rör, kvalitet EN eller likvärdigt. Ingjutningsgods Flänsar/bult under vatten Konsoler Rörklammer Pendlar Fästplattor Expanderbultar EN , eller likvärdigt EN , eller likvärdigt EN / (SS2333) EN / (SS2333) EN , eller likvärdigt EN , eller likvärdigt EN , eller likvärdigt Flänsförbanden utgörs av lösflänsar i varmförzinkat stål enligt SMS PN (52)

34 7.10 Teknisk beskrivning avseende byggnadsarbeten Befintlig pumpstation P1 Befintlig byggnad består av mellanbjälklag, dels mellan markplan och pumprum och dels ett gångplan i pumpsumpen. Gångplanet i pumpsumpen har en utbredning i plan som inte täcker hela sumpen. Dessa mellanbjälklag har ett konstruktiv syfte då grundvattennivån står ca 1m under markytan och pumpstationen är relativt djup. För att klara detta kombinerade jord- och vattentryck krävs dessa mellanbjälklag. Vid en ombyggnad av P1 måste hål tas upp ovanför respektive pump för att möjliggöra upplyft av respektive pump. Detta innebär att man måste förstärka mellanplanets bjälklag med stålbalkar alternativt gjuta nya balkar mellan respektive hål, (båda sidor). Vid ombyggnad av befintlig pumpsump skall en ny sump gjutas i befintlig sump. Detta innebär att befintligt gångplan i sumpen skall rivas. För att möjliggöra detta krävs att man utför schakt längs med utvändig långsida och grundvattensänker under ombyggnadstiden av sumpen. Troligtvis, (enligt personalen), är betongkvaliteten dålig varvid blästring av befintlig sump förutsätts innan gjutning sker. Därefter gjuts en ny optimal pumpsump i befintlig sump. De utrymmen som ej används fylls med sand och igengjutes därefter. De nya lyftöppningarna för pumparna, i båda bjälklagen, förses med nya nedstigningsluckor av aluminium. Den raka trappan ned till mellanbjälklaget ändrar löpriktning. Samtliga ytor renoveras till nyskick. Befintliga ytterdörrar av aluminium behålles. En ny tillbyggnad för reservkraft uppföres. Yta ca 25 m 2. Ny telfer för lyft av pumpar installeras Nybyggnad pumpstation P1 och P62 Vid schaktning för ny pumpstation erfordras tätspont som nedförs till ca 17 m under markytan. Grundläggning sker på pålar. I detta skede medräknas pålning med träpålar i samma omfattning som för befintlig pumpstation för både P1 och P62. Pumpstationen grundläggs under grundvattenytan och dimensioneras för invändigt och utvändigt vattentryck samt för att förhindra uppflytning. Ovankant bottenplatta för de lägsta delarna kommer att vara på nivån + 140,0 m respektive +165,26 m. Grundläggningen utförs som utbredd platta. Färdigt golv i markplan läggs på nivån ca. +147,25 m respektive +170,00 m. Särskild hänsyn tas till laster från tung trafik för transporter till och från stationen. Hänsyn tas även för mobilkranar och andra fordon som kan komma att behövas vid drift och underhåll. 34 (52)

35 Samtliga konstruktioner under mark utförs i vattentät betong. Bärande stommar utförs av prefabricerade obehandlade betongelement alternativt av varmförzinkad stål. Överbyggnaden ytterväggar utförs med isolerade stålregelväggar med fasadtegel och Minerit på insidan. Alternativt utförs ytterväggarna som prefabricerade betongelement av sandwichkonstruktion. Vid dimensionering av överbyggnadens konstruktion tas hänsyn till de laster som uppkommer från installerade och mobila transport- och lyftanordningar. Portar, ytter- och innerdörrar samt eventuella fönster utförs av aluminium. Yttertaket utförs med falstätad plåt alternativt trapetskorrugerad plåt. Golv utförs av stålglättad betong med epoximassa. Vissa icke bärande innerväggar utförs med Mineritskivor på stålregelstomme. Trappor utförs av varmförzinkat stål. Räcken utförs av aluminium alternativt rostfritt stål. Lyftanordningar ska installeras för drift och underhåll av anläggningen Teknisk beskrivning avseende VVS, befintlig och nya stationer Klimat I pumprum där risk för kondensutfällning föreligger installeras luftavfuktare av sorptionstyp. För att minimera kondensmängderna, och därmed även energiförbrukningen för avfuktning, uppvärms dessa utrymmen inte högre än till ca C. Kallvattenledningar till brutet vatten isoleras. Rumsklimat lokaler: Rumstemp. RF Pumprum: C <45% Elrum, WC ca +20 C Ventilation Lågspänningsrum ventileras separat, med termostatstyrda fläktar för att föra bort värme. Fläkten placeras i rummet. Avluft kan eventuellt utföras som överluft, för värmeåtervinning, till övriga utrymmen. Pumpsumpen ventileras av separat frånluftsfläkt, vilken normalt går på lågfart, men som forcerar kontinuerligt vid vistelse i stationen. Ersättningsluft till pumpsalen består av värmd uteluft. 35 (52)

