TEKNISK BESKRIVNING UPPDRAGSNUMMER 1837384000 NYTT RENINGSVERK KÅREHAMN SWECO ENVIRONMENT AB MARIA BENNET CARL DAHLBERG ANDERS KLASSON Sweco
Innehållsförteckning 1 INLEDNING 2 2 BAKGRUND OCH FÖRUTSÄTTNINGAR 2 3 DIMENSIONERING 3 4 RENINGSRESULTAT 5 5 RENINGSVERKETS UTFORMNING 6 5.1 ALTERNATIV 6 5.2 PLACERING OCH UTFORMNING AV ANLÄGGNING 6 5.3 UTLOPPSTUB 6 6 PROCESSBESKRIVNING 7 6.1 GROVRENINGEN 8 6.2 SLAMAVSKILJNING 8 6.3 BIOLOGISKA RENINGEN 8 6.4 KVÄVERENING 9 6.4.1 KVÄVERENINGSSTEG I RENINGSVERKET 9 6.4.2 KVÄVERENING DELVIS I VÅTMARK 11 6.5 KEMISK RENING OCH SLUTSEDIMENTERING 11 6.5.1 FOSFORREDUKTION 11 6.5.2 SLUTSEDIMENTERING 11 6.6 SLAMHANTERING 12 7 DRIFTASPEKTER 12 8 ledningsnät 12 9 Bilagor 13 TEKNISK BESKRIVNING 1 (13)
1 INLEDNING Borgholms Energi AB har givit SWECO i uppdrag att upprätta en teknisk beskrivning om nytt reningsverk i Kårehamn. Detta är en del av anmälan om nybyggnad av reningsverket. 2 BAKGRUND OCH FÖRUTSÄTTNINGAR För behandling av avloppsvattnet i Kårehamn idag finns en trekammarbrunn med efterföljande infiltration. Anläggningen ger inte acceptabel rening av avloppsvattnet. Den befintliga anläggingen är placerad söder om hamnen. Belastningen på den framtida anläggningen varierar kraftigt under året. Nuvarande situation är en variation mellan vinter- och sommarbelastning på ca 30-160 pe. Bedömningen av den framtida belastningen om ca 5 år är en variation från cirka 40 pe under vintern till cirka 820 pe under sommaren där flödet beräknas variera mellan 6-120 m 3 /dygn beroende på inläckage av vatten samt belastningen från anslutna fastigheter. Ur ett processmässigt perspektiv är detta en extrem variation och väldigt få väl fungerande reningsanläggningar för kommunalt avloppsvatten har denna variation. Utöver ovan nämnda anläggning finns nere i hamnen fyra brunnar som tidigare använts av fiskeindustrin och som idag används som fettavskiljare för en restaurang se Figur 2.1. Figur 2.1 Befintliga brunnar nere i hamnen. 2 (15) TEKNISK BESKRIVNING p:\1354\1837384_nytt_arv_kårehamn\000\10 arbetsmtrl_dok\teknisk beskrivning\teknisk beskrivning kårehamn koncept.docx
3 DIMENSIONERING I Tabell 3.1 visas de underlagsdata som använts för att bedöma dagens belastning och förväntad belastning om ca 5 år. Tabell 3.1Sammanställning över belastningsdata samt beräknad total belastning och beräknat antal pe. HÖG = sommar, LÅG = vinter. Anslutna till ARV Enhet Dagens belastning Uppskattad belastning inom 5 år Uppskattat flöde m 3 /d inom 5 år HÖG LÅG HÖG LÅG HÖG LÅG Åretrunt boende hushåll 4 4 10 10 5 5 Sommarboende hushåll 2 0 8 0 4 0 Restaurang Husbilar inkl nyttjande av servicehus i gästhamnen Eons kontor fast anställda Eons kontor max personal gäster/år 1-3 anställda 20000 0 20000 0 2,5 0 bilar/år 2500 0 2500 0 11 0 Specifik spillvattenavrinning 100 l/p,d (5 p/hushåll) 5 l/spolning (1 spolning/gäst, 90 d/år), 500 liter/anställd 100 l/p,d (4 p/husbil, 90 d/år) pers 7 0 7 0 0,5 0 65 l/p,d pers - 20-20 0 1,3 65 l/p,d Nytt hotell (osäkert) rum 0 0 0 0 0 0 Gemensamhetsanläggning 1 hushåll 74 0 37 0 300 l/bädd,d (2 bäddar/rum fullbeläggning sommar) 100 l/p,d (5 p/hushåll) Gemensamhetsanläggning 2 hushåll 42 0 21 0 160 l/p,d (5 p/hushåll) Inläckage uppskattat m 3 /d 13 13 41 41 50 liter/pers,d Total belastning exklusive inläckage Total belastning inklusive inläckage Totalt m 3 /d Totalt m 3 /d 16 3 81 6 29 16 123 48 Beräknat antal pe Antal pe 160 30 820 40 100 liter/pe,d Dimensioneringsberäkningar för reningsverket är utförda efter belastningsdata enligt Tabell 3.1 och provtagningar som utförts på inkommande avloppsvatten till befintlig reningsanläggning, se Tabell 3.2. Det som ökar belastningen jämfört med dagens är förväntad anslutning av gemensamhetsanläggningarna (fritidsområden) på ca 580 pe under högsäsong. Periodvis kan flödena bli lägre än dimensionerande enligt Tabell 3.3 vilket kan påverka hur anläggningen bör driftas, se kapitel 7 DRIFTASPEKTER. TEKNISK BESKRIVNING 3 (13)
