LIDKÖPINGS KOMMUN Reningsverket Lidköping UPPDRAGSNUMMER 3601064000 LUKTÅTGÄRDER, ENERGI OCH UPPVÄRMNING JÖNKÖPING / KARLSTAD SWECO ENVIRONMENT AB 1 (12) Sweco Östra Strandgatan 10 Box 145 SE-551 13 Jönköping, Sverige Telefon +46 (0)36 151800 Fax +46 (0)36 710965 www.sweco.se Sweco Environment AB Org.nr 556346-0327 Styrelsens säte: Stockholm Mats Kall Projektledare Jönköping Telefon direkt +46 (0)36 151844 Mobil +46 (0)702 775461 mats.kall@sweco.se
INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1 Inledning 3 2 Bakgrund 3 3 Vad är lukt och hur mäts den 3 4 Krav för byggnation 4 5 Förväntad luktbelastning från ombyggt reningsverk 4 6 Åtgärdsförslag 6 6.1 Allmänt 6 6.2 Luktbehandlingsprinciper 6 6.2.1 Absorbtion eller skrubber 7 6.2.2 Adsorption med aktivt kol 7 6.2.3 Biofilter 7 6.2.4 Jonisering 7 6.2.5 Oxidation 8 6.2.6 UV-fotooxidation/Ozon 8 6.3 Förslag till Lidköpings ARV 8 6.3.1 Allmänt 8 6.3.2 Bassänger 9 6.3.3 Sug- och spolbil 9 6.3.4 Processlokaler 10 6.3.5 Utsläppspunkt 10 6.4 Leverantörer 11 7 Energi, uppvärmning mm 11 7.1 Belysning 11 7.2 Uppvärmning 11 8 Ytterligare rening 12 BILAGA A LUKTREDUKTION, FLÖDESSCHEMA 2 (12)
1 Inledning SWECO har blivit utvalt att delta uppdraget Hamnstaden och reningsverket i Lidköpings Kommun. Följande rapport har upprättats för att beskriva hur lukten från ett ombyggt avloppsreningsverk ska behandlas för att verksamheter och bostäder ska kunna etableras på ett närmare avstånd än vad som idag är lämpligt. Som målbild och krav för utredningen har avståndet 50 m från anläggningen ansatts, som det avstånd från vilket man vill kunna bygga bostäder från anläggningen. Bland dimensionerande parametrar i tillståndsansökan kan nämnas en anslutningsgrad om 55 000 personekvivalenter och ett dimensionerande medelflöde om 877 m 3 /h 2 Bakgrund Lidköpings kommun har under ett antal år arbetat med en planprocess runt det man kallar Hamnstaden. Avloppsreningsverket kommer att ligga relativt centralt inom detta område och man har beslutat att reningsverket ska ligga kvar, men att slambehandling och rötning ska ske på annan plats. Man har lämnat in en tillståndsansökan för fortsatt drift av reningsverket där man yrkar på en ökad anslutning, både vad gäller flöde och antalet ansluta personer. Man har för avsikt att bygga in hela avloppsreningsverket och samla upp och behandla all luft från lokaler och bassänger innan den släpps ut i omgivningen. 3 Vad är lukt och hur mäts den Lukt är den personliga uppfattningen av hur ett kemiskt ämne doftar. Detta kan lätt leda till olika uppfattningar om något luktar bra eller dåligt, hur bra eller dåligt det luktar och bedömningen av lukt blir då gärna subjektiv, utifrån den enskilda individens uppfattning och erfarenhet. Luktsinnet är också något som kan tränas, men jämfört med många andra däggdjur är det mänskliga luktsinnet begränsat, förmågan att känna igen lukt avtar också med åren och påverkas också av t.ex rökning. För att komma från subjektiva bedömningar har en standard för luktmätning upprättas, SS-EN 13725, Luftkvalitet Bestämning av luktkoncentration med dynamisk olfaktometri. Mätenheten för lukt är 1 luktenhet per kubikmeter, 1 le/m 3. Man definierar luktenheten för varje ämne där 50 % av befolkningen kan förnimma lukt. Några exempel på ämnen som de flesta känner igen och lukttröskel följer nedan: Ämne Koncentration, mg/m 3 Vanillin 0,000006 Smörsyra 0,00035-0,003 Etanol 2-300 Svavelväte 0,0007 0,0074 3 (12)