36 Generellt gäller att all installation skall alstra en låg ljudnivå både internt, men framförallt externt Värme Utrymmen med tilluft, värmes i första hand med luftburen värme från allmänventilationen. Vald luftmängd baseras dock inte på värmebehovet. I utrymmen där vald luftmängd inte förmår föra in tillräcklig värme, kompletteras med enstaka elradiatorer/eltemprar. Målet är att ha så få elradiatorer/eltemprar som möjligt. Tillsatsvärme till ventilationsaggregatet utgörs av el. Återvinningen av avluft från byggnaden, gör att tillskottsvärmen blir ganska måttlig Sanitet Varmvatten bereds i genomströmningsberedare, placerad i WC. Tvättställ, tappventiler och spolposter m.m. placeras enligt beställarens/nyttjarens anvisningar. Utrustning för brutet vatten för spolning installeras, (ingår i maskin) Teknisk beskrivning avseende el & styr Kraftförsörjning Ombyggnadsförslag av befintlig pumpstation P1 I den befintliga pumpstationsbyggnaden är Värnamo Energi inhyst med 1 st högspänningsställverk samt 2 st högspänningstransformatorer, som behålls i sitt nuvarande utseende för försörjning av pumpstationen P1 samt bostadsområde i närliggande område. Befintligt apparatskåpställverk rivs och ersätts med nytt lågspänningsställverk och nytt apparatskåp i det befintliga lågspänningsrummet. Nybyggnadsförslag av pumpstation P1 Den nya byggnaden skall ej inrymma högspänningsanläggningen utan flyttas till ny transformatorkiosk som utföres och ombesörjs av Värnamo Energi. Ny servisledningen förläggs från den nya transformatorkiosken till ny serviscentral inkl. mätarskåp i elrummet. Från fördelningscentralen matas apparatskåp och undercentralen för pumpar och övrig utrustning. Den nya transformatorn och med ny sträckning för servisledningen skall förberedas för drift innan den gamla transformatorn rives, för att kunna försörja anläggningen med kraft. Provisorisk pumpstation Tillfällig kraftmatning för den provisoriska pumpstationen ansluts till närmsta gatu- /kabelskåp och försörjer pumpstationen under ombyggnadstiden. 36 (52)

37 Reservkraft Ombyggnadsförslag av befintlig pumpstation P1 I ombyggnadsförslaget av befintlig pumpstation P1, inrymmes ett nytt helautomatiskt dieseldrivet reservkraftverk i en egen byggnad i anslutning till pumpstationen. Nybyggnadsförslag av pumpstation P1 och P62 I nybyggnadsförslaget av pumpstationerna, inrymmes ett nytt helautomatiskt dieseldrivet reservkraftverk inom respektive pumpstationsbyggnad. De dieseldrivna reservkraftverken skall vara så dimensionerade att i ett nödläge klara att upprätthålla driften av de två respektive tre större pumparna, samt tillhörande kringutrustning som ventiler, belysning, värme, etc. Reservkraftverken skall levereras med en dieseltank för 24 timmars reservdrift. Bränsletanken skall utrustas med optisk nivågivare och lågnivåvakt som skall vara anslutna till styrsystemet. Reservkraftverket skall starta automatiskt (infasas) på impuls från 3-fasigt nätövervakningsrelä som placeras i ställverket. Vid återkommande nätspänning skall aggregatet urkopplas automatiskt Motordriftsystem Motordrifter skall ha säkerhetsbrytare monterad i anslutning till motorn. Samtliga strömförande kretsar till motorn skall vara anslutna via säkerhetsbrytaren/uttaget. Detta gäller även stilleståndsvärme etc. Frekvensomformare och mjukstartare till motordrifter skall placeras i elrum eller andra utrymmen där miljön anses vara god Belysningssystem Kapslade armaturer utrustade med konventionella drivdon i processlokal samt i utrymmen där svavelväte kan förväntas förekomma, i övriga utrymmen som kontrollrum, personalutrymmen mm skall armaturer utrustas med högfrekventa drivdon med så kallat flimmerfritt ljus. Nödbelysning skall finnas i form av ledljus i lokaler samt handlampa med ackumulator, i elrum, kontrollrum samt andra viktiga utrymmen. Handlampa skall automatiskt tändas vid spänningsbortfall Potentialutjämningssystem Anläggningen skall förses med jordtag, (godkänt även för reservkraftsanläggning) och effektiv potentialutjämning. 37 (52)

