Central blødgøring – Teknologier og udfordringer

Præsentationer af emnet: "Central blødgøring – Teknologier og udfordringer"— Præsentationens transcript:

1 Central blødgøring – Teknologier og udfordringer
EnviNa – 4/5 2017 v. Procesingeniør Peter Borch Nielsen

2 Lidt baggrund

3 Vandets hårdhed i Danmark
Total hårdhed: I Danmark ønskes typisk blødgøring til 8 – 12 °dH Størst potentiale for blødgøring i øst EnviNa /GEUS

4 Effekter af blødgøring
Positive effekter Reduktion af belægninger i varmevekslere og lign. Mindre forbrug af sæbe og rengøringskemikalier. Færre belægninger i rør, armaturer og på overflader. Reduktion af nikkel (for nogle teknologier)  Negative effekter (afhængig af den valgte teknologi) Ændring af vandkemi: Tilførsel af natrium (forhøjet blodtryk) Reduktion af magnesium (hjerte/karsygdomme) Reduktion af calcium (karies) Øget korrosion af rørmaterialer (for nogle teknologier) Øget vandspild Øget energiforbrug EnviNa

5 Gevinst ved blødgøring af vand – ex. kalkpille
Anlægs- og driftsudgifter Forsyning Ballerup/Deloitte: Private: gevinst 1 – 2 kr/m³ Erhverv: nettotab ca. 2 kr/m³ (NOVO, TOMS, BASF, LeoPharma) Værdi for forbrugeren Andre omkostninger Samlet besparelse EnviNa /HOFOR, Notat om HOFORs ansøgning om tilladelse til blødgøring af vandet fra Værket ved Søndersø ved hjælp af kalkfældning/

6 Holdninger til blødere vand (HOFOR undersøgelse)
Teknisk og økonomisk vurdering Private forbrugeres holdning 75% af forbrugerne ser flest fordele ved blødere vand. De fleste oplever de gængse gener ved meget kalk i vandet: tilkalkede elkedler kalk på badeværelset tilsætning af afkalkningsmidler i vaskemaskine og opvaskemaskine et stort forbrug af rengørings- og afkalkningsmidler. Generelt er forbrugerne parate til at betale ekstra for at få blødere vand. Erhvervsvirksomheder og boligselskaber Flertallet ønsker blødere vand og er positive Dagligt opleves problemer på grund af meget kalk i vandet – tilkalkning af: Rør, stigstrenge og ventiler Varmtvandsbeholdere og varmtvandsanlæg Procesudstyr. Samt faldende vandtryk pga. kalkaflejringer. Ca. halvdelen af virksomhederne er indstillet på at betale ekstra for blødgjort vand. Forbruger-smagstest viser ingen negative smagsoplevelser med kalkpille blødgjort vand EnviNa

7 Lyngby-Taarbæk Forsyning:
Teknisk-økonomisk analyse af muligheder for blødgøring Nyt vandværk forberedt til blødgøring. KLAR Forsyning: Teknisk-økonomisk analyse af muligheder for blødgøring . Nyt vandværk er forberedt til blødgøring. EnviNa

8 Forsyning Ballerup/Deloitte:
Nordvand og Ballerup Forsyning: Teknisk-økonomisk analyse af muligheder for blødgøring Samfundsøkonomisk analyse Forsyning Ballerup/Deloitte: Private: gevinst 1 – 2 kr/m³ Erhverv: nettotab ca. 2 kr/m³ (NOVO, TOMS, BASF, LeoPharma) EnviNa

9 Teknologier

10 Teknologier Kalkpillemetoden (pellet) LPRO membranfiltrering
Traditionel ionbytning CARIX ionbytning Elektrolyse Vandbehandling med blødgøring er i Europa (Holland, Frankrig, Sverige, Tyskland m.fl.) 1970’erne -: Ionbytning og kalkpille 1990’erne -: CARIX og elektrolytisk proces 00’erne -: Membranfiltrering EnviNa