Den specifika föroreningsbelastningen är baserad på genomförda provtagningar som sammanställts i Tabell 3.2. Tabellen visar att koncentrationerna på samtliga ämnen i avloppsvattnet är höga. Vad den höga koncentrationen beror av är oklart och kan ha flera förklaringar varav en är att inläckaget på ledningsnätet är litet. Tabell 3.2 Analysresultat av stickprover uttagna på avloppsvatten från befintlig trekammarebrunn innan infiltrationen i Kårehamn. Parameter, mg/l 2013-10-25 2013-10-29 2013-11-27 Medel Ammonium-nitrogen (NH 4 -N) 140 140 86 122 Kväve N 170 150 95 138 Biokemisk syreförbrukning BOD 7 160 190 240 197 Kemisk syreförbrukning, COD-Cr 390 400 370 387 TOC 100 120 85 102 Fosfatfosfor (PO 4 -P) 12 13 8,6 11 Fosfor P 13 13 10 12 Konduktivitet 220 210 160 197 Suspenderade ämnen 130 98 61 96 Den dimensionerande belastningen baseras på en belastningsökning till Kårehamns ARV som framförallt beror på förväntad anslutning av två gemensamhetsanläggningar inom de närmaste 5 åren. Då det inte finns någon flödesdata är beräknade flöden baserade på specifika nyckeltal som angivits i Tabell 3.1. Dimensioneringen baseras också på genomförda provtagningar, som visar att speciellt kvävehalterna är höga i avloppsvattnet. Tabell 3.3 Sammanställning över dimensionerande data för Kårehamns ARV (grundat på data erhållna fram till 2014-02-28). Parameter Enhet Dim. belastning inom 5 år Sommar Vinter Belastning pe 820 40 Flöden Anslutna, totalt m 3 /d 82 4 Inläckage m 3 /d 41 41 Totalt, medeldygn m 3 /d 123 45 Q dim m 3 /h 7 2 Q max m 3 /h 14 4 BOD 7 Hushåll, specifik g/p, d 70 70 Totalt kg/d 60 2,8 Totalkväve (tot-n) Hushåll, specifik g/p, d 17 17 Totalt kg/d 14 0,7 Totalfosfor (tot-p) Hushåll, specifik g/p, d 2,0 2,0 Totalt kg/d 1,6 0,1 4 (15) TEKNISK BESKRIVNING p:\1354\1837384_nytt_arv_kårehamn\000\10 arbetsmtrl_dok\teknisk beskrivning\teknisk beskrivning kårehamn koncept.docx
Driftsstrategi Anläggningen kan drivas med en eller två biobäddar men i praktiken kommer anläggningen att drivas med en bädd större delen av året. Då vattnet cirkulerar över biobäddarna från samma biobäddspumpstation går det att sätta igång cirkulationen över den andra biobädden momentant. Cirkulationen över biobäddarna går också att variera. Vid extremt låg belastning går det att förbileda försedimentering för att få ökad organisk belastning på biosteget. Belastningen på reningsverket kommer att variera under året, med en tydlig topp under semesterveckorna. En förväntad variation över året åskådliggörs i Figur 3.1. Figur 3.1. Förväntad belastning (pe) på det framtida reningsverket i Kårehamn. 4 RENINGSRESULTAT Reningsverket är dimensionerat för att klara följande reningsresultat som årsmedelvärden: BOD 7 P-tot Kväve < 15 mg/l < 0,3 mg/l 15 % reduktion (utan kvävesteg), 50 % reduktion (med kvävesteg) 5 (13) TEKNISK BESKRIVNING
5 RENINGSVERKETS UTFORMNING 5.1 ALTERNATIV I förstudien jämfördes tre olika processalternativ för den biologiska reningen. I samtliga alternativ är anläggningen uppbyggd som ett konventionellt avloppsreningsverk med ett mekaniskt steg, ett biologiskt steg och ett kemiskt steg. De tre biologiska alternativen som jämfördes var: Alternativ 1) Alternativ 2) Alternativ 3) Biobäddar Dränkta biobäddar MBBR 1 -reaktorer Det kemiska steget innefattar fällning och slutsedimentering för att avskilja fosfor. Det alternativ som valts att gå vidare med är 1) biobäddar pga driftsmässiga fördelar och flexibilitet vid hög- och lågbelastningsperioder. 5.2 PLACERING OCH UTFORMNING AV ANLÄGGNING Placeringen av det nya reningsverket är där det idag finns fyra befintliga brunnar bredvid restaurangen och EON s kontor vid hamnen, se bilaga 1. Den fjärde brunnen är mindre och därav svårare att nyttja för processen. För att få anläggningen att smälta in så bra som möjligt med befintlig bebyggelse föreslås att nya byggnader byggs i likhet med de sjöbodar som finns i området. 5.3 UTLOPPSTUB Placeringen av utloppet föreslås bli vid piren, se bilaga 3. Detta läge har bedömts med hjälp av spridningsberäkning av föroreningarna som visar att badvattenkvalitén vid badstranden i Kårehamn inte kommer försämras, se PM bilaga 4. Det renade avloppsvattnet pumpas i en ledning som läggs i piren. Detta för att utloppet skall hamna på lämpligt djup och en bit från strandlinjen där strömförhållandena är sådan att tillräcklig utspädning sker. Då frostfria förhållanden troligtvis inte kan uppnås i piren kommer ledningen att behövas frostskyddas genom isolering och värmekabel. 6 (15) 1 Moving Bed Bio Reactor TEKNISK BESKRIVNING p:\1354\1837384_nytt_arv_kårehamn\000\10 arbetsmtrl_dok\teknisk beskrivning\teknisk beskrivning kårehamn koncept.docx