38 Potentialutjämning skall utföras på samtliga armeringsmattor i golv- och väggkonstruktioner där dessa är åtkomliga med, stålkonstruktioner, maskinutrustningar, rör, ventilationsutrustningar, räcken, gallerdurkar mm. som är mekaniskt installerad. Runt byggnaden skall en jordlina förläggas, detta görs med en 50 mm 2 varmförzinkad stållina samt på två ställen jordtag i form av plåtar eller spett utföras. Till jordlinan skall förbindelse från potentialutjämningsystem anslutas System för inledningsskydd Ledning som går in i, eller ut ur byggnader skall vara försedd med överspänningsskydd (grov- mellan och finskydd) Inbrottslarmsystem Inbrottslarm skall installeras i de lokaler där värdefull utrustning finns eller förvaras. Om larmutlösare påverkas i systemet skall detta utvärderas, indikeras och signaleras i centralapparat och till denna anslutna larmfunktioner Styr- och reglersystem I båda pumpstationerna installeras apparatskåp innehållande styrsystem och operatörspanel. Systemen ansluts via fiber till befintligt Scada-system. Tillfällig anslutning av den permanenta fiberkabeln till pumpstation P1 används för den provisoriska pumpstationen under ombyggnadstiden. Systemen kommer att vara självständiga och arbeta oberoende av andra system. Programmen i pumpstationerna blir i princip identiska. Program för datainsamling, larmhantering, mm. byggs upp enligt Värnamo kommuns standard. Pumparna styrs via frekvensomvandlare. Pumparna växlar startordning och samarbetar vid behov. Utstyrning av pumparna gör direkt proportionellt med nivån i pumpsumpen. Denna metod ger en utjämning av flödet och en stabil drift. 38 (52)

39 7.13 Investeringskostnader huvudpumpstationer Tabell 10 Investeringskostnader Alternativ Nybyggnad P1 Alternativ 1a Nybyggnad P1 Alternativ 1b Ombyggnad P1 Alternativ 2 Nybyggnad P1 Alternativ 2 Nybyggnad P62 Alternativ 2 Bygg inkl markarbeten och VVS Yttre ledningar exkl. nya tryckledningar Maskin El & Styr Oförutsett 10 % Projektering + Byggherrekostn( ~15% av investering) Summa pumpstationer Arbetsordning Denna preliminära arbetsordning redovisas översiktsmässigt i utredningsskedet för att klargöra genomförandet samt visa på de hinder som föreligger. Här redovisas en arbetsordning för arbetena kring P1 där hänsyn till befintlig drift måste ske vilket försvårar genomförandet. Ett eventuellt anläggande av P62 påverkar ej befintlig drift och får beskrivas närmare i kommande projekteringar. Nedan beskriven arbetsordningen beskriver en preliminär arbetsordning för nybyggnadsalternativet för P1. I samband med detaljprojektering förfinas arbetsordningen och delges entreprenören i samband med utskick av förfrågningsunderlaget. 4 Kostnadskalkylen grundad på samma grundläggningsförhållanden som för P1. Vid bättre grundläggningsförhållanden för P62 kan denna kostnad reduceras med upp till 1,5-2 Mkr. 5 Samordningsvinst vid uppförande av 2 st nya pumpstationer avseende P1 och P62, (10% av investering). 39 (52)