4 Krav för byggnation I Sverige finns i dagsläget inga riktvärden för luktbelastning för vare sig arbetsmiljö, verksamheter eller byggnation av bostäder, vilket kan tyckas vara en uppenbar brist. För arbetsmiljöfrågor finns gränsvärden för enskilda ämnen, t.ex svavelväte. För byggnation finns en idag till synes överspelad rekommendation att bostäder inta ska byggas inom en radie av 1 000 m från ett avloppsreningsverk. Om man lyfter blicken och tittar på vårt grannland i väster, Danmark, så finns där framtaget rekommendationer för luktbelastning om 5-10 luktenheter/m 3, l.e/m 3 räknat som 99 % percentil av minutmedelvärden. Det finns dock undersökningar som starkt indikerar att en boende upplever luktfrihet först när belastningen underskrider 0,1-0,5 l.e/m 3. Det fortsatta resonemanget och målbilden för luktreducerande åtgärder är att underskrida 0,5 l.e/m 3. I tabell enligt nedan redovisas ett urval av länder med krav på lukt i plansammanhang. Tabell 1. Sammanställning av krav avseende luktstyrka i omgivningsluft. Land Krav (le/m3) Medelvärdes tid Frekvens Danmark 5-10 Max 99-percentil minutmedelvärde 1 ) Tyskland 1 Lukttimme 2) 90-percentil Nederländerna 0,5 Timmedelvärde 99,5-percentil Storbritannien 1,5-6 Timmedelvärde 98-percentil 1) Beräknat med OML-metoden med krav för bostadsområden, 5 le/m3. 2) Lukttimme definieras som en timme då lukttröskelvärdet överstigs under mer än sex minuter 5 Förväntad luktbelastning från ombyggt reningsverk Lidköpings kommun har beslutat att flytta slamhanteringen till Karsåsens avfallsanläggning, detta är en mycket positivt åtgärd ur luktsynpunkt. Det finns dock kvar stora luktkällor som rensgaller, sandfång och försedimenteringsbassänger. Det finns även ett system för uppsamling och mellanlagring av slam kvar på reningsverket innan slammet pumpas vidare för behandling. I biosteget sker tillsätts syre genom att blåsmaskiner trycker in luft i bassängerna för nedbrytning av organiskt material och även för reduktion av kväve. Här uppstår stora mängder luft som måste tas om hand, men som inte har så hög luktbelastning per m 3. Slutsedimentering och skivfilter bedöms inte bidra med så hög luktbelastning, men även denna luft kräver behandling. På Simsholmens avloppsreningsverk i Jönköpings Kommun genomfördes 2011-2012 en luktutredning med provtagning från olika behandlingssteg och spridningsberäkningar för att se vilka behandlingsmetoder som krävdes för att uppnå upplevd luktfrihet för planerad 4 (12)
bebyggelse i närheten av reningsverket. Målbilden i Jönköping var att etablera bostäder så nära som 50 m, räknat från en kommande överbyggnad, situationen i Jönköping var i detta läge alltså snarlik med situationen som ska utredas i Lidköping. Utredningen genomfördes av ÅF med SWECO som underkonsult. Processtegen på Simsholmen är i stora delar snarlika de som planeras i Lidköping, vilket leder till att generella slutsatser kan dras om den framtida luktbelastningen från ett ombyggt reningsverk i Lidköping. I tabell 2 nedan redovisas resultat från de luktmätningar på Simsholmen som kan anses vara relevanta i Lidköping. Tabell 2. Mätresultat Simsholmens ARV 2011-2012 Anläggningsdel Luktbelastning, 10 6 l.e/h Rensgaller, inbyggt 0,084 Sandfång, inbyggt, luftat 20 Försedimentering, utomhus 4,19 Aktivslam, utomhus 4,8 Anoxbassäng, utomhus 0,87 Mellansedimentering 0,75 Summa 30 694 000 l.e/h Värt att notera är att det luftade sandfånget står för nära 2/3 av luktbelastningen av vattendelen vid Simsholmen. Nämnas kan också att den samlade luktbelastningen från slamhanteringen vid Simsholmen uppgick till 26 980 000 l.e/h. Luktbelastningen från ett avloppsreningsverk är naturligtvis beroende av belastning och storlek. Till Simsholmen är ca 65 000 p.e anslutna och till Lidköping är idag ca 31 000 p.e anslutna (2011), dvs knappt hälften. I tillståndsansökan anger Lidköping en framtida belastning från 55 000 p.e, en rimlig ansats kan då vara att luktbelastningen från ett överbyggt reningsverk i Lidköping kommer uppgå till ca 20 000 000 l.e/h om inga åtgärder vidtas. 5 (12)
