Cooling Water Intake Structures at Exis5ng Facili5es 316(b) - - PowerPoint PPT Presentation

Cooling ¡Water ¡Intake ¡Structures ¡at ¡ Exis5ng ¡Facili5es ¡– ¡316(b) ¡Phase ¡II ¡ ¡

October ¡3, ¡2013 ¡

Environmental Federation of Oklahoma 2013 Annual Meeting and Tradeshow Sheraton – Oklahoma City Hotel

• J. Fred Heitman

Senior Aquatic Ecologist ENERCON Services Oklahoma City, OK

CWA Section 316 (a) – deals with thermal discharges from power plants. CWA Section 316 (b) deals with cooling water intake structures.

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v EPA first promulgated regulations to implement CWA section 316(b) in 1976. The U.S. Court of Appeals for the Fourth Circuit remanded these regulations to EPA which withdrew them, leaving in place a provision not remanded that directed permitting authorities to determine BTA for each facility

• n a case-by-case basis.

v In 1995, EPA entered into a consent decree establishing a schedule for taking final action

• n regulations to implement section 316(b).

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v In 2001, EPA published a Phase I rule governing new facilities. v In 2004, EPA published the Phase II rule applicable to existing power plants with a design intake flow greater than or equal to 50 MGD. v The EPA currently proposed NPDES regulations — 40 CFR 122.21(r) and 125.84, 125.86, 125.87, and 125.90-99 — are under Clean Water Act §316(b).

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v Originally proposed in 2004 the regulations since have been embroiled in litigation. v In 2011 EPA released proposed regulations governing cooling water intake structures (CWIS) for existing power plants and manufacturing facilities under the Clean Water Act (CWA). v These proposed regulations were challenged in court – again.

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v Shortly before publication in July 2012 the final regulations were delayed until June 27, 2013. v In June 2013 the regulations, again, were delayed, this time until November 4, 2013. v There are strong indications that the regulations will be published this time.

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v The proposed rule impacts an estimated 1,200 facilities nation-wide, or over half the water withdrawals in the nation. v These regulations deal with cooling water intake structures and the ecological impacts associated with the use of large quantities of pass through cooling water used in at power plants and large manufacturing facilities.

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v EPA estimates that 388 electrical generating facilities will be impacted by these regulations. v ~ half draw water from rivers. v 117 draw water from lakes and reservoirs. v 83 draw water from estuaries or tidal rivers.

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EPA estimates of existing manufacturers by industry impacted by the proposed 316(b) regulations. Number of Facilities Sector Sector total Estimated impact Aluminum 333 26 Chemicals 4433 179 Food 28,938 37 Paper 597 225 Petroleum 352 39 Steel 1525 68 Total 36,178 575

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v Specifically the regulations address impingement mortality (IM) and entrainment mortality (EM) of aquatic organisms from cooling water intake structures at existing facilities and new units at existing facilities located in waters of the U.S. with design intake flows >2 MGD. v Three kinds of facilities that will be impacted.

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v First, existing facilities that withdraw at least 25 percent of their water from an adjacent waterbody exclusively for cooling purposes and have a design intake flow of greater than 2 MGD would be subject to impingement limits v The facility will determine which technology would be best suited to meet the limit. Alternately, the facility could reduce their intake velocity to 0.5 feet per second.

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v Second, existing facilities that withdraw very large amounts of water--at least 125 MGD-- would be required to conduct studies to help their permitting authority determine whether and what site-specific controls, if any, would be required to reduce the number of aquatic

• rganisms entrained in the cooling water

systems. v This decision process may include public input.

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v Third, new electrical generation units would be required to add technology that is equivalent to closed-cycle cooling. This can be done by incorporating a closed-cycle system into the design of the new unit, or by making other design changes equivalent to the reductions associated with closed-cycle cooling. v EPA has determined that closed-cycle cooling systems - cooling towers or wet cooling - are the most efgective method of reducing

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v Impingement – The entrapment of all life stages of fish and shellfish on the outer part

• f an intake structure or against a screening

device during periods of intake water withdrawal. v Impingement mortality (IM) - The death (immediate or delayed) of fish or shellfish due to impingement on a 3/8 inch screen.