40 8.1 Förutsättningar Nybyggnation Befintligt P1 skall vara i drift under hela uppförandet av ny P1. Det innebär att ny P1 kan uppföras utan att befintlig drift i ledningsnät och befintlig P1 påverkas Ombyggnation Utredningen har visat att en rationell ombyggnation av befintlig P1 ej bedöms möjlig under pågående drift. Vid ombyggnationen krävs således en provisorisk lösning för att pumpa avloppsvattnet till befintligt reningsverk, vilket även kommer inkludera provisoriska ledningsarbeten Bräddning vid P1 För såväl ny- som ombyggnation förutsätt i detta skede befintlig bräddnivå kvarstå. 8.2 Förslag till arbetsordning för P1 - nybyggnation Arbetsordningen beskriver vilka moment som är aktuella och som styrs av driftsättningen av ny P1. Skede A Byggskede Skede B Provning och driftsättning av P1. Skede C Skede D Skede E Färdig installation Inkoppling av övriga ledningar Rivning av befintlig P Skede A Byggskede Uppförande av ny pumpstationsbyggnad och etablering av nya tryckledningar, ny inloppsbrunn och ny bräddledning som ansluter till befintlig bräddledning. Under byggtiden påverkas inte driften av befintlig P1. Normaldrift: Provisorisk drift: Ingen påverkan på entreprenaderna Befintlig P1 går med normal drift. Eventuell omläggning av A800, (BTG800), under ny bräddledning kräver förbipumpning. 40 (52)

41 Byggnadsarbeten byggnad: Byggnadsarbeten ledningsnät: Maskinella installationer: Elinstallationer: Pågår Pågår Pågår Pågår Skede B Provning och driftsättning av P1 Driftsättning av P1 genomförs. Inkommande ledning från väster ansluts till inloppsbrunnen. Ny pumpstation är försedd med inloppslucka, vilket enkelt möjliggör en kontrollerad driftsättning av P1. Driftsättningen drivs parallellt med normaldrift av befintlig P1. Driftsättningen förutsätter att P62 och nytt avloppsreningsverk är drifttagna. Normaldrift: Befintlig P1 går med normal drift. Ny P1 körs parallellt. Provisorisk drift: Provning och driftsättning genomförs av ny P1. Byggnadsarbeten byggnad: Byggnadsarbeten ledningsnät: Maskinella installationer: Elinstallationer: Avslutade Omläggningar av anslutningsledningar Avslutas Avslutas Skede C Färdig installation All maskinutrustning sätts i driftläge. Normaldrift: Ny och befintlig P1 går med normal drift. Provisorisk drift: - Byggnadsarbeten byggnad: Byggnadsarbeten ledningsnät: Maskinella installationer: Elinstallationer: Avslutade Omläggningar av anslutningsledningar Avslutade Avslutade Skede D Inkoppling av övriga ledningar Ledningar från öster ansluts till inloppsbrunnen. Därefter stängs befintlig P1. Ny P1 körs fullt ut. 41 (52)

42 Normaldrift: Provisorisk drift: Ny och befintlig P1 går med normal drift Förbipumpningar på ledningsnätet i samband med ledningsomläggningar. Eventuell omläggning av A600 (för bräddvatten från befintlig P1) under ny ledning till inloppsbrunnen. Byggnadsarbeten byggnad: Byggnadsarbeten ledningsnät: Maskinella installationer: Elinstallationer: Avslutade Omläggningar av anslutningsledningar Avslutade Avslutade Skede E Rivning av befintlig P1 Befintlig P1 rivs efter överenskommelse med Värnamo Energi om flytt av befintlig transformatorstation i byggnaden. Normaldrift: Ny P1 går med normal drift Provisorisk drift: - Byggnadsarbeten byggnad: Byggnadsarbeten ledningsnät: Maskinella installationer: Elinstallationer: Avslutade Avslutade Avslutade Avslutade 9 Transientberäkningar 9.1 Underlag och metod I detta avsnitt redovisas transientberäkningar för de två huvudalternativen med en respektive två pumpstationer. Beräkningarna har utförts i programmet SURGE. Värnamo kommun har tillhandahållit en markprofil, med vars hjälp en antagen ledningsprofil har upprättats. Maximala flödet har angivits till 800 m³/h. Beräkningarna omfattar ledningar med tryckklass 6 respektive 10 för PE500 PE100, med innerdiameter 462 respektive. 441 mm. Vågutbredningshastigheten har beräknats till 201 respektive 255 m/s. Beräkningarna redovisas genomgående som förekommande tryck utmed ledningsprofilen. 42 (52)