6 PROCESSBESKRIVNING Nedan visas flödesschema för reningsverket. Siffrorna på bassängerna/bäddarna motsvarar brunnar/bassänger i layout, bilaga 2 a. Figur 6.1 Flödesschema för nya reningsverket. Figur 6.2 Schematisk bild på en biobädd. TEKNISK BESKRIVNING 7 (13)
6.1 GROVRENINGEN Grovreningen föreslås bestå av en hålsil. Diametern på hålen är inte avgörande, men 3 mm kan vara lagom. Ingen av de föreslagna lösningarna är speciellt lyckade att beskicka med ett helt orensat avloppsvatten och bräddning förbi silen ska undvikas. Hålsilens uppgift är att avskilja grövre partiklar för att skydda mekanisk utrustning i efterföljande reningssteg. Avskiljt rens från hålsilen tvättas och pressas. 6.2 SLAMAVSKILJNING Vatten som passerat hålsilen leds till en brunn där slamavskiljning sker. Det är idag mycket ovanligt med biobäddar utan slamavskiljning (försedimentering). Slamavskiljarens funktion är att avskilja partiklar med högre densitet än vatten. På så sätt avskiljer den material som kan sätta igen biobädden men framförallt minskar den belastningen avsevärt på det biologiska steget (> 50 %). Biosteget blir alltså betydligt större om byggnationen sker utan slamavskiljning. På en del anläggningar har det visat sig ge bättre avskiljning om slammet från eftersedimenteringen pumpas tillbaka till slamavskiljaren och att allt slam tas ut där. Anläggningen bör därför i första hand drivas på det sättet, vilket visas i flödesscheman nedan. Slammet från slamavskiljaren och slutsedimenteringen förtjockas i en mekanisk förtjockare och leds sedan till ett slamlager. I samtliga processalternativ krävs att ett nytt slamalger anläggs. Om slamlagret byggs 20 m 3 stort kommer tömning under högsäsong behöva ske 1 gång/vecka. Detta förutsätter att slammet kan förtjockas till cirka 4 % TS i en mekanisk förtjockare. Slammet kommer transporteras till Borgholms ARV för vidare behandling. 6.3 BIOLOGISKA RENINGEN I den biologiska reningen skall lösta föroreningar (organiskt material och näringsämnen) omvandlas till koldioxid, vatten och kvävgas eller koncentreras i form av biomassa som går att avskilja. Omvandlingen sker med hjälp av mikroorganismer som bryter ner de inkommande näringsämnena. Processen bygger på att mikroorganismer växer på det plastmaterial som finns i bädden och bildar en biofilm. Biofilmen växer sig allt tjockare efterhand som behandlingen fortgår. Då biofilmen blivit alltför tjock lossnar den från plastmaterialet och följer med vattnet vidare till slutsedimenteringen. Reningsverket har fler än en biologisk bädd. Detta innebär att processen kan anpassas utifrån belastningen som varierar kraftigt över året och vattnet kan ledas förbi den bassäng/bädd som inte behövs för tillfället. Vattnet leds från slamavskiljaren till en pumpsump varifrån det pumpas upp på en eller två biobäddar. Vid låg belastning nyttjas endast en bädd och vid hög belastning nyttjas två bäddar, se Figur 6.1. 8 (15) TEKNISK BESKRIVNING p:\1354\1837384_nytt_arv_kårehamn\000\10 arbetsmtrl_dok\teknisk beskrivning\teknisk beskrivning kårehamn koncept.docx
