Loading...
HomeMy WebLinkAboutDERR-2024-007809Stakeholder Forum  Meeting #3  Utah Department of Environmental Quality  April 14, 2004 Jordan Valley Water Conservancy District  April 14, 2004  Southwest Groundwater  Remediation and Treatment Project  Reverse Osmosis By­Product Disposal  Cost Estimates ZONE A AND ZONE B SULFATE PLUMES RO By­product Disposal  Alternative A  No Action by Jordan Valley  • Jordan Valley withdraws the Joint Proposal  • Jordan Valley withdraws its $23 million  • Jordan Valley withdraws use of its water rights ($15  million value)  • Jordan Valley withdraws use of its water transmission  system  • Kennecott’s $19 million and water rights ($12 million  value)?  • Joint Proposal Value:  $131 million+  Decision by JVWCD or Kennecott RO By­product Disposal  Alternative B  Discharge to Jordan River  • Permit to discharge to Jordan River issued in  August 2003  • Public concerns expressed regarding  environmental impacts  • Jordan Valley’s Board of Trustees considered  the concerns expressed  Jordan Valley’s Board of Trustees withdrew  Jordan River discharge permit RO By­product Disposal  Alternative C  Deep Well Injection  • Deep well drilled near Zone B plant  • Well drilled at least 5,000 feet deep  • Vertical hydraulic connectivity RO By­product Disposal  Alternative D  Discharge to Great Salt Lake  • Pump by­product from West Jordan to  Great Salt Lake (GSL) in 24 mile pipeline  • Construct a new discharge pipeline (10”)  into Great Salt Lake  • Discharge into south arm of GSL east of  Saltair TECHNICAL MEMORANDUM  MEMO No: 3  SUBJECT: Cost Estimate for Disposal of Reverse Osmosis By­product  Alternative D ­ Discharge to Great Salt Lake  TO: Stakeholder Forum  COPIES: Richard Bay, JVW CD  Paula Doughty, KUCC  Douglas Bacon, UDEQ  FROM: Mark Atencio  DATE: April 13, 2004  EXECUTIVE SUMMARY  This alternative consists of pumping the Zone B and Lost Use RO by­product to the  south arm of the Great Salt Lake in a 23.7 mile long, 10­inch diameter pipeline using  three pump stations.  The net present value cost for disposal of Zone B and Lost Use  RO by­product is $9.3 million.  This includes a capital cost of $9.7 million and an  operation cost of $20,000 per year.  BACKGROUND  Mining activities in southwestern Salt lake Valley have created groundwater  contamination, with elevated sulfate concentrations.  A 1995 federal Consent Decree  negotiated by Jordan Valley Water Conservancy District (JVW CD), Kennecott Utah  Copper Corporation (KUCC) and Utah Department of Environmental Quality (UDEQ),  established a natural resource damage Trust Fund which was paid by KUCC.  The  Consent Decree established purposes for use of the Trust Fund as: · remediating the aquifer · containing the contamination plumes; and · restoring the beneficial use by producing municipal quality water through  treatment.  Dr. Dianne R. Nielson, Executive Director of UDEQ, has been appointed as Trustee of  the Trust Fund and of projects to accomplish the Consent Decree purposes. JVW CD and KUCC have submitted a Joint Proposal project to the Trustee to accomplish  the Consent Decree purposes.  The Joint Proposal involves one reverse osmosis (RO)  treatment plant and facilities to treat western Zone A deep groundwater; and one RO plant  to treat eastern Zone B deep groundwater and Lost Use shallow groundwater.  The  Trustee held a public information and public comment period during August through  November 2003.  As a result of the public comments, JVW CD withdrew its Zone B/Lost Use RO by­product  water discharge permit to the Jordan River and renewed efforts to find a better disposal  alternative.  