43 9.2 Alternativ 1, pumpning i ett steg P1 Pålslund Avloppsvattnet pumpas med en pumpstation hela sträckan, ca m, med en statisk uppfordringshöjd om ca 43 m. Vid normal drift regleras pumpar med frekvensstyrning. Abrupt pumpstopp förekommer således endast vid strömbortfall. Detta antas ske så sällan att särskilt transientskydd just för denna aspekt ej anses behövligt. Dock testas fallet beräkningsmässigt som en referens. Figur 6 Abrupt pumpstopp En pumpstation, abrupt pumpstopp Nivå, m Sektion, m TA500, m Stationärtrycknivå, m Mintrycknivå, m Maxtrycknivå, m Kraftiga undertryck efter sektion ca 2/000, ända ner till vakuum (-10 mvp) uppstår inom ett parti vid abrupt pumpstopp. 43 (52)

44 Figur 7 Rampning 540 sekunder En pumpstation, rampning 540 s Nivå, m Sektion, m TA500, m Stationärtrycknivå, m Mintrycknivå, m Maxtrycknivå, m Beräkningar vid olika rampningsfall har utförts. Vid driftfallet att gå från maximalt flöde till 0 l/s med villkoret att inget undertryck uppstår medför en rampningstid på ca 9 minuter. 9.3 Alternativ 2, pumpning i två steg P1 P62 och P62 Pålslund Avloppsvattnet pumpas i två steg med två separata pumpstationer. Beräkningar har utförts separat för respektive delsystem. Första delen (Del 1) omfattar ca m, med statisk nivåskillnad på ca 28 m. Andra delen (Del 2) omfattar ca m, med statisk nivåskillnad på ca 15 m. Vid normal drift regleras pumpar med frekvensstyrning. Abrupt pumpstopp förekommer således endast vid strömbortfall. Detta antas ske så sällan att särskilt transientskydd just för denna aspekt ej anses behövligt. Dock testas fallet beräkningsmässigt som en referens. 44 (52)

45 9.3.1 Del 1 Figur 8 Abrupt pumpstopp del 1 Pstn 1 (av två), abrupt pumpstopp Nivå, m Sektion, m TA500, m Stationärtrycknivå, m Mintrycknivå, m Maxtrycknivå, m Vid abrupta pumpstopp uppstår kraftiga undertryck utmed hela sträckan. Stora delar av sträckan ända ner till vakuum (-10 mvp). 45 (52)

46 Figur 9 Rampning 120 s, del Pstn 1 (av två), rampning 120 s Nivå, m Sektion, m TA500, m Stationärtrycknivå, m Mintrycknivå, m Maxtrycknivå, m Med rampning under 120 s tas undertrycken bort helt. 46 (52)

47 9.3.2 Del 2 Figur 10 Abrupt pumpstopp del 2 Pstn 2 (av två), abrupt pumpstopp Nivå, m Sektion, m TA500, m Stationärtrycknivå, m Mintrycknivå, m Maxtrycknivå, m Vid abrupta pumpstopp uppstår kraftiga undertryck utmed hela sträckan. Generellt ända ner till vakuum (-10 mvp). 47 (52)