Biobäddarna består av en behållare i vilken ett bäddmaterial i plast med stor specifik yta placeras. Vattnet leds in genom en vertikal ledning i bäddens centrum och spridare ser till att vattnet distribueras jämnt över biobäddens ovanyta, se Figur 6.2. Bäddarna ventileras mekaniskt. För att uppnå en optimal rening i biobädden beskickas bädden med en jämn tillförsel av avloppsvatten genom recirkulation. Recirkulationen medför att vattnet passerar ytan med mikroorganismer flera gånger vilket bidrar till ökad reningseffekt. Normalt recirkuleras allt vatten minst en gång. Sweco bedömmmer att med en pumpsump och två biobäddar kommer det att vara relativt enkelt att ställa av en bädd och sedan ta den i drift igen nästföljande år. Från biobäddarna leds vattnet via flockningstankar vidare till slutsedimenteringen som består av två befintliga brunnar som byggas om, se Figur 6.1. Enligt skissen i bilaga 2a föreslås att de två biobäddarna med tillhörande pumpsump anläggas i en ny byggnad tillsammans med två flockningstankar. Bäddarna behöver ha en diameter på 4 meter och ha en höjd på cirka 3 meter, flockningstankarnas diameter är cirka 1 meter. Byggnadens storlek måste anpassas därefter. De befintliga brunnarna nyttjas för sedimentering, förtjockning och slamlager. En mindre byggnad anläggs förslagsvis bredvid den befintliga och nyttjas för placering av hålsilen och renshantering. Kemikalier placeras i den befintliga byggnaden. Beroende på behov av omklädning, toalett, dusch etc kan det finnas behov av ytterliggare byggnad. 6.4 KVÄVERENING 6.4.1 KVÄVERENINGSSTEG I RENINGSVERKET Om det visar sig att anläggningen behöver byggas för att klara en viss kvävereduktion måste processen redan idag planeras och dimensioneras för det. Reningsverket är utformat för att reducera BOD 7 till 10 mg/l men är inte stort nog för att ge någon väsentlig nitrifikation vid full belastning. Däremot kommer reningsverket att kunna ge en långt gången nitrifikation (> 75%) under större delen av året då belastningen är låg. Reningsverket saknar helt anoxiskt 2 biosteg, så även under låg belastning kommer kvävereningen enbart att bestå av assimilering 3 i biomassa, vilket innebär ca 15-25% kväverening. För att kunna få en högre kväverening under delar av året behöver anläggningen kompletteras med ett denitrifikationssteg, vilket kan reducera nitrat. Under högbelastning (sommaren) då dimensionerande maxbelastning uppnås kommer detta steg att stå outnyttjat då den biologiska volymen inte räcker för nitrifikation. För att få en kväverening som fungerar året runt behöver anläggningen antingen ha större eller fler oxidationssteg, samt ett denitrifikationssteg. Med tanke på att belastnings- 2 Anoxisk = utan fritt syre men med tillgång till nitrat som oxidationsmedel. 3 Assimilering = upptag, assimileringen av kväve i biosteget beror av att bakterierna behöver kväve för sin tillväxt. TEKNISK BESKRIVNING 9 (13)
variationen kommer att innebära driftmässiga utmaningar är det ur driftsynpunkt bäst att lägga till ytterliggare separata volymer. Kväverening har dimensionerats för 50% nitrifikation av inkommande exklusive den förväntade assimileringen på ca 15%-25% medräknad. Teoretiskt sett skulle det alltså gå att göra volymerna något mindre. Samtidigt bör beräkningar inte utföras alltför optimistiskt på en anläggning med så kraftig belastningsvariation. Det kommer troligen att bli en viss fördröjning i nitrifikationsprocessen då belastningen ökar snabbt. För 50% nitrifikation krävs ytterliggare 2 x 32 m 3 biobädd. I en anläggning av den här typen föreslås ren efterdenitrifikation. MBBR är lämpligt i samtliga förslag då detta är en etablerad teknik som visat sig fungera väl både på större och mindre anläggningar. Behovet av Deox 4 och MBBR bedöms bli totalt ca 23 m 3. Förutom volym med bärarmaterial behöver processen extern kolkälla, t ex etanol. Kolkällan doseras proportionellt mot reduktionsbehovet vilket innebär att det krävs automatiserad styrning med hjälp av nitratgivare och flödesmätare. Styrningen är viktig eftersom etanol är organiskt substrat och medför att utgående BOD-halt kan öka vid överdosering. Normalt byggs styrningen av doseringen i en efterdenitrifikation med både nitratgivare och flödesmätare. Nedan visas flödesschema för reningsverket med kväverening. Siffrorna på bassängerna/bäddarna motsvarar brunnar/bassänger i layout, bilaga 2 b. Figur 6.3 Flödesschema nya reningsverket med kväverening. 10 (15) 4 Deox = zon där syre avgår till luften TEKNISK BESKRIVNING p:\1354\1837384_nytt_arv_kårehamn\000\10 arbetsmtrl_dok\teknisk beskrivning\teknisk beskrivning kårehamn koncept.docx