The Trustee established a Stakeholder Forum for southwest groundwater  remediation issues in early 2004.  JVW CD has sought input from the Stakeholders Forum  as it considers various alternatives for disposal of Zone B/Lost Use RO by­product water.  Zone B/Lost Use by­product water is projected to have the following characteristics:  Flow Rate  TDS  Concentration  Selenium  Concentration  (cfs) (mg/L) (µg/L)  Zone B 1.24 8,300 25  Lost Use 0.51 8,200 47  Total 1.75  Common  Range 8,200 ­8,300 32­47  PURPOSE  The purpose of this memo is to describe the net present value cost of disposing of Zone B  and Lost Use RO by­product to the Great Salt Lake in a pipeline from the Zone B Lost  Use Treatment Plant in W est Jordan to the south arm of Great Salt Lake near Salt Air.  AUTHOR’S CREDENTIALS  I am a registered professional engineer specializing in the area of water resources.  I have  completed Bachelor and Master of Science degrees in civil engineering.  Following  graduation I have been working at Jordan Valley Water Conservancy District as a civil  engineer.  My current title is senior engineer, in which I fill project management and  supervisory roles. I have been studying and investigating various membrane and TDS  reduction treatments for eight years.   I have completed a number of well drilling and  construction projects.  I have completed three years of pilot testing using various  membrane and reverse osmosis.  I have been filling the role of a technical engineer for the District on the Southwest Groundwater Remediation and Treatment Project since  1999.  DESCRIPTION OF ALTERNATIVE  See the attached Drawing for a visual representation of the alternative.  This alternative consists of a 23.7 mile long, 10­inch diameter PVC pipeline constructed  from the Zone B Lost Use Reverse Osmosis (RO) Plant in W est Jordan to the Great Salt  Lake near Salt Air.  Discharge into the lake would be through a new outfall pipeline.  Three pump stations would be required; one the RO plant, the second at 7 to 8 miles from  the plant, and the third at 15 to 16 miles from the plant.  SCALING CONCERNS  The RO by­product contains a high concentration of salts, consisting mostly of calcium  sulfate (gypsum) and calcium carbonate (calcite IE Timpanogos Cave).  The solutions are  super­saturated and on the verge of precipitating.  This means that if the fluid were to stop  moving a scale would start to form on the interior of the pipeline.  In the RO plant an  antiscalant chemical prevents scale formation; however, the chemical does not last for  more than approximately 24 hours.  The formation of scale or precipitation of salts is the same process that occurs in the  Great Salt Lake as the tributaries to the lake bring in salts into the lake.  In this case the  salts are concentrated due to evaporation until the point that saturation is reached and the  salts form particles (precipitation) and settle to the bottom.  In order to prevent this type of  scaling from occurring in the pipeline the RO by­product needs to be kept in continuous  operation or drained.  PIPELINE MATERIAL  Polyvinyl chloride (PVC) was selected as material of choice after considering ductile iron,  steel, high density polypropylene (HDPE), and PVC.  This took into account the actual  internal diameter of the various types of pipeline, the working pressure of the pipelines,  the hydraulic characteristics of the pipeline materials (friction factor) and the construction  cost.  Each pipeline material option was evaluated in a large spreadsheet. A copy of this  spreadsheet is attached to this memo. The limitations of the pipeline material options  considered affected the number and cost of pump stations required, the pressure loss  required to be overcome by a pump, pipeline construction cost, and pump station  operating cost.  