Konsekvenser av EUs avløpsdirektiv

Bolken om avløp og lange pumpeledninger ble ledet av Borghild T. Folkedal fra Asplan Viak, sittende til venstre. Foredragsholdere var fra v. Bjørg Synnøve Nigardsøy - VA-rådgiver i Indre Østfold kommune, Tom A. Karlsen fra COWI og Steinar Hagelund fra HIAS. Ved talerstolen en heller tvilsom selvutnevnt ekspert.

EU vil i løpet av vinteren vedta det nye avløpsdirektivet. Det får på mange måter betydning for kommunene og VA-Norge. Arrangørene av Hallingtreff valgte å vie første foredragsbolk 2024 til lange pumpeledninger. 

EU vil i løpet av vinteren vedta det nye avløpsdirektivet. Den norske vannbransjen venter spent på å se hvor dyrt og komplisert arbeidet med å oppfylle dette blir. På Hallingtreffs første dag orienterte Arne Haarr, i Norsk Vann, på video om utfordringer avløpsdirektivet kan gi. Etter ham fikk Tom A. Karlsen, COWI Rådgiver gjennom 47 år, æren av å holde første fysiske faglige foredrag på Hallingtreff 2024.

Mer komplekse anlegg

Tom A. Karlsen har blant annet skrevet en Norsk Vann rapport om lange pumpeledninger for avløp på land og i sjø. Han mener at en konsekvens av strengere krav til rensing av avløpsvann, på alle nivåer, vil føre til lange pumpeledninger for avløpsvann. Strengere kontroll på avløpsstrømmene knyttet til krav til maksimal mengde i overløp, vil igjen føre til krav til utforming av pumpestasjoner, instrumentering, måling styring og driftssikkerhet.

Å bygge bærekraftig 

– Ett gjennomgående spørsmål er ofte om vi skal ha to eller ett renseanlegg? Strengere krav vil med stor sannsynlighet medføre at en bygger færre anlegg, og overfører avløp via lange avløpsledninger. Eksisterende avløpsrenseanlegg vil da med stor sannsynlighet kunne bygges om til pumpestasjon, innledet han.

I så måte er det sentrale temaet hvor lang avløpsledningen være for at løsningen skal bli lønnsom. Relevante tema er kostnader knyttet til drift og investeringer. Å bygge for små anlegg, gir store driftsutfordringer. 

– Det vil alltid lønne seg å bygge et større anlegg og en må se på etableringen og driften i hele investeringens levetid, understreket den erfarne rådgiveren fra COWI.  

Skal kommunene virkelig ha lov til å vedta utbygginger som er unødige og kostnadsdrivende, fordi de ikke lykkes i å bli enige om fellesprosjekt? var blant temaene Tom A. Karlsen var innom i sitt foredrag om lange pumpeledninger.

Kostnad til lands og til vanns

Som mange vil vite kommer Tom A. fra og bor i Fredrikstad. Fra scenen benyttet han anledningen til å vise eksempler fra lokalpressen i hjemtraktene. Avistitlene lyste mot forsamlingen: «Fredrikstad og Sarpsborg surrer det til igjen» og «Graver frem en sjokkregning for den enkelte av oss». Temaet var at nabokommunene ikke har lyktes i å enes om ett felles renseanlegg til felles glede for alle, og i stedet valgte å bygge to tett i tett.

For ledninger som ligger på land, er det selve grøfta som i hovedsak utgjør kostnaden. I sjø er det ledningen som koster. For større dimensjoner er det økonomi i å velge lange sjøledninger, fremfor landledning. 

Tre vesentlige begrep

– Det er alltid en økonomisk optimal ledningsdiameter. I tillegg skal en finne teknisk optimal ledningsdiameter og praktisk optimalt volum av pumpesump. Beregn alltid den økomimisk optimale ledningsdiameteren i prosjektet basert på nåverdier av investeringer, energikostnader samt drift- og vedlikeholdskostnader, er den tydelige beskjeden fra eksperten. 

Blant utfordringene med lange pumpeledninger er oppsamling av luft og sedimenter. Typisk vil det danne seg luftlommer i toppen av høydebrekket. Særlig utfordrende er dette i undervannsledninger. For å unngå gass og luft i ledningene, er det flere grep:

Positiv løftehøyde, luftfelle og selvrensende vannhastighet med hensyn til luft.

Tilstrekkelig volum til å flytte luftlommen i det mest kritiske høybrekket, fra høybrekket til nedstrøms lavbrekk. 

Tiltak for god drift

Vektbelastningen må tilpasses de prosjektspesifikke forutsetningene. Pumpestasjonen er «hjertet» i systemløsningen.

– Det er viktig å velge pumpe med et driftspunkt som ligger optimalt på kurven for energi, slik at virkningsgraden er høy. Det er viktig å unngå gravitasjon, som kan skape store problemer. Og den store, stygge ulven er hydrogensulfid – H2S, forklarte Tom A. Karlsen.

H2S kan dannes i alle pumpeledninger med oppholdstid over 4 timer, i ugunstige tilfeller ned mot 2 timer. Strategien er å hindre at gassen dannes, i kombinasjon med luktreduserende tiltak nedstrøms. Tiltak er tilsetning av nitrat, kjøring av renseplugg, spyling av ledninger/tilsetning av fremmedvann, tilsetning av oksygen/lufting av avløpsvannet i pumpesumpa og paralelle ledninger for å takle utbygging over lang tid.  