6 Åtgärdsförslag 6.1 Allmänt För att minska luktbelastningen på omgivningen finns det två olika metoder att angripa problemet, var för sig, eller som en kombination. 1. Rening av luften från luktande ämnen 2. Spridning av frånluften, företrädesvis genom skorsten SWECO förordar i detta fall en kombinationslösning av följande skäl: - Bebyggelse kommer att etableras mycket nära anläggningen, som närmast 50 m - Med detta begränsade avstånd krävs en mycket hög säkerhet i funktion av luktrening - Luktreningsaggregat tar bort lukt med en reduktionsfaktor så hög som i bästa fall 98 %, ofta lägre - 2 % eller mer i kvarstående lukt kan i Lidköpings fall leda till en luktbelastning om >400 000 l.e/h - Kvarstående lukt reduceras lämpligen genom utspädning från en utsläppspunkt via skorsten eller motsvarande. Detta ger också en säkerhet mot luktstörning vid driftproblem/underhållsarbete på luktreningsanläggningarna En noggrannare studie i form av spridningsberäkningar från olika höjder borde genomföras. 6.2 Luktbehandlingsprinciper Luktbelastningen från de olika anläggningsdelarna förväntas variera inom ett stort spann, där de skarpaste lukterna förväntas komma från renshantering och sandfång. Från rensgaller är det en hög koncentration, men lågt flöde, vilket totalt sett ger en låg luktbelastning. Från det luftade sandfånget är det en relativt hög luktkoncentration och ett högt flöde vilket kan förväntas ge den högsta luktbelastningen inom anläggningen. Aktivslamsteget förväntas ge det största luftflödet, men till relativt låg koncentration. De olika förutsättningarna kan ge underlag till att man använder flera olika tekniker för luktreducering inom anläggningen. 6 (12)
Det finns ett antal huvudprinciper för reduktion av lukt vilka är: - Absorption (skrubber) - Adsorption (kolfilter) - Biofilter (bark, torv mm) - Jonisering - Oxidation (förbränning) - UV-fotooxidation/Ozon - Kombinationer av ovanstående Någon längre genomgång av de olika teknikerna görs inte här, men en kort kommentar kring lämpligheten för varje teknik ges nedan: 6.2.1 Absorbtion eller skrubber En skrubberlösning med kemikalier kan vara en lösning på vissa luftströmmar i Lidköpings fall, effekten kan bli bra, men kräver kontroll och styrning av ph och redoxpotentialen i vätskefasen krävs. En viss restlukt kvarstår. Det finns även bioskrubbers, det finns ett antal installerade i Sverige med blandade resultat, ofta är dessa känsliga för störningar, men det finns också exempel på anläggningar som fungerat väl i flera år 6.2.2 Adsorption med aktivt kol Användandet av aktivt kol i luktreduceringssammanhang är en välkänd och beprövad teknik med goda resultat. Ofta används aktivt kol som ett sista steg i luftbehandlingen då det annars mättas snabbt och behöver bytas ut, vilket leder till höga driftskostnader. 6.2.3 Biofilter Biofilter byggs upp med en bädd av bark, torv eller rötter. God kontroll på temperatur och fuktförhållande är en förutsättning för ett lyckat resultat. Ett biofilter kräver i regel en stor yta och har ofta en egenlukt. Biofilter har i jämförelse med andra metoder en lång startsträcka och vid driftproblem kan det ta tid att åtgärda dessa innan goda resultat nås igen. Biofilter är inget som rekommenderas i Lidköpings fall. 6.2.4 Jonisering Vid jonisering bildas klungor av syremolekyler som reducerar bakterier och luktande ämnen. Jonisering fungerar bra ute i pumpstationer och anläggningar med låg luftomsättning. Det har även prövats på större reningsverk, t.ex. i Jönköping, ofta med dåligt resultat. Rekommenderas ej här, med något undantag. 7 (12)
