1. Hva er Partikkelavskilling av overvann?
Under nedbør ledes regnvannet/overvannet over tette flater og vasker med seg partikler og forurensning. Det forurensede vannet og partiklene ledes gjerne via rister og sluk til overvann/avløpsnettet eller direkte til nærmeste resipient. Større partikler (grus, sand, blader, kvister, søppel) kan føre til problemer i overvannssystemet i form av tilstopping. Dette kan unngås ved å fange partiklene ved hjelp av rister, gitter, sandfang, skumskjermer, dykkede utløp mm.
I typisk urbane-, industrielle områder og veianlegg avsettes det forurensning i veibane og overvannsystem fra trafikk, bygningsvirksomhet og bygningskropper. Forurensningen kan omfatte oppløste eller flytende stoffer (kjemikalier, hydrokarboner etc), og miljøgifter/tungmetaller i form av partikkelbunden forurensning. Disse fanges ikke effektivt med overnevnte tiltak. Håndtering av oppløst eller flytende forurensning krever egne løsninger, og er ikke beskrevet her. For fanging eller tilbakeholdelse av partikler tyngre enn vann, foretrekkes en løsning basert på gravitasjon- eller sedimentering. Tradisjonelt er dette anlegg som krever stor plass for å oppnå ønsket virkningsgrad.
Det er mange kilder til forurensning fra veiene
veistøvet er forurenset og transporteres med overvannet
vinteren gjør forurensningene mer synlige
Kobbertak er vakkert..........
... men kobberet er et tungmetall, som trasnporteres med overvannet
Vårt produktområde "Partikkelavskilling overvann" omfatter kompakte, prefabrikkerte og testede sedimenteringsenheter for tilbakeholdelse av partikkelbunden forurensning. Det kan oppnås tilfredstillende virkningsgrad for partikler med størrelse ned til ca 70 my - avhengig av belastning og størrelse på enheten. Effektive partikkelavskillere eller såkalte supersandfang er kompakte sedimenteringsbasseng som tar lite plass. For tilbakeholdelse av svært fint slam og mindre partikler (typisk under 70 my), anbefaler vi andre tiltak (eks filtreringsbasseng eller filter).
2.1 Gatesandfang
I bystrøk, der det ikke er plass til større sedimenteringsbasseng, har gatesandfangene en viktig funksjon. Den tiltenkte funksjonen til gatesandfangene er å holde tilbake grus og sand, og hindre at dette blir fraktet videre i rørnettet og dermed reduserer slitasje og hindre tilstopping. Ved å fange partikler, kan gatesandfangene potensielt også holde tilbake deler av foruresningen, forutsatt at de blir vedlikeholdt (tømmes regelmessig) og ikke overbelastet. Hvis ikke reduserer den mulige virkningsgraden vesentlig. Den tradisjonelle gatesandfangene har imidlertid sine begrensinger, spesielt i områder med mye forurensning og/eller sårbare resipienter. For å holde tilbake de mindre partiklene, redusere risiko for resuspensjon, og oppnå en mer dokumenterbar virkningsgrad, bør en prefabrikkert partikkelavskiller eller et "supersandfang" vurderes.
En mengderegulator/virvelkammer kan sørge for at eksisterende sandfang ikke blir overbelastet. Ikke kombinasjon med et fordrøyningsvolum, kan dette gjøre at en større andel av partiklene holdes tilbake. I forbindelse med sårbare resipienter eller ved høy grad av forurensning, kan en partikkelavskiller eller supersandfang installeres som et supplement.
2.2 Åpne sedimenteringsbasseng
Avrenningen fra veianlegg inneholder miljøgifter og annen forurensning. Kildene finnes på både kjøretøyene og selve veianlegget. Stor trafikk genererer mer forurensning. Trafikkerte tunneler har en spesiell utfordringer knyttet til høye konsentrasjoner og utslipp i forbindelse med tunnelvask.
Et tradisjonelt åpnet sedimenteringsbasseng vil, såfremt det er bygget og driftes riktig, holde tilbake partikkelbunden foruresning. Imidlertid er slike anlegg plasskrevende. I tillegg til sedimenteringsvolumet (tørrværsvolumet), fungerer deler av det tilgjengelige volumet som fordrøyning.
Fordrøynings- og sedimenteringsvolum
Tradisjonelt sedimentering/fordrøyningsanlegg ved et veianlegg
Ved å utforme sedimenteringsanlegget riktig, og anvende effektive mengderegulatorer og nivåregulatorer for regulering av henholdsvis vannføring og nivå i bassenget, kan det tilgjengelige volumet utnyttes langt bedre. Selve sedimenteringsvolumet kan dermed økes og bidra til å forbedre virkningsgraden.
Se figuren nedenfor (Les mer om dette i forbindelse med mengderegulering og nivåregulering.)
Med en partikkelavskiller eller et supersandfang, enten som en erstatning eller et suplement til sedimenteringsbasseng, kan virkningsgraden forbedres og større grad dokumenteres. Våre partikkelavskillere er testede enheter med dokumentert ytelse. Siden de leveres prefabrikkerte er de mindre sårbare i forhold til utførelse på anlegg.