PIPELINE DIAMETER Six­inch, 8­inch, 10­inch, and 12­inch diameter pipelines were evaluated in the  spreadsheet identified above.  The size of the pipeline options evaluated affected the  pressure loss (smaller pipe = higher pressure loss), the detention time in the pipeline  (larger pipe = longer time in transit), pipeline construction cost, and pump station  operating cost.  PIPELINE ALIGNMENT  Multiple alignments were considered for this alternative.  First, an alignment extending  westward, then northward was considered.  Second a northern then westward alignment  was evaluated.  The two alignments were of comparable length.  Due to the topography  the first alignment required additional pumping to move the fluid uphill, then downhill  towards Great Salt Lake.  Both alignments utilized property owned by Kennecott Utah  Copper Corporation (KUCC) along the east and north sides of its tailings impoundment in  the northwest section of Salt Lake County.  SELECTION OF PREFERRED PIPELINE OPTION  Selection of the preferred pipeline option took into account the concerns with scaling and  the effects of pipeline material, diameter, and alignment on the capital and operating cost.  The alignment selected for this alternative utilizes public right­of­way and private property,  most of which is owned by KUCC.  The alignment generally follows an elevation contour  line to the north along 1300 West and then to the west along 1300 South to the KUCC  tailings impoundment.  The alignment then extends to the north and west until reaching  Great Salt Lake.  This alignment allows for utilizing existing right–of­way corridors.  This  alignment stays at almost the same elevation along its length.  The alignment also avoids  increasing in elevation, thereby avoiding additional pumping cost and making it easier to  drain the pipeline with a backup pump in the event of a power failure.  Selection of the a 10­inch diameter PVC pipeline with three pump stations allows for the  concerns expressed in this memo to be met will obtaining the lowest capital and net  present value cost.  REQUIRED FACILITIES · 23.7 mile long, 10­inch diameter PVC pipeline · 3 pump stations · Outfall pipeline  LEGALITY  The legality of this alternative was considered. A review of existing information indicated  that a permit for discharge of RO by­product to GSL could be issued which would be  protective of Great Salt Lake.  The water quality of the RO by­product was compared against standards for the Jordan  River.  All of the water quality parameters of the by­product were below the Jordan River  standards, with the exception of total dissolved solids (TDS) and selenium.  Comparing  the TDS of the by­product (8,300) to Great Salt Lake (100,000 plus) it was apparent that  TDS in the by­product would not be a concern. In order to understand if the selenium  concentration in the by­product would be a concern I researched the files of the Utah  State Division of Water Quality. Although selenium is an essential trace element, it has  the potential to cause harm to humans or wildlife at very high concentrations. There is an  existing permit for a discharge from KUCC to Great Salt Lake with a 54 µg/L (ppb)  selenium limitation.  The files of the Division contained substantial documentation of the  methods used to derive this limitation.   The limit required by the Division was based on  limiting selenium absorption by algae in Great Salt Lake, which algae are consumed by  brine shrimp, which shrimp are then consumed by waterfowl.  