6.2.5 Oxidation Vid förbränning av luft når man en mycket god reduktion av lukt. Tekniken lämpar sig dock inte på ett avloppsreningsverk då det blir en dyr lösning, både ur investerings- och driftssynpunkt. 6.2.6 UV-fotooxidation/Ozon Behandlingen av den luktande luften inleds genom att den blir belyst med UV-ljus som bryter ned exempelvis svavelväten och ammoniak. Via tillsats av ozon bryts resterande ämnen ned, ozon är en stark oxidant. Nedbrytningsprodukterna är ofarliga och består i huvudsak av koldioxid, vatten kvävgas och svaveldioxid. Denna behandling kan med fördel kombineras med ett kolfilter för slutpolering. 6.3 Förslag till Lidköpings ARV 6.3.1 Allmänt Senare tiders studier och resultat från mätningar av luktreduceringsanläggningar placerade på avloppsreningsverk visar att kombinationen av UV-ljus-fotoxidation följt av kolfilter ger en mycket god reduktion. Mätningar visar på reduktionsgrader mellan 97-98,5%. De problem som kan finnas med kolfilter kommer ofta av att fuktig luft sätter igen kolfilterdelen och förkortar livslängden. För ett optimalt utnyttjande av kolet bör den relativa fuktigheten i den luft som behandlas inte överstiga ca 70-80%. SWECO föreslår för Lidköpings ARV att huvudprincipen för luktbehandling utgår från UVljus-fotoxidation följt av kolfilter, men att anläggningen delas. Det första behandlingssteget med UV-ljus-fotoxidation delas upp i ett antal satellitanläggningar, i princip en för varje behandlingssteg i reningsverket. Varje delanläggning förses med en bypass för service- och underhållsarbeten. Förväntad reduktionsgrad över detta behandlingssteg är ca 50-60% av inkommande lukt. Från varje anläggningsdel leds luften in i en blandningskammare med huvudsyfte att mixa den fuktigare luften från sandfånget och biosteget med den torrare från för- och eftersedimenteringsbassängerna, frånluften från processlokalerna leds också till denna blandningskammare för att ytterligare reducera den relativa fuktigheten. För att ytterligare optimera reduktionen och livslängden på efterföljande kolfilter tillsätts ozon i utloppsdelen av blandningskammaren, strax före kolfiltersteget. För att skapa möjlighet till underhållsarbete i systemet föreslås att två separata linjer med kolfilter och fläkt byggs upp, där varje linje enskilt ska ha kapacitet att behandla all frånluft. Före och efter varje enskilt behandlingssteg skapas möjlighet till provtagning av luften för mätning av effekten av varje behandling. 8 (12)
Fördelarna med att bygga upp systemet i delar är att det går att följa upp behandlingsresultaten för varje reningssteg och vid behov modifiera och justera luftflöden och storlek på aggregat, jämfört med en stor central anläggning. Investeringen blir naturligtvis högre med delade anläggningar, men drifts- och underhållskostnaderna bör inte bli nämnvärt högre, inte minst ur aspekten att man skapar optimala förutsättningar för utnyttjande av kolet i kolfiltret innan detta är mättat och behöver bytas ut. SWECO har arbetat fram ett principförslag till luktbehandling vilket ses i bilaga A 6.3.2 Bassänger Samtliga bassängvolymer förses med övertäckning, detta kan lösas på olika sätt, ofta använder man aluminiumplank med tätningslist för att skapa ett relativt tätt lock. Det finns även leverantörer av bassängtäckningar i plastkompositer som kan rekommenderas. För drift och underhåll av anläggningen förses täckningen med ett antal inspektionsluckor och enkelt demonterbara sektioner via lyftanordningar som travers eller fast anordning. Förslag till leverantörer kan vara: SAPA Nordic Water Fiberline Composites Varje bassängdel för sig förses med ett svagt, men kontrollerat