6.4.2 KVÄVERENING DELVIS I VÅTMARK För att få en viss kväverening skulle det gå att pumpa utgående vatten till en våtmark förutsatt att en sådan anläggs. Där kan en viss efterdenitrifikation komma att ske under de perioder som belastningen är tillräckligt låg så att det blir nitrifikation i biosteget. För att få en driftsäkerhet i kvävereningen under hela året är det tänkbart att nitrifiera vattnet i avloppsverket och låta denitrifikationen ske i våtmarken. Nödvändiga oxidationssteg kommer då att vara enligt beskrivningen i kapitel 6.4. Alternativet att anlägga en våtmark för att få en viss kväverening har både för- och nackdelar. Förutom de positiva biologiska aspekterna av en våtmark kan det vara en fördel att det inte behövs tillsyn och skötsel av utrustningen som sköter och styr tillförsel av extern kolkälla som kommer att bli nödvändig om kvävereningen ska ske i avloppsreningsverket. Till nackdelarna med våtmarker hör möjligheterna att nå långtgående kväverening stabilt över många år samt att en våtmark också kräver en viss skötsel om den ska fungera. Att ha en våtmark som en del av tillståndet kan vara problematiskt eftersom inläckage och eller utläckage kan vara betydande och svårt att mäta. Det finns idag en rad våtmarker för efterpolering av avloppsvatten i södra Sverige. En del fungerar tillfredsställande, men många bidrar förvånansvärt lite till kvävereningen. 6.5 KEMISK RENING OCH SLUTSEDIMENTERING Biosteget är utformat för att avskilja BOD 7 och eventuellt kväve. För att få en fullgod fosforreduktion behöver anläggningen kompletteras med fosforrening, oavsett vilket av alternativen för biologisk behandling som väljs. 6.5.1 FOSFORREDUKTION Vattnet kommer att ledas från den biologiska behandlingen till en slutsedimentering. På vägen till slutsedimenteringen tillsätts en fällningskemikalie för att binda den lösta fosfatfosforn samt fasta partiklar i avloppsvattnet. För att få en effektiv fällning behövs en flockning. Eftersom flödet kommer att variera kraftigt pga låg- respektive högsäsong är det svårt att beräkna en volym som fungerar optimalt för alla tillfällen. Två seriekopplade brunnar/tankar på ca 1 m 3 vardera är en rimlig utgånsgpunkt för flockningen. Dessa är placerade inomhus, i samma byggnad som biobäddarna. Fördelen med att placera flockningen inomhus är att dosering av fällningskemikalie också kan göras inomhus och tillsyn och skötsel underlättas. 6.5.2 SLUTSEDIMENTERING Det slam som bildats i den biologiska processen följer med vattnet och avskiljs i slutsedimenteringen tillsammans med de slamflockar som bildats genom den tillsatta fällningskemikalien. Slutsedimentering sker i två befintliga brunnar. I slutsedimenteringen sjunker biologiskt och kemiskt slam till botten och avskiljs på så vis från vattenfasen. Slammet tas ut i botten och pumpas tillbaka till försedimenteringen där det pumpas ut som ett blandslam till förtjockning. Vattenfasen leds till recipient. TEKNISK BESKRIVNING 11 (13)
6.6 SLAMHANTERING 12 (15) Slamhanteringen föreslås bestå av förtjockning innan det transporteras till annan anläggning där det kan behandlas vidare. I samtliga tre alternativ sker förtjockning i en mekanisk förtjockare, silbandsavvattnare, som placeras i en ny byggnad. Förtjockat slam leds till ett slamlager som byggs under den nya byggnaden. Slamlagret byggs så att det går att lufta. Om slammet förtjockas till 4 % och slamlagret är 20 m 3 måste slamlagret tömmas efter cirka 8 dygn vid dimensionerande maxbelastning, dvs under sommaren. Under vinterhalvåret är kapaciteten på slamlagret 167 dygn. 7 DRIFTASPEKTER Konventionella biobäddar bedöms erfarenhetsmässigt vara det enklaste alternativet att driva på ett bra sätt då det är mycket enkelt att ställa av en biobädd. Det är också möjligt att på ett