48 Figur 11 Rampning 300 s, del 2 Pstn 2 (av två), rampning 300 s Nivå, m Sektion, m TA500, m Stationärtrycknivå, m Mintrycknivå, m Maxtrycknivå, m Med rampning under 300 s tas undertrycken bort helt. 9.4 Sammanfattning av beräkningar Givet de nu föreslagna ledningsprofilerna föreslås inga installationer på tryckledningarna eller i pumpstationerna för motverka transienter. Beräkningar ovan berör beräkningsfall med normal kraftleverans. Om strömbortfall skulle inträffa (ligger i och för sig utanför denna studies område) kommer fallen med abrupt pumpstopp att inträffa. Dessa fall finns alltså med, som referens, men inte som ett behandlat fall. Det bedöms att strömbortfall inträffar så sällan att särskild åtgärd för detta ändamål (ur transientsynpunkt) inte är försvarbart. Ett reservkraftaggregat kan inte göra något åt situationen, när aggregatet väl har startat har det transienta förloppet redan påbörjats. De rampningar som tas upp ovan handlar om hur lång tid en förändring från ett flöde till ett annat måste ta för att undertryck skall undvikas. Ovan berörs endast extremfallet från fullt flöde 222 l/s till nollflöde. Därmed har de längsta erforderliga tiderna beräknats. I normal drift rör det sig snarare om andra flöden, t ex. från 150 l/s till 100 l/s beroende på tillrinningen. Tidsrymd för dessa förändringar kan alltså vara kortare (men inte hur korta som helst) än de ovan redovisade, utan att undertryck uppkommer. 48 (52)

49 Med undertryck menas tryck under 0 mvp. När undertrycket är fullt utbildat, 10 mvp, råder vakuum. När ledningen utsätts för undertryck, till och med ända ner till vakuum, kommer den inte att sugas ihop. Faran består i att ledningen utsätts för stora amplitudavvikelser från normalt drifttryck upprepade gånger (ett antal gånger per dygn, år efter år). Dessa tryckvariationer, in på minussidan, bidrar till att ledningen till slut utsätts (eller kan utsättas) för utmattningsbrott. Genom att lindra tryckvariationerna med rampning minskas risken för utmattningsbrott. De transienta förloppen är snabba. För att kunna se förloppet helt och hållet, som en tidsserie i en punkt, krävs vid mätning att värden tas ca 50 ggr i sekunden (för mjuka material som t ex PE) respektive ca 100 ggr per sekund (för styva material som t ex stål och betong). Att mäta med intervallet 15 sekunder eller liknande är således inte meningsfullt. Luftinsugning kan i vissa fall ta bort risken för vakuum. Dock kan under vissa förutsättningar (ledningsprofiler) kolumnseparation uppstå vid detta förlopp. När pumpen sedan startas igen kommer vätskepelaren, som drivs från pumpen, att möta en luftvolym. Denna skall evakueras på något sätt. Det kan ske genom dubbelverkande luftningsventil. Dock kommer det sannolikt att finnas kvar en luftvolym i ledningen när pumpen skall startas igen. Då är det tillrådligt att pumpen startas försiktigt. Den luftpelare som kommer/kan komma att finnas inklämd av angränsande vätskepelare, kommer att komprimeras. Görs detta för snabbt (för högt initiellt flöde) kan det liknas vid att den pumpade vätskepelaren i det närmaste körs in i en vägg, med onödiga belastningar på ledningen som följd. Startas pumpen lugnare kan luftvolymens kompressibilitet utnyttjas som en fjäder, och luften (som inte har evakuerats vid den dubbelverkande luftningsventilen) pressas med till en utsläppspunkt. Långsam drift till dess så har skett, är det pris man får betala för att med luftinsugning undvika vakuum. Vid det fallet att tryckavloppsledningarna leds över höjdpunkten i sektion 5/500 m och hela vägen in till Pålslund krävs avluftningsåtgärder i höjdpunkten. Kolumnseparation kan förväntas vid installation av dubbelverkande luftningsventil. Det är därför starkt rekommenderat att släppa tryckavloppet på toppen av höjdryggen strax före Pålslund. 10 Energiåtervinning 10.1 Förslag på turbinlösning för utnyttjande av utgående avloppsvatten Bakgrundsdata Det utgående avloppsvattnet från Pålslund på nivån +186 m leds ned till Lagan i en utloppsledning med utlopp på nivån +147 m. Årsmedelflödet efter anslutning av Bredaryd, Forsheda m fl mindre orter beräknas vara ca 0,085 m 3 /s. Höjdskillnaden ger en brutto fallhöjd på 39 m. 49 (52)