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v Entrainment - The incorporation of all life stages of fish and shellfish with intake water flow entering and passing through a cooling water intake structure and into a cooling system. v Entrainment mortality (EM) - The death of fish or shellfish due to entrainment by passing through a 3/8 inch sieve.

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Entrainment of larval fish:

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Rule proposes that facilities meet strict limits: AVERAGES Annual Monthly IM 12% 31% EM reduction BTA is determined by the Director.

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v Cooling tower -

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Engineering solutions:

• 1. Flow reduction
• A. Variable speed pumps and variable

frequency drives

• B. Seasonal flow reductions
• C. Unit retirements
• D. Alternate sources of cooling water
• E. Water reuse
• F. Cooling towers
• 1. Wet cooling tower systems
• 2. Dry cooling tower systems

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Engineering solutions (continued):

• 2. Exclusion technologies to minimize

impingement &/or entrainment.

• A. Traveling screens

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Engineering solutions (continued):

• 2. Exclusion technologies to minimize

impingement &/or entrainment.

• B. Cylindrical wedgewire screens

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Engineering solutions (continued):

• 2. Exclusion technologies to minimize

impingement &/or entrainment.

• C. Barrier nets

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Engineering solutions (continued):

• 2. Exclusion technologies to minimize

impingement &/or entrainment.

• D. Aquatic filter barriers

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Engineering solutions (continued):

• 3. Collection and return
• 4. Intake Location and Velocity Caps
• 5. Reduced Intake Velocity (i.e. <0.5 feet/

second)

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EPA has determined that there are three technologies that best meet the criteria:

• 1. Modified traveling screens with a fish return

(for fish impingement)

• 2. Barrier nets (for shellfish impingement on

tidal waters)

• 3. Mechanical draft wet cooling towers (for

impingement and entrainment at new units)

Submit ¡to ¡state ¡regulator: ¡

• Source ¡water ¡physical ¡data ¡
• Source ¡water ¡baseline ¡biological ¡

characteriza>on ¡data ¡

• CWIS ¡and ¡CWS ¡descrip>on ¡and ¡data ¡
• Opera>onal ¡status ¡
• (Previous) ¡Performance ¡biological ¡

survival ¡studies ¡ ¡descrip>on ¡

• Impingement ¡Mortality ¡Reduc>on ¡

Plan ¡

• DraJ ¡Entrainment ¡Characteriza>on ¡

Study ¡with ¡peer ¡review ¡panel ¡ iden>fied ¡

• Benefits ¡Evalua>on ¡Study ¡
• Technical ¡Feasibility ¡and ¡Cost ¡

Evalua>on ¡

• Non-­‑WQ ¡and ¡Other ¡Environmental ¡

Impacts ¡Study ¡ ¡ Finalize ¡and ¡implement ¡

• Entrainment ¡

Characteriza>on ¡ Study ¡ Submit ¡to ¡state ¡regulator: ¡

• Peer-­‑reviewed ¡Technical ¡

Feasibility ¡and ¡Cost ¡ Evalua>on ¡Study ¡

• Benefits ¡Valua>on ¡Study ¡
• Non-­‑water ¡Quality ¡and ¡

Other ¡Environmental ¡ Impacts ¡Study ¡ ¡ Submit ¡to ¡state ¡regulator: ¡

• Impingement ¡Mortality ¡

Reduc>on ¡Plan ¡Results ¡ Submit ¡to ¡state ¡regulator: ¡

• Results ¡of ¡completed ¡

Entrainment ¡ Characteriza>on ¡Study ¡

Rule ¡ ¡ ¡6 ¡mos. ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡1 ¡yr. ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡3.5 ¡yrs. ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡4 ¡yrs. ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡5 ¡yrs. ¡ ¡

Proposed ¡Compliance ¡ Timeline ¡ ¡

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