ganska enkelt sätt anordna spolning av bädden med färskvatten då den ska ställas av. Det finns även relativt många mindre anläggningar av biobäddsmodell, så tekniken får anses välbeprövad, även om belastningsvariationen i Kårehamn är mycket stor. Belastningen på Kårehamns ARV kommer att variera mycket mellan hög- och lågsäsong. För att kunna hantera detta på ett bra sätt måste anläggningen vara utformad så att delar av det biologiska steget går att stänga av och starta på ett enkelt sätt utan omfattande arbete. Även slamavskiljaren bör konstrueras för att tas ur drift (förbikopplas) under lågsäsong för att inte riskera att allt organiskt material sedimenterar i slamavskiljaren och inte kommer in i det biologiska steget. Ett av syftena med slamavskiljaren är alltså att kunna minska skillnaden mellan högsta och lägsta belastning på anläggningen. För att mikroorganismerna i det biologiska steget skall överleva krävs en kontinuerlig tillförsel av organiskt material annars riskerar de att svälta. Konstruktionsmässigt och driftmässigt kommer den stora belastningsvariationen att vara en utmaning både när det gäller avloppsvattenrening och produktion av slam och rens. Då anläggningen rimligen inte ska kräva tillsyn mer än maximalt en eller två gånger i veckan bör den förses med bortkopplingsmöjligheter av delar av det biologiska steget. Samtidigt får idrifttagning av ett bortkopplat steg inte vara för tidskrävande då det riskerar att inte användas. 8 LEDNINGSNÄT I dagsläget finns ett kommunalt vattenledningsnät som försörjer Petgärde och Kårehamn. Anslutningspunkterna förser en eller flera fastigheter. Det finns två större fritidsstugeområden samt flera enskilda fastigheter som har sin egen anslutningspunkt. De flesta fastighter har idag enskilda anläggningar. Några fastigheter närmast hamnen är anslutna till den kommunala infiltrationsanläggningen. Då denna infiltrationsanläggning ligger 200 m söder om det nya reningsverket krävs att befintliga ledningar norr ut måste läggas om. TEKNISK BESKRIVNING p:\1354\1837384_nytt_arv_kårehamn\000\10 arbetsmtrl_dok\teknisk beskrivning\teknisk beskrivning kårehamn koncept.docx
Eventuellt finns några ledningar väster om infiltrationsanläggningen som kan användas även i framtiden men då det saknas information om dessa i detta skede är det osäkert. För att kunna ansluta alla fastigheter inom Petgärde och Kårehamn krävs att ett nytt spillvattennät byggs ut. Då området har en utbredning på nästan 2 km och topografin är platt görs detta lämpligen med en kombination av självfallsledningar och tryckledningar. I nuläget antas de nya spillvattenledningarna dras i samma sträckning som vattenledningen. För att kunna ansluta Petgärde så krävs en pumpstation som pumpar upp till Kårehamn för vidare transport till hamnområdet. Det kan även behövas pumpas inne från fastigheter för att kunna ansluta till överföringsledningen men det är något som ej har undersökts i nuläget. En pumpstation kommer troligtvis att behöva installeras inom reningsverksområdet för att lyfta spillvattnet upp till reningsprocessen. 9 BILAGOR 1. Lokalisering 2. Layout nya avloppsreningsverket a. Exkl kväverening b. Inkl kväverening 3. Situationsplan Kårehamn, Petgärde och hamnområde a. Exkl kväverening b. Inkl kväverening 4. PM Spridningsberäkning ny avloppstub Kårehamn TEKNISK BESKRIVNING 13 (13)
BILAGA 1 Förslag placering av nytt avloppsreningsverk Förslag ny utloppspunkt Placering befintligt avloppsreningsverk
BILAGA 2 A ( ) ( ) ( ) ( )
( ) BILAGA 2B
BILAGA 3A
BILAGA 3B
