Erfarenheter från vakuumavloppssystem är i huvudsak positiva. Enkel anläggning till måttlig kostnad kan göra systemet intressant för utvecklingsländer fastslås i en inventerande tysk studie som avses bli följd av försöksområden i Thailand.
Av: Jörgen Hanaeus
Trots närmare hundra års historia bedöms vakuumsystem för avlopp vara en underexploaterad teknik. I projektet ”Urban Nexus” ges råd och synpunkter till snabbväxande asiatiska städer, t ex från Fraunhofer, Tyskland, där ett vakuumavloppssystem drivits i mer än tio år som utvecklingsprojekt.
I genomgånged litteratur och i intervjustudier med systemägare och operatörer framkommer att problem med vakuumventilerna i systemen har gett tekniken ett oförtjänt dåligt rykte i förhållande till dess fördelar och att ökade krav på vattenbesparing, näringsåterföring och biogasproduktion gynnar vakuumsystemet. Framför allt där inget etablerat system finns, såsom i delar av snabbväxande städer i utvecklingsländer är vakuumavloppssystemet ett intressant alternativ.
Bakgrund
Sedan moderna avloppssystem utvecklades för ca 150 år sedan har självfallsledningar varit den dominerande tekniken för transport. Mycket vatten åtgår för transporten och kravet på lutning ger omfattande grävarbete. Höga grundvattenytor ger problem vid anläggning och in- och utläckage är återkommande ledningsproblem.
Vakuumledningar använder luft som transportmedium för avloppsvattnet. De drivs av tryckskillnaden mellan insamlingsbrunn och undertrycket i ledningen som skapas av vakuumstationen. Det medger transport av högkoncentrerat avloppsvatten. Nätet karakteriseras av grunda ledningsgravar, små rördiametrar och frihet från utläckage. Inga nedstigningsbrunnar behövs och underhåll och reparationer kan ske från markytan.
Inom projektet ”Integrated Resource Management in Asian Cities: the Urban Nexus” som drivs av GIZ (Deutsche Gesellschaft fȕr Internationale Zusammenarbeit) och vars etapp 2 startade 2016, förbereds ett demonstrationsprojekt i Da Nang, Vietnam, som ska serva 550 personer. Planer finns också på att utvidga till andra delar av Son Tra Peninsula med ca 200 000 invånare.
Som utgångspunkt för dessa projekt har en studie genomförts för att samla erfarenheter från vakuumavloppstekniken.
Material och metod
Studien omfattar tio års drifterfarenheter från ett demonstrationsprojekt i tyska Knittlingen där ett vakuumsystem installerades i ett nybyggt bostadsområde. Vidare besöktes flera vakuumsystem i södra Tyskland. Vetenskaplig och teknisk litteratur på området genomgicks och intervjuer genomfördes med forskare, driftspersonal, planerare, konsulter och fabrikanter.
Vidare undersöktes de hinder som finns för att sprida vakuumsystemen – tekniken är ändå kommersiell sedan 50 år – och hur de kan överkommas.
En enkät till operatörer av 60 vakuumsystem i Tyskland genomfördes, omfattande strukturella synpunkter, kostnader, driftsdata och driftspersonalens erfarenheter.
Resultat
Intervjuerna utgick från tyska aktörers huvudsakligen tyska erfarenheter. På en skala från 0 (mycket dåligt) till 10 (mycket bra) blev medelvärdet 7,9. När de tillfrågade bedömde hur andra skulle ranka vakuumavloppstekniken blev svaret 5,4. En vanlig kommentar var att systemet var mer komplext än det traditionella.
Komplexitet och problem kopplades till insamlingsbrunnarna (collection chambers); närmare bestämt till vakuumventilerna. 63 % av systemen hade minst ett ventilproblem per månad. Reparationstiden var dock mindre än två timmar i 86 % av fallen, vilket var klart snabbare än för självfall och tryckavloppssystemen. Hastigheten kommer av: snabb felidentifiering, snabb åtkomst och snabb ventilreparation. Reparationskostnaden kan dock vara högre än för självfallssystem pga antalet.
De intervjuade experterna menade att snabbt identifierbara fel och god distansövervakning var förtjänster hos vakuumsystemet. I självfallssystem kan läckage pågå länge utan att upptäckas.
I platt terräng har vakuumsystemet förtjänster, då självfallssystemet kräver pumpstationer, i synnerhet vid hög grundvattenyta. Områden som är utsatta för översvämningar kan få överbelastning av självfallssystemet, medan ett vakuumsystem klarar sig bättre.
Kostnadsfördelningen, baserad på 22 vakuumsystem, var: personal 47 %, material 22 % och elektricitet 31 %. För komponenterna var driftskostnaderna fördelade: vakuumstationer 16 % (reguljär) + 5 % (utryckning), insamlingsbrunnar 9 % + 12 %, ledningar m vakuum 2 % + 3 %.
Arbetstiden fördelade sig på: insamlingsbrunnar 19 % (reg.) + 22 % (u), vakuumstationer 37 % + 11 %, och ledningar 6 % + 5 %.
Återställning av skadad samlingsbrunn tog 0,7 h/0,44 h (medel/median).
Den mer koncentrerade produkten efter transport bedömdes fördelaktig vid t ex rötgasproduktion.
De hinder för införande av vakuumsystem i Tyskland utgörs främst av det faktum att traditionella system vanligen finns på plats och kan hålla länge än. Skadade vakuumventiler har vidare givit systemet ett sämre rykte än vad en objektiv betraktelse motiverar.
Systemet i Knittlingen har ca 100 anslutna hus med ca 300 personer. Gångtiden för vakuumpumparna var styrande för el-åtgången. Vanligt var 1-3 gångtimmar/d med elförbrukningen 20-30 kWh/d (10 års statistik) eller 23-34 kWh/person och år. Riksrapporteringen indikerade dock högre elförbrukning, närmare 60 kWh/person och år.
Några vakuumsystem uppges ha implementerats i Afrika; Outabi, Namibia och byar i Botswana.
Slutsatser
Vakuumavloppssystemen fungerar väl och kan sägas vara bättre än sitt rykte, som främst härstammar från funktionsbortfall av vakuumventiler, och finns kvar trots snabb detektering och reparation.
Systemen har störst förtjänst där (snar) nyanläggning är för handen och gynnas gentemot traditionellt självfallssystem vid plan mark. Intressant för utvecklingsländer, där dock reservdelsproblematiken ska beaktas.
En omfattande utbildningsinsats är att rekommendera för systemanvändare på alla nivåer.
Källa: Mohr, Marius1), Beckett, Marc1), Schliessmann, Ursula1) , Erlbeck, Ruth2) & Trosse, Ralph2) (2018): Vacuum sewerage systems – a solution for fast growing cities in developing countries. Water Practice & Technology, Vol 13, No 1, pp 157-163.
Hela artikeln i Water Practice & Technology finns att köpa här.
Författarna från:
- Department of Environmental Technology and Bioprocess Engineering, Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology IGB, Nobelstrasse 12, AA2ED47E-AC94-43A9-9CA2-CE1B7F279B7F Stuttgart, Germany.
- Deutsche Gesellschaft fȕr Internationale Zusammenarbeit (GIZ), Rajadammnern Nok Avenue UN ESCAP Building Environment and Development Division (EDD). Integrated Resource Management in Asian cities: the Urban Nexus, Bangkok
Kontakt: marius.mohr@fraunhofer.de