undertryck, vilket ställer krav på separering av luften från de olika bassängblocken. Dimensionering av luftflöden och storlek på UV-fotoxidationsenheterna för varje enskilt aggregat får göras i ett senare skede av projektet, men allmänt kan sägas att varje aggregat kräver en plats från någon enstaka kvadratmeter till uppskattningsvis fem till tio kvadratmeter för de största. Blandningskammare, kolfilter och fläktar kan i detta läge bedömas kräva ett utrymme i storleksordningen 50 kvadratmeter. Samtligt inryms i den nya överbyggnaden, ovanpå bassängerna. 6.3.3 Sug- och spolbil Vid ett avloppsreningsverk krävs från tid till annan underhållsarbete med hjälp av sugoch spolbilar. Dessa omsätter stora mängder luft som är mycket fuktig och där även en del partiklar kan förekomma. Vi dessa tillfällen rekommenderas att man i första hand fyller sugbilarna via pumpning istället för sugning, ett fast system kan med fördel byggas upp för detta ändamål i varje bassäng dit en diafragmapump monterad på en kärra kan anslutas. Vi de tillfällen detta inte räcker till föreslås att luften från sug- och spolbilen leds in i blandningskammaren och får passera kolfiltret innan luften släpps ut, Vid dessa enstaka tillfällen kan det bli aktuellt att köra båda linjerna med kolfilter för att klara av luftflödet. Anslutning mot sug- och spolbilens frånluft kan göras med anordning motsvarande avgasutsug som används hos bilprovningen. 9 (12)
6.3.4 Processlokaler Ur energisynpunkt föreslås en lokaltemperatur på ca 12-14 grader och att man har en förhöjd ventilation under arbetstid och en lägre luftomsättning natt och helg. Förslagsvis har man ca 1 luftomsättning per timma under natt och helg och ca 2 luftomsättningar per timma under arbetstid. Värmeväxling mellan frånluft och tilluft kan också ske i processlokalerna för att minska värmeförbrukningen. Vi vill dock avråda från värmeväxling av utgående luft från bassängerna då det erfarenhetsmässigt gärna läcker över lite frånluft till tilluften. Efter värmeväxling leds frånluften till blandningskammaren där den mixas med luften från bassängerna innan den passerar kolfiltret. Det kan vid handen tyckas som en onödig åtgärd att behandla luften från processlokalerna då den ej varit i kontakt med avloppsvattnet, men då kraven i detta projekt är ställda mycket högt vill SWECO ändå rekommendera detta. En bypass förbi kolfiltren kan byggas in redan från början om det visar sig att behandlingen via kolfilter ej krävs. 6.3.5 Utsläppspunkt Kravet från Lidköpings stad i detta projekt är att man ska kunna bygga bostäder intill 50 m från reningsverket. Detta är ett mycket högt ställt krav och med en rimlig ekonomisk insats kan detta vara svårt att nå. SWECO föreslår därför att utsläppspunkten för all luft från reningsverket flyttas ca 300 m ut till en av pirarmarna vid den närbelägna marinan. Man får då ett avstånd av ca 150 m till närmaste planerade bostadshus, vilket är ett betryggande avstånd. Kostnaden för förläggning av en sådan ledning, likväl som driftskostnaden för fläktenergin som krävs är låg i förhållande till övriga delar i detta projekt. Höjden på utsläppspunkten bör beslutas först efter att en modellering av luktbelastning och vinförhållanden genomförts, men man kan anta att med detta avstånd till bebyggelse bör det räcka med en avluftningsanordning eller skorsten på ca 5-10 m. Om man väljer att behålla utsläppspunkten vid reningsverket och planerar bygga bostadshus i närheten kan det bli aktuellt med en skorsten som är i storleksordningen ca 10 m högre än omgivande bebyggelse. 10 (12)