3. Prefabrikkerte partikkelavskillere - Supersandfang
Vårt produktområde "Partikkelavskilling overvann" omfatter kompakte, prefabrikkerte og testede sedimenteringsenheter for tilbakeholdelse av partikkelbunden forurensning. Sammenlignet med tradisjonelle sedimenteringsbasseng, er fordelene:
- mindre plasskrevende
- dokumentert virkningsgrad
- prefabrikkert (mindre avhengig av utførelse)
Det kan oppnås tilfredstillende virkningsgrad for partikler med størrelse ned til ca 70 my - avhengig av belastning og størrelse på enheten. For tilbakeholdelse av svært fint slam og mindre partikler (typisk under 70 my), anbefaler vi andre tiltak (eks filtreringsbasseng eller filter).
3.1 Egenskaper
I likhet med tradisjonelle sedimenteringsløsninger, er virkningsgraden i våre prefabrikkerte partikkelseparatorer betinget av størrelse på enheten, belastning og ikke minst sedimenteringshastighet (partikkelstørrelse). Generelt vil virkningsgraden øke ved lavere belastning. Med kompakte separatorer kan det oppnås tilfredstillende virkningsgrad for partikler med størrelse ned til ca 70 µm (avhengig av belastning og størrelse på enheten). For mindre partikkelstørrelser bør filterløsninger vurderes. Virkningsgraden uttrykkes som andel partikler tilbakeholdt (%), som funksjon av belastning (vannføring), for en gitt partikkeldistribusjon (størrelse - PSD). Virkningsgraden kartlegges gjennom hydrauliske tester i laboratorium og gjerne verifisert ved hjelp av fullskal fullskala-tester i felt. Testene i lab utføres med en gitt partikkeldistribusjon (partikkelstørrelsefordeling) og konsentrasjon, ved konstant vannføring. Virkningsgraden beregnes ved å telle andelen partikler som fanges i enheten.
Virkningsgraden påvirkes av belastningen (vannføring). Når belastningen øker, vil virkningsgraden raskt reduseres. I likhet med tradisjonelle sedimenteringsanlegg, der virkningsgraden reduseres med økende overflatebelastning, er vikningsgraden på en partikkelavksiller også påvirket av størrelsen. Generelt vil en mindre enhet oppnå lavere virkningsgrad sammenlignet med en større enhet - ved en gitt belastning. Det samme gjelder sedimenteringshastighet og partikkelstørrelse. Virkningsgraden er mindre for små partikler sammenlignet med større.
Ved siden av virkningsgrad, er evnen til hindre resuspensjon viktig. Ved resuspensjon aktiveres allerede sedimenterte partikler, slik at disse videreføres til nedstrøms anlegg og resipient. På den måten reduseres den akkumulerte virkningsgraden (virkningsgrad over tid). Det vesentlige er å unngå overbelastning (eks ved hjelp av en mengdergulator og et oppstrøms nødoverøp). Imildertid kan utformingen av partikkelavskilleren bidra til å redusere risiko for resuspensjon.
Virkningsgraden påvirkes av belastningen (vannføring). Når belastningen øker, vil virkningsgraden raskt reduseres. I likhet med tradisjonelle sedimenteringsanlegg, der virkningsgraden reduseres med økende overflatebelastning, er vikningsgraden på en partikkelavksiller også påvirket av størrelsen. Generelt vil en mindre enhet oppnå lavere virkningsgrad sammenlignet med en større enhet - ved en gitt belastning. Det samme gjelder sedimenteringshastighet og partikkelstørrelse. Virkningsgraden er mindre for små partikler sammenlignet med større.
Ved siden av virkningsgrad, er evnen til hindre resuspensjon viktig. Ved resuspensjon aktiveres allerede sedimenterte partikler, slik at disse videreføres til nedstrøms anlegg og resipient. På den måten reduseres den akkumulerte virkningsgraden (virkningsgrad over tid). Det vesentlige er å unngå overbelastning (eks ved hjelp av en mengdergulator og et oppstrøms nødoverøp). Imildertid kan utformingen av partikkelavskilleren bidra til å redusere risiko for resuspensjon.
3.2 Spesifikasjon og dimensjonering
Fra et resipientperspektiv er det ønskelig å sette krav til vannkvaliteten på utslippet - i form av maksimal partikkelkonsentrasjon TSS (g/ml) (alle partikkelstørrelser). I tillegg til renseenhetens egenskaper og virkningsgrad, er konsentrasjonen av partikler i utløpet bestemt av lokale forhold. Dette omfatter partikkel-fordeling og -konsentrasjon i det tilførte vannet, samt belastning (vannføring). Som beskrevet over, er den dokumenterte virkningsgraden knyttet til en spesifikk partikkelstørrelse/distribusjon ved konstant vannføring (steady flow). Virkningsgraden blir uttrykt som andel tilbakeholdte partikler, som funksjon av belastning, ved en gitt partikkelfordeling. For en prefabrikkert sedimenteringsenhet, er det derfor ikke mulig å uttrykke en «universell» virkningsgrad i form av TSS i utslippet. Den spesifikke virkningsgraden, uttrykt ved partikkelkonsentrasjon, er altså avhengig av stedlige egenskaper.