Den erfarne VA-mannen avsluttet foredraget med å fortelle at vi kan for lite om effektive tiltak mot hydrogensulfid. Her er det mye potensiale for forskning, sa han og sendte ballen over til blant annet Norsk Vann. 

Forebyggende vedlikehold

Steinar Hagelund, fra HIAS, deltok med foredrag om Drift og vedlikehold av pumpeledninger. Mannen har 35 års erfaring fra VA-bransjen. Han har blant annet vært driftsoperatør i mange år, samt vedlikeholdsleder. Nå arbeider han innen eiendomsforvaltning hos HIAS. Det interkommunale selskapet har 140 km overføringsledninger, 65 prosent av disse er sjøledninger. Hvert sekund mottar anlegget deres 250 liter urenset avløpsvann fra husholdninger og næringsliv.

– Det er superviktig å ta forutsetninger fra prosjekteringen med seg over til driftsfasen. 

Sentrale tema er selvrens, maksimalt pumpetrykk, luft som samler seg i høybrekk samt rampetid på pumpene, innledet han. 

De ledningene HIAS har best kontroll på, er sjøledningene. Overvåkning og drift av sjøledninger innebærer for HIAS kontroll på begroing av ledningene med måling. De har faste selvrensesykluser for å hindre begroing, gjennomfører pluggkjøring og lekkasjekontroll.

Trekk inn driftsfolkene

–  Det er veldig viktig å prosjektere anleggene slik at vi får kjørt plugg. Resultatet av god drifting er energieffektive pumpeanlegg, liten produksjon av H2S på nettet og økt levetid på anlegget, beskrev Steinar Hagelund. 

Å ha god kontroll på ledningene, og å måle trykket, er helt avgjørende for energieffektiviseringen og øvrig drift. HIAS gjennomfører også ROV-kontroll på ledningene hvert femte år. 

– Bygg anlegg slik at de er lette å drifte og lette å pluggkjøre, og la driftsfolka bidra i prosjektfasen. Det skaper avgjort de beste anleggene. I tillegg er det viktig med beredskapsplaner og -avtaler for sjøledninger, understreket han.  

Masteroppgave for bedre løsning

Bjørg Synnøve Nigardsøy var siste foredragsholder i første bolk av Hallingtreff 2024. Hun er ansatt som VA-ingeniør i Indre Østfold kommune. Våren 2022 ble hun uteksaminert med master ved NMBU på Vann og Miljøteknikk. Masteroppgave har tittelen "Karakterisering av partikkelfjerning i en mammutpumpe med u-bend." Hun beskrev oppgaven sin og muligheter disse pumpene representerer.

– Mange gamle ledningsanlegg er bygget på fellesprinsippet. Ved separering av disse kan det, spesielt på anlegg med lite fall, oppstå problemer med selvrens. Det er kostbart og tidkrevende å grave nye og dypere ledningstraseer. Krevende grunnforhold kan også påvirke arbeidet. Derfor ønsket jeg å se om det kan finnes løsninger som gjør at en kan redusere, eller unngå, behovet for graving, innledet hun. 

En mammutpumpe er ikke en pumpe i vanlig forstand, de er mer nivåløftere. Mammutpumper rommet et rør, har tilførsel av trykkluft og ingen bevegelige deler. Trykkluften gir bobler og oppdriften fra boblene løfter vann og partikler. 
Nigardsøy hadde en hilsen til alle som tenker at de ikke har noe forhold til mammutpumper: Prinsippet tilsvarer det som skjer med vannet i en kaffetrakter. 

For bedre effekt

I dag benyttes mammutpumper i avløpsrenseanlegg til transport av slam og kontinuerlig slamfilter, i akvakultur, til transport av korroderende og etsende væsker og i dype brønner i gruveindustrien hvor det er lite tilgjengelig plass.  

I oppgaven sin forsøkte Bjørg Synnøve Nigardsøy å gjenskape en realistisk situasjon med vann som inneholdt ulike konsentrasjoner av partikler. For å vurdere pumpens evne til å forflytte vann og transportere partikler i u-bend ble det utført uavhengige forsøk både med og uten partikler. For effekten av mammutpumpene er nedsenkningsforhold et sentralt begrep. Resultatene fra arbeidet hennes viser at et høyere nedsenkningsforhold gir høyere effekt. 

Kan med fordel benyttes

Er så mammutpumper et realistisk alternativ?

– Jeg har tro på at mammutpumpene kan utvikles til et realistisk kostnadsbesparende alternativ. Særlig attraktivt kan den være der konvensjonelle pumper kan gå tette. For å komme videre må det gjennomføres nye tester på virkelig avløpsvann, beskrev den unge VA-ingeniøren. 

Under paneldebatten fikk hun spørsmål om hvorfor disse, som virker som en fornuftig løsning, ikke allerede er mer utbredt?

– Jeg tenker at behovet ikke har vært så stort tidligere, da vi bare forholdt oss til felleslendinger. Når de nå skal separeres, er det ikke så mye som skal til, for å oppnå bedre løftehøyde. Da tenker jeg at disse pumpene har et potensiale, svarte Bjørg Synnøve Nigardsøy.

På bakgrunnen arbeidet sitt mener hun at mammutpumpene med fordel kan benyttes i NoDig-prosjekt, hvor en gjerne separerer ved bruk av utblokking, for å bidra til å oppnå bedre selvrens i ledningene med lavt fall.

– Blant fordelene med det er at du slipper å gå i dybden, da trenger vi verken kostbare spuntede grøfter eller geoteknikere, skjøt Tom A. Karlsen inn. 

Les mer fra første dag av fagtreffet her.