Effektivisering av sedimenteringsprosessen for tunnelvaskevann med polymerbasert felling

Abstract

Tunnelvedlikehold, spesielt rengjøring, frigjør betydelige mengder forurensinger som kan være skadelige for både dyreliv og miljøet. Dette tunnelvaskevannet, som inneholder alt fra partikler fra kjøretøy og tunnelinfrastruktur til kjemiske rester, må behandles før utslipp for å møte EUs og Norges økende krav om reduksjon av mikroplast og andre mikroforurensninger.

Tradisjonelt har man i Norge benyttet seg av sedimenteringsprosesser for å behandle tunnelvaskevann. Imidlertid er dette arealkrevende og fjerner ikke finere partikler effektivt, og det er derfor utviklet en renseløsning av Basal i samarbeid med Skild og Leca. Denne løsningen inkluderer kjemisk felling ved bruk av polymer, etterfulgt av både grov- og finfiltrering for å fjerne finere partikler. Problemstillingen i denne oppgaven er å undersøke om en fellingsbasert renseløsning for tunnelvaskevann kan effektivisere renseprosessen og forbedre sedimenteringsbetingelsene i fordrøyningsmagasiner sammenlignet med dagens metoder. I laboratorieforsøk med jartest ble det utført målinger av turbiditet, SS og tungmetaller for å evaluere effekten av polymerer, mens CFD-simuleringer ble brukt til å evaluere ulike design av sedimentasjonstanken.

Laboratorieforsøkene indikerer at uten fellingskjemikalie kan man fjerne en stor andel tungmetaller og SS gjennom ren sedimentering. Likevel viser tilsetning av fellingskjemikalier en enda større reduksjon av forurensinger.

Basert på laboratorieforsøk og CFD-simuleringer konkluderes det at en sedimentasjonstank med en terskel i midten av tanken, og bruk av fellingskjemikalie potensielt kan forbedre renseeffekten og sedimenteringsprosessen i tunnelvaskebehandling.

Tunnel maintenance, especially cleaning, releases significant amounts of pollutants that can be harmful to both wildlife and the environment. This tunnel wash water, containing everything from vehicle particles and tunnel infrastructure to chemical residues, must be treated before discharge to meet the increasing demands of the EU and Norway for the reduction of microplastics and other micro-pollutants.

Traditionally, Norway has used sedimentation processes to treat tunnel wash water. However, this method is space-consuming and does not effectively remove finer particles. Therefore, a new solution has been developed by Basal in collaboration with Skild and Leca. This solution includes chemical precipitation using polymer, followed by both coarse and fine filtration to remove dissolved particles. The master’s thesis focuses are to investigate whether precipitation-based purification for tunnel wash water can improve the efficiency of the cleaning process and sedimentation conditions in detention reservoirs compared to current methods. Laboratory experiments with jar tests were conducted measuring turbidity, SS, and heavy metals to evaluate the effect of polymers, while CFD simulations were used to evaluate different designs of sedimentation tanks.

The laboratory experiments indicate that without precipitation chemicals, a large proportion of heavy metals and SS can be removed through pure sedimentation. However, the addition of precipitation chemicals leads to an even greater reduction in pollutants.

Based on laboratory experiments and CFD simulations, it is concluded that a sedimentations tank with a threshold in the middle of the tank, and the use of precipitation chemicals, could potentially improve the purification effect and the sedimentation process in tunnel wash treatment.