BILAGA 4 PM 2014-06-24 Spridningsberäkning - ny avloppstub Kårehamn Syfte Syftet med spridningsberäkningen var att finna en lämplig lokalisering av utloppet från det föreslagna reningsverket i Kårehamn, Borgholms kommun. Förutsättningar Vid full belastning beräknas utgående flöde vara 337 m 3 /dygn (3,9 l/s). Koncentrationen av Fosfor beräknas understiga 0,3 mg/l. Bakgrundshalten i Östersjön är ca 30 µg/l (Havsmiljöinstitutet, 2014). En utspädning på endast 10 gånger gör således att utsläppet inte kan skiljas från bakgrundshalten av totalfosfor. Figur 1 Flygfoto över Kårehamn (Eniro.se). 1(6) memo03.docx 2012-03-28-14 Sweco Hans Michelsensgatan 2 Box 286 SE-201 22 Malmö, Sverige Telefon +46 (0)40 167000 Fax +46 (0)40 154347 www.sweco.se Sweco Environment AB Org.nr 556346-0327 Styrelsens säte: Stockholm Charlotta Borell Lövstedt Telefon direkt +4640167154 Mobil +46 (0)722267154 Charlotta.Borell.Lovstedt@sweco.se BM p:\1354\1837384_nytt_arv_kårehamn\000\10 arbetsmtrl_dok\teknisk beskrivning\bilaga 4 pm_spridningsberäkning_kårehamn.docx
BILAGA 4 I Kårehamn finns en populär badstrand, därför baseras gränsvärden även på gränser för badvattenkvalitet. För att uppnå en tjänlig badvattenkvalitet får inte halten av E. coli eller intestinala enterokocker (IE) överstiga 100 cfu/ml enligt Badvattendirektivet. I en studie i Halmstad uppmättes bakteriehalter i utgående renat avloppsvatten med stor variation i resultaten (Ohlsson et al, 2011). E. coli varierade mellan 250 och 10 000 cfu/ml (i medel 4 600 cfu/ml) och IE varierade mellan 80 och 20 000 cfu/ml (i medel 8 000 cfu/ml). Om den högsta uppmätta bakteriehalten förekommer krävs därmed en spädning på ca 200 gånger för att komma under den övre gränsen för tjänligt badvatten. Havsområdet kring Kårehamn är grunt och en ledning på botten kommer därmed att synas från ytan, detta synd tydligt på flygfotot i Figur 1. Detta kan upplevas som negativt av boende och turister även om det inte på något sätt är farligt att se själva ledningen. För att mynningen inte ska synas bör den placeras på ett djup av minst 6 m (Sandén och Håkansson, 1996). Bottnen utan för Kårehamn är sandig vilket kräver att mynningen av avloppstuben konstrueras på ett sätt som förhindras att denna sätts igen. Utspädningen av utsläppt renat avloppsvatten beror på strömhastigheten som till största del beror på lokala vindförutsättningar. Utspädningen blir långsammare vid lägre vindhastigheter. Data från SMHI:s mätstation vid Ölands södra udde har analyserats (se Figur 2). Den förhärskande vindriktningen är västlig, men även sydvästlig, sydlig, ostlig och nordlig vind är relativt vanliga. Vindhastigheter under 2 m/s förekommer bara ca 4% av tiden. De vindscenarier som bör användas i beräkningen är sådana som sprider det renade avloppsvattnet mot närmaste land eller mot badstranden. N Calm 4.02 % 5 % m/s Above 11.00 8.00-11.00 5.00-8.00 2.00-5.00 Below 2.00 Figur 2 Vindros Ölands södra Udde 1961-2009. Data från SMHI. 2 (6) memo03.docx 2012-03-28 PM 2014-06-24 BM p:\1354\1837384_nytt_arv_kårehamn\000\10 arbetsmtrl_dok\teknisk beskrivning\bilaga 4 pm_spridningsberäkning_kårehamn.docx
BILAGA 4 Modellspecifikationer Modellområde, upplösning och djup Modellområdet har valts så att det är tillräckligt stort för att kunna täcka hela området av intresse samt ytor däromkring som vinden kan tillåtas verka på för att inducera en realistisk strömhastighet. Upplösningen är hög nära de alternativa utsläppspunkterna (se nedan) och blir lägre längre bort (detta för att spara beräkningstid). Nära de alternativa utsläppspunkterna är upplösningen ca 15-20 m. Beräkningsnät (horisontell upplösning) och djup visas i Figur 3. I horisontalled är modellen uppdelad i olika tjocka lager, upplösningen nära ytan är 0,5 m och blir succesivt grövre djupare ner. Djupdata har digitialiserats från sjökort. Figur 3 Beräkningsnät och djup i modellen. (Koordinatsystem är SWEREF 99 TM.) Tid Modellen har körts till steady-state har uppnåtts (ca 75 timmar). Det interna beräkningssteget är ca 0,6 s. 3(6) memo03.docx 2012-03-28 PM 2014-06-24 BM p:\1354\1837384_nytt_arv_kårehamn\000\10 arbetsmtrl_dok\teknisk beskrivning\bilaga 4 pm_spridningsberäkning_kårehamn.docx