11 1. Kalkpille (pellet) Lavt vandspild ( 1%) Lavt energiforbrug
Fjerner ikke magnesium Relativ stor kemikalietilsætning Tilfører natrium EnviNa

12 Principdiagram for kalkpille blødgøring
Rentvands-beholder Indvinding Iltning Filtrering Udpumpning EnviNa

13 Principdiagram for kalkpille blødgøring
Indvinding Iltning Filtrering Rentvands-beholder Udpumpning Kalkpille kolonner Syre Kvarts sand Kalkpiller UV desinfektion Base Ionbytter Salt Piller til aftager Saltholdigt vand til bortskaffelse Klor Bisulfit Vand til afløb EnviNa

14 Principdiagram for kalkpille blødgøring
Indvinding Iltning Filtrering Rentvands-beholder Udpumpning Kalkpille kolonner Syre Kvarts sand Kalkpiller UV desinfektion pH LE Tu Base dH Ionbytter Salt Til aftager Saltholdigt vand til bortskaffelse Klor Bisulfit Vand til afløb EnviNa

15 Brøndbyvester Vandværk
Traditionel vandbehandling med iltning og filtrering EnviNa

16 HOFOR: Kemikalieforbrug ved fuld implementering (overslag)
Produktion af 50 million m³ vand per år Blødgøring fra ca. 20 – 22 til 10 °dH (kalkpillemetoden) Per døgn Per år Natriumhydroxid (27%) m³ 70 25.000 Kvartssand ton 4 1.500 Kuldioxid 3 1.100 Kalkpilleproduktion 40 15.000 EnviNa

17 Brøndbyvester Vandværk: Kalkpilleanlæg idriftsættes 2017.
HOFOR: Brøndbyvester Vandværk: Kalkpilleanlæg idriftsættes 2017. Marbjerg Vandværk: Projektering og udbud af kalkpilleanlæg i 2017. Søndersø: Forprojektering i gang. Forventet ”udrulning” på øvrige store værker i løbet af en årrække (inden 2024). Store Heddinge Vandværk A.m.b.A.: Kalkpilleanlæg idriftsættes 2017. EnviNa

18 Frederiksberg Forsyning: Skitse- og pilotprojekt er udført i 2016.
Forventet udbud af kalkpilleanlæg i 2017. Odense: Pilotprojekt er udført EnviNa

19 2. LPRO membranfiltrering
Stort vandspild (15-25%) Stort energiforbrug Afledning til recipient kan være problematisk (og ”no go” hvis der skal betales spildevandsafgift) Begrænset kemikalietilsætning Barriere for mikrobiel forurening EnviNa

20 Principdiagram for LPRO membran blødgøring
Rentvands-beholder Indvinding Iltning Filtrering Udpumpning EnviNa

21 Principdiagram for LPRO membran blødgøring
Indvinding Iltning Filtrering Rentvands-beholder Udpumpning Membrananlæg Antiscalant Clean In Place (CIP) anlæg Syre Base UV desinfektion CO₂ afgasser/ kalkfilter Saltholdigt vand til afløb Vaskevand til EnviNa

22 Principdiagram for LPRO membran blødgøring
Indvinding Iltning Filtrering Rentvands-beholder Udpumpning Membrananlæg Antiscalant Clean In Place (CIP) anlæg Syre Base UV desinfektion CO₂ afgasser/ kalkfilter Saltholdigt vand til afløb Vaskevand til pH LE Tu dH EnviNa

23 Yderby Lyng og Sejerø Vandværker :
Afsaltning af brakvand og samtidig blødgøring. Membrananlæg pt. under indkøring EnviNa

24 3. Traditionel ionbytning
Lavt vandspild (1-4%) Lavt energiforbrug Billig i drift og anlæg Relativ stor kemikalietilsætning Tilfører natrium EnviNa