50 Flödets varaktighet Tillgänglig flödes statistik är dygnsmedelvärden för år I brist på statistik från en längre period anses detta år vara representativt. Flödesvariationen för år 2010 presenteras nedan som en så kallad varaktighetskurva med tid av året i procent på x- axeln och flödet i m 3 /s på y-axeln. Figur 12 Varaktighetskurva flödet i befintlig P1, 2010 (timvärden) Qmedel Turbintyp Då effekten blir liten och fallhöjden hög, samt att turbinen skall monteras i eller i anslutning till en avloppsledning finns två lämpliga installationer, dels en så kallad Peltonturbin eller en pump som fungerar som turbin. Turbinen bör dimensioneras för ett flöde på 0,09 m 3 /s. Den installerde effekten för båda alternativen blir då c.a 30 kw vid 0,09 m 3 /s. Aggregatet bör förses med en by-pass för att klara av flöden överstigande 0,1 m 3 /s samt säkerställa avloppsfunktionen vid driftstopp på aggregatet. Med ett aggregat dimensionerat för 0,09 m 3 /s och med ett medelflöde över året om 0,085 m 3 /s (306 m 3 /h) samt att ca 70% av årets timmar generar ett flöde motsvarande medelflödet ges att ca m 3 årligen tillgodogöras för energiproduktion. Detta motsvarar vid 39 m fallhöjd en effekt om 23kW 6. Antas en verkningsgrad om 80% ges en årsproduktion på ca 160 MWh. Materialet i turbinen skall vara av sådan typ att det klarar avloppsvattnets mer aggressiva sammansättning jämfört med naturliga vatten. 6 Effekten i kw beräknad enligt följande: P=13,33 x flödet (m 3 /s) x höjden (m) x 0, (52)

51 Utformning Utloppsledningen skall stå dämd hela fallhöjden. Turbinen monteras strax före utloppet i Lagan. För Peltonturbinen skall utloppet efter turbinen vara luftad, vilket innebär att v.g i utloppsledningen skall ligga över HHW i Lagan, medan utloppsröret från pumpturbinen avslutas under v.y, vilket ger en något ökad effekt, då fallhöjden på så vis blir högre. Vid jämförelse mellan alternativ turbintyp har dock inte någon hänsyn tagits till den större fallhöjden som erhålles med pumpturbinen, då höjdskillnaden inte är känd och skillnaden i effektuttag bedöms som marginellt. Montage sker i en betongkassun där även avstängnings- och by-pass möjligheter anordnas. Ovan betongkassunen görs en överbyggnad för elutrustning mm Drifterfarenheter Vid Ryaverket i Göteborg fanns under ett antal år en turbin på utgående avloppsvatten. De erfarenheter som finns från denna anläggning är att materialvalet är viktigt med tanke på att turbinen kommer i kontakt med avloppsvatten. I övrigt var drifterfarenheterna goda. Fallhöjden för denna anläggning var 4 4,5 m. Årligt energiuttag var ca 650 MWh Kalkyl Kostnaden för att aggregat av denna storlek bedöms till ca SEK för båda turbintyperna inklusive nödvändig kontroll och el-utrustning samt överbyggnad, där kostnaden för turbin, generator och apparatskåp ligger på ca 300 tkr. 51 (52)

52 Tabell 11 Ekonomi Kostnad (KSEK/år) Intäkt (KSEK/år) Netto (KSEK/år) Underhåll 25 Personal 40 Kapital Elproduktion 221 Totalt Intäkterna avser vid ett energipris på 1,30 SEK/kWh, inklusive elcertifikat. Intäkterna förutsätter att all energi förbrukas internt. Personalkostnaden bedöms till 2 h/vecka och 400 kr/h. Kalkylen ger en nettointäkt om ca kr årligen. 7 Kapitalkostnaden räknad på 15 års genomsnittlig avskrivning på tagna investeringar 52 (52)

53 Profillinje anger marknivå. Bet Ändringen avser Datum Sign. ARBETSRITNING PLANKOORDINATER ANGIVNA I SWEREF HÖJDSYSTEM RH Produktionsavdelningen Stadshuset Värnamo Tel Fax /000, ,491 Längdmätning 0/000 1/000 2/000 3/000 4/000 5/000 5/717, , VÄRNAMO Pålslund ARV - Ledningar och pumpstationer. Arbetsmaterial till Sweco, Jönköping. Profilritning, skala H 1:100 L 1:10000 Konstr FJ Rit Värnamo FJ Granskn Ove Sjödell Projekteringschef Skala Se ovan Ritn. nr - Bet