MEMBRANTEKNIK FÖR URAN OCH RADIOAKTIVT VATTEN

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "MEMBRANTEKNIK FÖR URAN OCH RADIOAKTIVT VATTEN"

Per-Erik Jansson
för 5 år sedan
Visningar:

1 Svenskt Vatten Forskning och innovation 29:e november 2017 MEMBRAN DEN NYA UNIVERSALLÖSNINGEN FÖR SÄKER DRICKSVATTENPRODUKTION? MEMBRANTEKNIK FÖR URAN OCH RADIOAKTIVT VATTEN Dr Helfrid Schulte-herbrüggen

2 Annimäki et al Förekomst: Granit, fosfatbärande bergarter

Uran i grundvatten FÖREKOMST AV URAN/RADON Radon i grundvatten > 300µg/L 30-300

4 Uran i grundvatten FÖREKOMST AV URAN/RADON Radon i grundvatten > 300µg/L µg/l µg/l Ek et al SSI Rapport 2008:15 SSI Rapport 2016: Radon i vatten

5 Uran Uran Radon Bly

6 GRÄNSVÄRDEN FÖR DRICKSVATTEN Ämne Gränsvärde anmärkning Uran 30 µg/l Kemisk toxicitet (njurar, skelett, fertilitet) Radon i vatten 100 Bq/L Tjänligt med anmärkning Radon i inomhusluft 1000 Bq/L Otjänligt. Kronisk risk för lungcancer 200 Bq/L Sammanlagda stråldosen från U-238, U-234, Ra-226, Pb-210, Po-210 bör ej överstiga 1 msv per år.

7 Nanofiltrering i Skottland - Typiska föroreningar: virus, bakterier, organiskt material, järn, mangan - Automatiserat hotos: Annalisa DeMunari and John Knight

8 RENINGSTEKNIKER Ämne Reningsteknik Kommentar Uran Nanofilter, RO Effektiv rening. NF släpper igenom mer Ca än RO radon Luftning Kolfilter Bör placeras så boende ej exponeras för gamma strålning

9 MEMBRANTEKNIK Membrane teknik: - ultrafilter - nanofilter - Omvänd osmos clean water

10 MEMBRANTEKNIK UF NF RO porstorlek 1-100nm 0.5-5nm 0.1-1nm Tryck 1-10 bar 5-50 bar bar Exempel Bakterier virus Organiskt material Bivalenta joner: Ca 2+, UO 2 2+ Monovalenta joner: Na +, Cl -

11 MEMBRANTEKNIK

12 Schulte-Herbrüggen HMA, Semião AJC, Chaurand P, Graham MC (2016). Effect of ph and pressure on uranium removal from drinking water using NF/RO membranes. Environmental Science & Technology 50(11):

13 Redox förhållandena har stor påverkan på transport o tillgänglighet av ett element. Vad bestäms oxidations tillståndet av? Tillgång till syre, elektronaktivitet, ph... Uran har tex främst tre tillstånd: IV, V och VI Speciering (kemiska sammansättningen) är dessutom viktig: vilka ämnen som finns att bilda komplex med (organiskt material, CO 2, sulfater, fosfat, calcium...)

14 Uran speciering Vatten: 0.5 mg/l uran, 20 mm NaCl, 1 mm NaHCO 3, i kontakt med luft. Relative species distribution (%) UO 2 2+ UO 2 OH + (UO 2 ) 2 CO 3 (OH) 3 - Pump UO 2 (CO 3 ) 3 4- UO 2 (CO 3 ) 2 2- UO 2 CO ph 14 Speciation calculations using visual Minteq 2.53 (Gustafsson, KTH)

15 Relative species distribution (%) Mass adsorbed (%) Uran speciering UO 2 2+ U Mads TFC-SR2; with background solution (UO 2 ) 2 CO 3 (OH) 3 - UO 2 (CO 3 ) UO 2 OH UO 2 (CO 3 ) UO 2 CO 3 20 Membran ytan ph Publicerat: Schulte-Herbruggen et al., 2016 ES&T 50 (11) ; Rossiter et al 2010, Separation and purification technology 71 (2010)

16 Uran speciering Specieringen påverkar både valens och storlek O 2+ O + U O U O O ---- H Membran ytan ph 12

17 SEM av membran Aktivt lager (polyamide) Polysulfone, support Polyester support web

18 SEM EDX av membran Uran i membran lager Aktivt lager Support FTIR för att fastställa att uranet binder med COO- grupper i membranet vid ph 6

19 UTMANINGAR Utmaning Läge av filter/reningsteknik Skötsel Avfall Andra radioaktiva ämnen, bly Oavsiktliga effekter vid rening Otillräcklig eller missvisande analyser Kommentar Så att inte boende exponeras för strålning Backspolning för att minimera strålning, bakterier. Utfällningar av Fe/Mn Hur ska detta tas om hand? Po-210; Pb-210 Fe/Mn filter har lett till höjd exponering av radioaktiva ämnen Uran och radon inte del av standard analys. Förlust av radon vid oförsiktig hantering.

20 Referenser Ranlycke et al., 2010 Uran i dricksvatten reningsmetoder i praktiken (SVU Rapport ) SGU rapport 2016 Mineralmarknaden i Sverige. SGU och SLV har allmänna råd om radioaktiva ämnen i dricksvatten på sina hemsidor. Schulte-Herbrüggen HMA, et al (2016). Effect of ph and pressure on uranium removal from drinking water using NF/RO membranes. Environmental Science & Technology 50(11): Malek, P, et al (2016). Decentralized desalination of brackish water using an electrodialysis system directly powered by wind energy. Desalination 377: Rossiter HMA, et al., (2010). Impact of speciation on behaviour of uranium in a solar powered membrane system for treatment of brackish groundwater. Separation and Purification Technology 71: Semião AJC, et al., (2010). Impact of organic matter and speciation on the behaviour of uranium in submerged ultrafiltration. Journal of Membrane Science 348:

Relevanta dokument

Till dig som har dricksvatten från enskild brunn

2009-07-06 1 (6) senast uppdaterad 2009.07.06 Till brunnsägare i Sigtuna kommun Till dig som har dricksvatten från enskild brunn Miljö- och hälsoskyddskontoret har genomfört en undersökning av dricksvattenkvaliteten