By limiting selenium  accumulation in Great Salt Lake algae the Division of W ater Quality is able to prevent  reproductive failure in waterfowl that consume Great Salt Lake brine shrimp.  The files also contained concerns expressed by others regarding the permit limitations  and responses to these concerns. The issue of selenium has been well researched and a  permit limit was already established.  The conclusion of my research was that a selenium  permit limit for discharge into Great Salt Lake on a firm basis was already established.  Comparing the RO by­product selenium concentration of 32­47 µg/L against an existing  permit limitation of 54 µg/L indicates that Zone B and Lost Use RO by­product will meet a  limit for discharge to Great Salt Lake.  ASSUMPTIONS · Pump Efficiency:  85% · Motor Efficiency: 90% · Pump Station Capital Cost:  $500,000 each · NPV interest rate: 4% · 25 feet wide easement cost:  $14.35/ foot ($50,000/acre) · Pipeline in roadways installation cost: $47.40/ft · Pipeline in open areas installation cost: $23.45 · Pipeline costs from two contractors and MWH Engineers · RO plant operates 330 days per year · Power Cost $0.055/kW hr  COST ESTIMATE  The cost estimate for this alternative took into account the size of the pipeline, number  of pump stations, pumping costs, length of pipeline, length of pipeline in roadways,  length of pipeline in open areas, easement acquisition costs, dewatering costs, and  engineering costs. The net present value cost for disposal of Zone B and Lost Use RO  by­product is $9.3 million.  This includes a capital cost of $9.7 million and an operation  cost of $20,000 per year.  See the attached spreadsheet for details and calculations of the cost estimate. Alt. No.  Disposal  Alternativ  e  Project  Yield  Pipeline  Material  Pipeline  Ac tual  Ins ide  Diameter  Zone A  Yield  Zone B  Yield  Zone B  Produc tio  n Rate  Lost Use  Yield  Lost Us e  Produc tio  n Rate  Future  Shallow  W ells  Yield  Future  Shallow  W ells  Produc tio  n Rate  (AF/yr) (Inches) (AF/yr) (AF/yr) (cfs) (AF/yr) (cfs) (AF/yr) (c fs)  D  Discharge  to Great  Salt Lak e  9300 PVC C­  909 10.27 3500 3500 5.35 2300 3.51 0 0  By­  product  Flow Rate  Number of  Pipelines  Press ure  Rating  Pipeline  Hazen  Williams  C­fac tor  Pipeline  in  Roadway  s Length  Roadway  Pipeline  Unit Cost  Pipeline  In Open  Field  Length  Open  Pipeline  Unit Cost  Total  Pipeline  Length  Total  Pipeline  Length  Dewaterin  g Length  Dewaterin  g Unit  Cos t  (cfs) (#) (ps i) (ft) ($/ft) (ft) ($/ft) (ft) (miles ) (ft) ($/ft)  1.74 1 200 120 90,290 47.40 34,850 23.45 125,140 23.70 42,770 2.00  Pipeline  Boring &  Additional  Costs  Eas ement  Length  Required  Eas ement  Cos t  Total  Pipeline  Cos t Veloc ity  Detention  Time OK?  Max Head  Los s  between  Pump  Stations  Max  Distance  between  Pump  Stations  Max  Distance  between  Pump  Stations  Calculate  d Number  of Pump  Stations  Actual  Number of  Pump  Stations  Total  Pump  Station  Cos t  ($) (ft) ($) ($mill) (ft/sec) (hrs ) (ft) (ft) (miles ) (ft) (ft) ($mill)  0 1,850 26,548 5.209 3.03 11.5 416 103,407 19.6 1.2 2 1.000  Total  Cons t  Cost Eng Cos t  20%  Contingen  c y  Tota l  Ca pita l  Cost  Discharge  Hydraulic  Gradeline  Static  Pump Lift  Head  Loss  Total  Pump Lift  Pump  Size  Annua l  Pumping  Cost  NPV of  Pumping  Costs  T otal  NPV  Cost  ($mill) ($mill) ($mill) ($mill) (ft) (ft) (ft) (ft) (HP) ($) ($mill) ($mill)  6.209 0.931 2.142 9.283 4,215 ­267 503 236 61 19,986 0.396 9.678  Discharge to GSL  SOUTHWEST GROUNDWATER  Alternative D  REVERSE OSMOSIS BY­PRODUCT DISPOSAL OPTIONS RO By­product Disposal  Alternative D  Discharge to