Partikkelkonsentrasjonen (TSS) på det tilførte vannet er bestemt av en rekke forhold i nedslagsfeltet og varierer over tid. Om partikkelsammensetningen i tilrenningen er beskrevet, kan en beregne virkningsgrader basert på TSS ved konstant tilrenning. Mer komplisert blir det hvis virkningsgraden TSS skal dokumenteres som eksempelvis et snitt over tid (år), der belastningen, partikkelfordeling (størrelse) og konsentrasjon varierer. Store vannføringer ikke bare øker belastningen i systemet, men også transportevnen av større partikler, som er lettere å sedimentere. På den annen side representerer stor vannføring typisk lavere konsentrasjon av partikler. Ikke minst vil partikkelfordelingen og konsentrasjonen variere sterkt over tid også under et og samme regnskyll (spylebølge/"first-flush"). Hvis virkningsgraden skal presenteres som et snitt over tid (eks 1 år), må det derfor tas høyde for variasjonen i tilrenningen (nedbørsdata) og evt variasjon av tilført foruresning.
Den spesifikke virkningsgraden til en bestemt installasjon i form av partikkelkonsentrasjon (TSS), kan modelleres. I tillegg egenskapene til rense-enheten (ref kap 3.1), krever beregningene data om oppstrøms anlegg:
- Belastning/tilrenning: dimensjonerende tilrenning (nedbørsfelt, nedbørsdata)
- Vannkvalitet tilført vann (konsentrasjon og evt partikkeldistribusjon)
Hvis den aktuelle virkningsgraden ønskes presentert i form av forurensning (eks konsentrasjon av forskjellige typer tungmetaller), kreves data om fordeling og konsentrasjon av forurensningen i det tilførte vannet.
Driftsrutinene på et anlegg, påvirker også netto virkningsgrad. Dårlig driftsrutiner (tømming av sandfang) kan forringe virkningsgraden vesentlig.
Det er sjelden at all nødvendig anleggsdata foreligger for en fullstendig beregning av spesifikk virkningsgrad,som beskrevet over. En alternativ fremgangsmåte er å erstatte anleggspesifikke data med etablert måledata fra tilsvarende installasjoner og/eller faglitteratur. På samme måte kan det etableres "sjablongverdier" som uttrykker virkningsgrad i form av partikkel- eller foruresningskonstrasjon. Imidlertid bør alltid testdata for den aktuelle renseenheten (ref kap 3.1) benyttes i beregningene.
MFT kan bistå ved modellering av virkningsgrad. Kontakt oss.
Ved valg av løsning er også følgende forhold av betydning:
- Tilgjengelig plass
- Maksimal oppstrøms oppstuvning og trykktap gjennom renseenhet (vurdering av nødoverløp).
3.3 Utforming av anlegg generelt
Utformingen av anlegget oppstrøms partikkelavskilleren er avgjørende for systemets funksjon og den totale virkningsgraden. Den primære funksjonen er å redusere forurensingen av nedstrøms resipient. Like viktig er det å få kontroll på- og fange forurenset slam, slik at dette kan håndteres på en forsvarlig måte. Det betyr at anlegget bør utformes slik at sedimentene faktisk når renseenheten, og ikke avsettes i oppstrøms permeable flater, drensledninger og sandfang. Partikkelavskilleren bør det plasseres nærmes mulig kilden. Hvis overvannet transporteres i åpne grøfter eller dreneringsrør før det når rister og sluk, øker risikoen for at en mister kontrollen på hvor partiklene og forurensningen avsettes.
For å redusere risiko for overbelastning av partikkelavskilleren og hindre resuspensjon, kan en oppstrøms mengderegulator og evt nødoverløp vurderes. En mengderegulator og et oppstrøms buffervolum vil redusere gjennomsnittlig belastning på renseenheten og dermed øke virkningsgraden over tid. En andel av slammet vil trolig avsettes i et oppstrøms fordrøyningsanlegg - noe som innebærer at slammet må håndteres også her (ikke bare i renseenheten).
Funksjon og virkningsgrad på partikkelavskilleren forutsetter at slammetvolumet ikke fylles helt. Regelmessig tømming er derfor helt vesentlig for å beskytte nedstrøms resipient og forsvare investeringen. Tømmefrekvens er avhengig av hvor mye slam som blir tilført og hvor stort slamvolumet er. Enkelte enheter kan leveres med sensorer som varsler når slamvolumet snart er fullt og det er på tide med tømming..
Behovet for prøvetaging bør også vurderes i planleggingsfasen. Hvis det er krav eller ønske om måling av faktisk utslipp, bør det tilrettelegges for prøvetaging nedstrøms partikkelavskilleren. Om man ønsker å verifisere virkningsgraden til partikkelavskilleren, bør det i tillegg etableres en prøvetagningskum rett oppstrøms innløpet til partikkelavskilleren.