Trykkavløpssystem i urbane områder

Abstract

I 2010 kom RIF (Rådgivende Ingeniørers Forening) ut med ”State of the Nation”, en rapport som omhandler rikets tilstand på norsk infrastruktur. I rapporten er avløpsanlegg vurdert som at de er i en så dårlig forfatning at funksjonaliteten er truet (RIF, 2010). Samtidig vet vi at fremmedvannsmengdene i avløpsnettet i Norge er blant de høyeste i Europa. Dette blir bekreftet gjennom en rapport i tidsskriftet VANN 01-2012 hvor det ble funnet en gjennomsnittlig middelverdi for fremmedvann på 68 % ved 15 store norske renseanlegg (Lindholm et al., 2012a). ”State of the Nation” og den store fremmedvannsmengden må regnes som en indikator på at dagens transportsystemer for avløpsvann ikke fungerer slik de er tiltenkt å gjøre. VA-bransjen betraktes som konservativ med lite innslag av nyskapning og gamle løsninger er fortsatt dominerende ved sanering og installasjon av nye avløpsanlegg. I denne masteroppgaven er det forsøkt å tenke nytt i en mer kreativ retning, og i den sammenhengen er det sett på om trykkavløpssystem med kvernpumper kan være en alternativ løsning for transport av spillvann i urbane områder. Trykkavløpssystemet er sammenlignet med et konvensjonelt gravitasjonssystem gjennom nåverdiberegninger av energikostnader og kostnader knyttet til installasjon av anleggene i en urban avløpssone med flatt terreng i Lillestrøm. Anleggene er prosjektert og dimensjonert i avløpssonen for å løse oppgaven med å frakte alt spillvannet fra sonen til en interkommunal hovedledning som fører spillvannet videre til renseanlegget. Anleggene er dimensjonert for fremtidig situasjon og avløpsmengdene er beregnet ut fra spesifikk vannmengde (Qs) og folketallsutvikling i avløpssonen (PE 2050). Qs er i oppgaven satt til 130 l/PE*d og PE 2050 for avløpssonen er i oppgaven beregnet til 6021. Trykkavløp med kvernpumper er en velprøvd avløpsløsning i privat regi i forbindelse med hytteområder, men er ikke benyttet i Norge til VA løsninger i urbane strøk. Et trykkavløpssystem består av pumpestasjoner med kvernpumper som pumper spillvannet inn på et felles trykksatt ledningssystem som fører spillvannet til et trykkutløsende punkt. I denne oppgaven ble det valgt en løsning med 1-2 pumpestasjoner per kvartal i avløpssonen. Løsningen resulterte i totalt 77 pumpestasjoner fordelt på 5 forskjellige trykkavløpssystem, ca. 7000 meter grøfter (alle grøftene med en dybde < 2 meter) og en energikostnad på ca. 36 000 kr/år. Totale kostnader knyttet til trykkavløpssystemet i avløpssonen over en periode på 40 år omgjort til netto nåverdi (NNV40) er beregnet til 60,7 millioner norske kroner. 80 % av de totale kostnadene stammer fra ledningsanlegget, mens bare 1 % er energikostnader. Resten av kostnadene er knyttet til pumpestasjonene. Det konvensjonelle selvfallssystemet ble prosjektert som et spillvannssystem med utgangspunkt i det eksisterende fellesavløpssystemet i avløpssonen. En løsning med 3 overføringsledninger ble valgt. Ledningene er lagt med tilstrekkelig fall slik at det oppnås selvrensing. Totalt består den konvensjonelle løsningen av ca 11 000 meter med grøfter hvor 6200 meter av grøftene er fra 2 til 3 meter dype, 2000 meter av grøftene er fra 3-4 meter III dype og 2800 meter av grøftene er over 4 meter dype. Totale kostnader for det konvensjonelle anlegget i avløpssonen er beregnet til å være på 205,4 millioner kroner i NNV40. Ca. 50 % av kostnadene er knyttet til grøfter med en dybde over 4 meter, mens grøfter med dybde 2-3 meter og dybde 3-4 meter utgjør ca. ¼ av kostnadene hver. Grøftedybdene er avgjørende for at trykkavløpssystemet kommer gunstig ut økonomisk i denne oppgaven. Ved å inkludere overvann- og vannledninger i regnestykket, vil den kostnadsmessige fordelen ved trykkavløpssystem reduseres med ca. 50 millioner. Implementering av et trykkavløpssystem vil allikevel kunne gi en samfunnsmessig besparelse på ca. 40 % sammenlignet med et gravitasjonssystem i avløpssonen i Lillestrøm. Trykkavløpssystem med kvernpumper burde ut fra et økonomisk aspekt vurderes som et alternativ ved sanering av gamle anlegg eller ved bygging av nye anlegg i urbane områder med flatt terreng.