25 Principdiagram for traditionel ionbytning blødgøring
Rentvands-beholder Indvinding Iltning Filtrering Udpumpning EnviNa

26 Principdiagram for traditionel ionbytning blødgøring
Indvinding Iltning Filtrering Rentvands-beholder Udpumpning Ionbytter Salt Saltholdigt vand til bortskaffelse UV desinfektion EnviNa

27 Principdiagram for traditionel ionbytning blødgøring
Indvinding Iltning Filtrering Rentvands-beholder Udpumpning Ionbytter Salt Saltholdigt vand til bortskaffelse UV desinfektion Tu LE dH EnviNa

28 Ionbytningsproces (med salt) Blødgøring fra 30 til 19°dH.
Tårnby Forsyning: Ionbytningsproces (med salt) Blødgøring fra 30 til 19°dH. Idriftssættes i 2017 EnviNa

29 4. CARIX Driftssituation Regenerering
Ingen kemikalietilsætning (kun kuldioxid) God afløbskvalitet Stort vandspild (5-10%) Stort energiforbrug EnviNa

30 Udbredelse af CARIX anlæg
EnviNa

31 Principdiagram for CARIX ionbytning - blødgøring
Rentvands-beholder Indvinding Iltning Filtrering Udpumpning EnviNa

32 Principdiagram for CARIX ionbytning - blødgøring
Indvinding Iltning Filtrering Rentvands-beholder Udpumpning Ionbytter CO₂ vand til afløb UV desinfektion CO₂ afgasser EnviNa

33 Principdiagram for CARIX ionbytning - blødgøring
Indvinding Iltning Filtrering Rentvands-beholder Udpumpning Ionbytter CO₂ vand til afløb UV desinfektion Tu dH CO₂ afgasser pH LE EnviNa

34 5. Elektrolytisk afkalkning
Anode (oxidation): H2O  O2 + H+ + e- Katode (reduktion): H2O + e-  H2 + OH− Cl-  Cl2 + e- H+ + e-  H2 Der kan dannes klor og trihalomethaner. Produktion af kalkslam Højt energiforbrug: 0,8 kWh/m³ Under 50% reduktion af hårdhed Ingen kemikalietilsætning Flere fuldskalanlæg i Frankrig Pilotanlæg testet i Ringsted EnviNa

35 Sammenligning af teknologier
Effektivitet Typisk anlægskapacitet For-/efter Behandling Calcium Magnesium m³/time Typisk 1 Kalkpille (pellet) 90 % 5 % 50 – 2000 Efterfiltrering og pH justering, UV 2 LPRO membranfiltrering 95 % < 500 Forfiltrering og pH justering, UV 3 Traditionel ionbytning 99,9 % < 300 Forfiltrering, UV 4 CARIX % 50 – 1000 5 Elektrolytisk < 50 % < 200 For- og evt. efterfiltrering og pH justering, UV EnviNa

36 Sammenfatning

37 Nogle udfordringer Blødgøring Delvis udbredelse i forsyningsområdet
Nogle forbrugere får dagligt varierende hårdhed Nogle forbrugere får ikke leveret blødgjort vand og betaler for at andre får blødgjort vand Efteruddannelse af sagsbehandlere for minimering af risici Efteruddannelse af driftsfolk på forsyninger til pasning af kemiske procesanlæg Korrosion i ledningsnettet ved sammenblanding af vandtyper Risiko for øget korrosion af ledningsnet og rør i huse ved fejldimensionering

38 Korrosion Vurdering af blødgjort vandkvalitet
Egnethed ift. forskellige materialer

39 Overslag på udgifter TAK for opmærksomheden Forudsætninger:
For- og/eller efterbehandling foretages i eksisterende vandværk uden ombygning Bygning for blødgøringsanlæg uden specielt arkitektonisk udtryk Standardkomponenter i anlægget TAK for opmærksomheden EnviNa