Vannkvalitet knyttet til grunnvannsbaserte grunnvarmeanlegg i Melhus og Elverum

Abstract

Gjennom forskningsprosjektet ORMEL (Optimal ressursutnyttelse av grunnvann til oppvarming og kjøling i Melhus og Elverum) skal bruken av grunnvann som varmekilde i Melhus og Elverum optimaliseres. Dårlig vannkvalitet kan i verste fall føre til at driften av anlegget må avsluttes. Hensikten med denne oppgaven er derfor å kartlegge vannkjemien i Melhus og Elverum, evaluere hvilke problemer som kan oppstå i slike anlegg i disse områdene og undersøke hvordan problemene kan håndteres for å optimalisere driften. I Melhus har grunnvannsbaserte grunnvarmeanlegg vært i bruk siden 1999. Ved flere tilfeller har jernutfellinger skapt problemer for driften. I oppgaven ble vannkvaliteten undersøkt gjennom prøvetaking og analyse av ni brønner. Resultatene viste jern og manganverdier som kan føre til utfellingsproblemer som igjentetting av brønnfilter, rørsystem, varmeveksler eller returbrønn. Innholdet av suspendert stoff kan forårsake problemer ved reinjisering av vannet i de fleste brønnene i Melhus. Vannet hadde flere steder et høyt innhold av salt, noe som kan føre til korrosjon over tid. I Elverum kommune ble det nylig boret flere løsmassebrønner som er tiltenkt grunnvannsbaserte grunnvarmeanlegg. To av disse brønnene ble prøvetatt i forbindelse med oppgaven. Den ene ved Lillemoen skole i Heradsbygd, og den andre ved Ydalirfeltet som skal bli en ny bydel i Elverum. Bortsett fra lav pH og alkalitet så grunnvannet ved Lillemoen skole ut til å være egnet til et grunnvannsbasert grunnvarmesystem. Vannet hadde et relativt lavt innhold av jern, mangan og korrosjonsfremmende ioner. Ved Ydalirfeltet er risikoen for jern og manganutfellinger større. Lukten av råtne egg tyder på et reduserende og korrosivt miljø. Tilstopping av jern og mangan kan hindres ved å unngå all kontakt med luft. Kraner, ventiler og koblinger må være helt tette, og vannet må reinjiseres under grunnvannsspeilet i returbrønnen. Pumpa i produksjonsbrønnen må ikke plasseres under øvre filterkant for å unngå at vannstanden senkes ned i brønnfilteret. Jevnlig prøvetaking kan avdekke endringer i vannkjemien som tyder på utfelling. Økt trykktap over varmeveksleren, samt økt pumpeenergi og driftskostnader kan være et tegn på utfelling i varmeveksleren. Et filter kan fjerne det suspenderte stoffet og unngå at returbrønnene tettes. Hvis returbrønnen tettes av partikler kan pumping fra returbrønnen være løsningen. Brønnmaterialet bør velges med hensyn til korrosjon