BILAGA 4 Utlopp Tre alternativa utsläppspunkter har antagits (se Figur 4). Punktera A och B är placerade vid 6 m djup med utloppsledning som går norr respektive söder om farleden in till Kårehamn. Ledningen till punkt A är ca 1,4 km lång och ledningen till punkt B är ca 1,1 km lång. Eftersom så långa ledningar är relativt kostsamma har även ett alternativ där utloppet integreras med yttre piren (C) valts. För att enkelt kunna jämföra de olika punkterna har alla tre alternativa utloppspunkter inkluderats i samma beräkning. Vid utsläppspunkt A och B kommer utsläppet ske vid botten på 6 meters djup och vid piren (C) nära botten (ca 3 meters djup). Om avloppsvattnet är lättare än omgivande vatten (varmare och eller mindre salt) kommer detta stiga till ytan. Det sker då en viss spädning på vägen upp. För att inkludera en säkerhetsmarginal i beräkningarna har istället utsläppet skett vid ytan i simuleringen. Flödet är i samtliga punkter är satt till 3,9 l/s. Utspädning av ett godtyckligt ämne av samma densitet som omgivande vatten har beräknats. Figur 4 De tre alternativa utloppspunkterna (röda prickar) och ungefärlig ledningsdragning till punkt A och B (streckade röda linjer). Vind De sämsta förhållandena för utloppspunkterna A och B är pålandsvind (ostlig vind) som för det renade avloppsvattnet mot land. Det sämsta förhållandet för utloppspunkt C är troligtvis nordvästlig eftersom det renade avloppsvattnet då kommer att föras mot badstranden belägen sydost om hamnen. Låga vindhastigheter ger sämre spädning, därför har en vindhastighet på 2 m/s ansatts i modellen. Två riktningsscenarier har beräknats; ett med ostlig vind och ett med nordvästlig vind. En känslighetsanalys med vindhastighet på 4 m/s och ostlig vind har också utförts. 4 (6) memo03.docx 2012-03-28 PM 2014-06-24 BM p:\1354\1837384_nytt_arv_kårehamn\000\10 arbetsmtrl_dok\teknisk beskrivning\bilaga 4 pm_spridningsberäkning_kårehamn.docx
BILAGA 4 Resultat C A B Badstrand Figur 5 Spädning i ytan vid ostlig vind (2 m/s). (Koordinatsystem är SWEREF 99 TM.) C A B Badstrand Figur 6 Spädning i ytan vid nordvästlig vind (2 m/s). (Koordinatsystem är SWEREF 99 TM.) 5(6) memo03.docx 2012-03-28 PM 2014-06-24 BM p:\1354\1837384_nytt_arv_kårehamn\000\10 arbetsmtrl_dok\teknisk beskrivning\bilaga 4 pm_spridningsberäkning_kårehamn.docx
BILAGA 4 Resultaten från spädningsberäkningarna vid ostlig vind visas i Figur 5 och vid nordvästlig vind i Figur 6. Vid mycket höga bakteriehalter på utgående vatten krävs en spädning på 200 gånger (gränsen mellan grönt och blått område) för att badvattenkvaliteten inte ska försämras. För utgående fosforhalter krävs en spädning på 10 gånger för att understiga bakgrundshalten (inom rött område). Beräkningarna visar att renat avloppsvatten från utsläppspunkterna A och B inte kommer att försämra vattenkvaliteten vid land. De kan som mest ha en signifikant påverkan på vattenkvaliteten knappt 400 m från utsläppspunkten. Om utsläppet placeras i punkt C kommer bakteriehalterna troligtvis, vid perioder av hög utgående bakteriehalt och låga vindhastigheter, att vara mätbar nära utsläppspunkten. Beräkningarna visar att badvattenkvaliteten på badstranden dock inte kommer att försämras. Koncentrationerna av totalfosfor kommer inom att vara utskiljbara från bakrundshalten mer än precis invid utloppspunkterna (inom någon/några meter). I resultaten har spridningen från botten till ytan lagts till som säkerhetsmarginal eftersom utsläppet har placerats i ytan i modellen istället för vid botten, där det kommer att placeras i verkligheten. Känslighetsanalysen visade att spädningen blev betydligt högre vid en högre vindhastighet (4 m/s). Referenser Havsmiljöinstitutet (2014): Havet 2013/2014 om miljötillståndet i svenska havsområden. http://havsmiljoinstitutet.se/digitalassets/1482/1482218_havet_2013_2014_lagupplost.pdf Ohlsson, L., Karlsson, D. och Gustafsson, L-G. (2011): Tätorters inverkan på recipienters bakteriella status. Svenskt Vatten Utveckling, Rapport Nr 2011-08. http://vav.griffel.net/filer/rapport_2011-08 Sandén, P. and Håkansson, B. (1996): Long-term trends in Secchi depth in the Baltic Sea. Limnol. Oceanogr. 41(2), 346-351 6 (6) memo03.docx 2012-03-28 PM 2014-06-24 BM p:\1354\1837384_nytt_arv_kårehamn\000\10 arbetsmtrl_dok\teknisk beskrivning\bilaga 4 pm_spridningsberäkning_kårehamn.docx