Great Salt Lake  • Capital Cost $9.3 million  • Operating Cost $20,000 per year  • Net Present Value $9.7 million RO By­product Disposal  Alternative E  Discharge to KUCC GSL Outfall  • Pump by­product from West Jordan to  GSL in a 27 mile pipeline (10”)  • Discharge by­product into existing KUCC  GSL outfall RO By­product Disposal  Alternative E  Discharge to KUCC GSL Outfall  • Capital Cost $9.9 million  • Operating Cost $25,000 per year  • Net Present Value $10.4 million RO By­product Disposal  Alternative F  Discharge to KUCC Tailings Impoundment  • Pump by­product from West Jordan to  Magna in a 20 mile pipeline (10”)  • Pump by­product up 400 feet into KUCC  Tailings Impoundment  • Nutrient (phosphorus) levels in Lost Use  by­product will enhance algal blooms in  Tailings Impoundment  Zone B Only RO By­product Disposal  Alternative F  Discharge to KUCC Tailings Impoundment  • Capital Cost $ 7.7 million  • Operating Cost $ 25,000 per year  • Net Present Value $ 8.2 million RO By­product Disposal  Alternative G  Evaporation  • 2,450 acre feet per year divided by 3 feet  of evaporation  per year equals 820 acres  of evaporation pond surface area  • Addition of 20% for dikes and  maintenance roads equals 980 acres  Alternati ve Eliminated RO By­product Disposal  Alternative H  Distillation  • Heat by­product to boiling – capture steam  • Dispose of solid salts  –Municipal landfill (Acceptable)  –KUCC tailings impoundment (Prohibits  reclamation)  –re­use of salts (Selenium removal required) RO By­product Disposal  Alternative H  Distillation  • Capital Cost $22.1 million  • Operating Cost $3,200,000  per year  • Net Present Value $93.9 million RO By­product Disposal  Alternative I  Zone B to KUCC Tailings Pipeline  • Pump by­product 9 miles west along 7800  South to KUCC tailings pipeline (8”)  • Discharge by­product into tailings pipeline  • 520 psi (1200 feet) pump lift required  Zone B Only RO By­product Disposal  Alternative I  Zone B to KUCC Tailings Pipeline  • Capital Cost $ 5.6 million  • Operating Cost $ 72,000 per year  • Net Present Value $ 7.0 million RO By­product Disposal  Alternative F.1  Zone B to KUCC Tailings Impoundment  Lost Use to Great Salt Lake  • Pump Zone B by­product Tailings  Impoundment to Magna in a 20 mile  pipeline (8”)  • Pump by­product up 400 feet into KUCC  Tailings Impoundment  • Pump Lost Use by­product to GSL in a 24  mile pipeline (6”) RO By­product Disposal  Alternative F.1  Zone B to KUCC Tailings Impoundment  Lost Use to Great Salt Lake  • Capital Cost $ 15.0 million  • Operating Cost $ 33,000 per year  • Net Present Value $ 15.6 million RO By­product Disposal  Alternative F.2  Zone B to KUCC Tailings Impoundment  Lost Use to KUCC GSL Outfall  • Pump Zone B by­product Tailings  Impoundment to Magna in a 20 mile  pipeline (8”)  • Pump by­product up 400 feet into KUCC  Tailings Impoundment  • Pump Lost Use by­product to KUCC GSL  Outfall in a 27 mile pipeline (6”) RO By­product Disposal  Alternative F.2  Zone B to KUCC Tailings Impoundment  Lost Use to KUCC GSL Outfall  • Capital Cost $ 15.4 million  • Operating Cost $ 34,000 per year  • Net Present Value $ 16.1 million RO By­product Disposal  Alternative F.3  Zone B to KUCC Tailings Impoundment  Lost Use Distillation  • Pump Zone B by­product from West  Jordan to Magna in a 20 mile pipeline (8”)  • Pump by­product up 400 feet into KUCC  Tailings Impoundment  • Distillation of Lost Use by­product RO By­product Disposal  Alternative F.3  Zone B to KUCC Tailings Impoundment  Lost Use Distillation  • Capital Cost $ 18.1 million  • Operating Cost $ 1,125,000  per year  • Net Present Value $ 40.4 million RO By­product Disposal  