6.4 Leverantörer I Sverige finns idag ett antal leverantörer av ovan nämnda förslag till behandling, ett urval av dessa är: MT-Scandinavia Evodor Spångs Processteknik (Desinfinator) Nordic Water Joniseringsteknik AB 7 Energi, uppvärmning mm En överbyggnad av ett reningsverk medför ökad energiförbrukning för uppvärmning, belysning mm. Det finns åtgärder för att minska energiförbrukningen. 7.1 Belysning I ytor där personal inte vistas kontinuerligt kan belysning sektioneras för att spara energi. Armaturer över gångstråk tänds av närvaro och släcks efter en viss tid om inte personalen finns i utrymmet. Resterande armaturer tänds manuellt och släcks på tid. Energieffektiva armaturer används. 7.2 Uppvärmning Temperaturen i framförallt processutrymmen/bassänghallen bör begränsas till 10 14 grader. För utrymmen som t.ex lab, kontor mm kan en temperatur på 18 20 grader vara lämplig. Val av värmekälla är också ett sätt att arbeta energieffektivt. Den tidigare vanligaste värmekällan, olja, byts nu oftast mot mer miljövänliga värmelösningar t.ex värmepump, värmeväxling av viss frånluft mm. Att använda utgående avloppsvatten som värmekälla blir allt vanligare vid reningsverk idag. Ett avloppsvatten har normalt en temperatur mellan 3 7 grader vintertid och det är då möjligt att ta ut några grader som värmeenergi till en värmepump. Förhållandet mellan levererad energi och tillförd energi, det sk COP-värdet, är normalt mellan 3,5 4 men blir något mindre om man räknar in hjälppumpar. Uttaget av avloppsvatten ska ske sent i processen där vattnet innehåller så lite partiklar som möjligt. Avloppsvattnet pumpas via en sil till en värmeväxlare där växling görs mot det system som är i kontakt med värmepumpen. Returflödet av avloppsvatten från värmeväxlaren släpps tillbaks i processen på lämplig plats. Från värmepumpen utförs ett varmvattensystem för uppvärmning av lokaler. En värmepumpsanläggning kräver för denna storlek av reningsverk ett utrymme på ca 30 m 2. 11 (12)
Eventuellt värmeöverskott från värmepumpssystemet kan distribueras till intilliggande verksamhet eller växthus. Ett värmepumpssystem är en basvärmekälla för anläggningen och ska kompletteras med spetsvärme av någon sort. Spetsvärmekällan används som reserv samt vid kallare vinterdygn. Solceller kan också ge ett energitillskott och samtidigt vara en signal om miljövänligt och energiriktigt tänkande. 8 Ytterligare rening I anslutning till kommande ombyggnationer kan man ägna en tanke åt att införa ett ytterligare reningssteg i processen i form av UV-ljus på utgående avloppsvatten. UV-ljus är välkänt inom dricksvattenbehandling i Sverige, men på avloppssidan finns ännu bara ett fåtal anläggningar, medan det på kontinenten blir allt vanligare. Syftet med införande av UV-ljusbehandling är att reducera mängden bakterier och parasiter i utgående avloppsvatten. Idag leds utgående avloppsvatten ut i Lidan och inom 3 km från utsläppspunkten finns 3 st officiella badplatser, antagligen badas det även på andra platser. Avståndet till dricksvattenintaget är större, men det kan inte uteslutas att det finns en påverkan från utgående avloppsvatten på detta intag. Effekten av en UV-ljusbehandling är att utgående avloppsvatten blir så pass renat med avseende på bakterier att det uppfyller EU:s badvattendirektiv. Införande av UVljusbehandling är ett frivilligt åtagande och idag finns ingen känd diskussion från myndighetshåll om ett införande. Sveriges största anläggning för rening av utgående avloppsvatten med UV-ljus finns i Huskvarna och har varit i drift varje sommar sedan 2007 med goda behandlingsresultat. Investeringen är måttlig om den kan genomföras i anslutning till andra ombyggnationer och driftkostnaden för en anläggning av Lidköpings storlek kan uppskattas till ett par hundralappar per dygn. 12 (12)