Alternative I.1  Zone B to KUCC Tailings Pipeline  Lost Use to GSL  • Pump Zone B by­product 9 miles west  along 7800 South to KUCC tailings  pipeline (8”)  • Discharge by­product into tailings pipeline  • 520 psi (1200 feet) pump lift required  • Pump Lost Use by­product 24 miles to  GSL (6”) RO By­product Disposal  Alternative I.1  Zone B to KUCC Tailings Pipeline  Lost Use to GSL  • Capital Cost $ 11.6 million  • Operating Cost $ 79,000 per year  • Net Present Value $ 13.1 million RO By­product Disposal  Alternative I.2  Zone B to KUCC Tailings Pipeline  Lost Use to KUCC GSL Outfall  • Pump by­product 9 miles west along 7800  South to KUCC tailings pipeline (8”)  • Discharge by­product into tailings pipeline  • 520 psi (1200 feet) pump lift required  • Pump Lost Use 27 miles to KUCC GSL  Outfall (6”) RO By­product Disposal  Alternative  I.2  Zone B to KUCC Tailings Pipeline  Lost Use to KUCC GSL Outfall  • Capital Cost $ 12.0 million  • Operating Cost $ 81,000 per year  • Net Present Value $ 13.6 million RO By­product Disposal  Alternative  I.3  Zone B to KUCC Tailings Pipeline  Lost Use Distillation  • Pump Zone B by­product 9 miles west  along 7800 South to KUCC tailings  pipeline (8”)  • Discharge by­product into tailings pipeline  • 520 psi (1200 feet) pump lift required  • Distillation of Lost Use by­product RO By­product Disposal  Alternative  I.3  Zone B to KUCC Tailings Pipeline  Lost Use Distillation  • Capital Cost $ 14.5 million  • Operating Cost $ 1,172,000  per year  • Net Present Value $ 37.7 million Cost Summary  $195 $928 $209 $207 $201 $157  Unit Cost  ($/acre feet)  ($.8) $15.7 $1.3 $3.5 $2.9 $0  Additional  Capital Cost  ($million) (a)  $7.0 $93.9 $8.2 $10.4 $9.7 $4.6  NPV Cost  ($million)  $72,000 $3,200,000 $25,000 $25,000 $20,000 $0  Operating Cost  ($/year)  $5.6 $22.1 $7.7 $9.9 $9.3 $4.6  Capital Cost  ($million)  Zone B to  Tailings  Pipeline  (I)  ZONE B  ONLY  Distillation  (H)  Zone B to  Tailings  Impoundment  (F)  ZONE B  ONLY  To KUCC  GSL Outfall  (E)  To  GSL  (D)  To  Jordan  River  (B)  ALTERNATIVE  (a) Additional capital cost is relative to $6.4 million Cost Summary  $443 $235 $231 $466 $256 $252  Unit Cost  ($/acre feet)  $31.3 $5.6 $5.2 $35.3 $9.0 $8.6  Additional  Capital Cost  ($million)  $37.7 $13.6 $13.1 $40.4 $16.1 $15.6  NPV Cost  ($million)  $1,172,000 $ 81,000 $79,000 $1,125,000 $34,000 $33,000  Operating Cost  ($/year)  $14.5 $12.0 $11.6 $18.1 $15.4 $15.0  Capital Cost  ($million)  Zone B to  Tailings  Pipeline  Lost Use  Distillation  (I.3)  Zone B to  Tailings  Pipeline  Lost Use to  KUCC GSL  Outfall  (I.2)  Zone B to Tailings  Pipeline  Lost Use to GSL  (I.1)  Zone B to  Tailings  Impoundment  Lost Use  Distillation  (F.3)  Zone B to  Tailings  Impoundment  Lost Use to  KUCC GSL  Outfall  (F.2)  Zone B to  Tailings  Impoundment  Lost Use to  GSL  (F.1)  ALTERNATIVE  (a) Additional capital cost is relative to $6.4 million Jordan Valley Water Conservancy District  “Unbundled” Water Rate  • Water Supply  • Water Treatment  • Transmission  • Distribution  • Storage  • Capital  • Conservation  • Other  Current average wholesale rate:  $315/AF Jordan Valley Water Conservancy District  Joint Proposal Funding  Capital ­ $7.9 million  O, M & R ­ $15.4 million  Total ­ $23.3 million Jordan Valley Water Conservancy District  Important Factors for Additional Funding  1. Reasonable unit cost (not adversely  impact water rates)  2. Additional capital not adversely impact  Jordan Valley Water Conservancy  District 10­year financial plan  3. Additional capital not displace Zone A  water rate discount Conclusions  • Not exceed $210/AF  • Additional capital not exceed $3 million