KEMISK FÄLLNING AV DAGVATTEN

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "KEMISK FÄLLNING AV DAGVATTEN"

Åsa Berg
för 4 år sedan
Visningar:

1 KEMISK FÄLLNING AV DAGVATTEN Rening med hög verkningsgrad #NAM19 Sundsvall, 7 februari Fredrik Nyström fredrik.nystrom@ltu.se

2 FÖRORENINGAR, PARTIKLAR OCH RENING Partiklar viktiga transportörer av föroreningar Små partiklar har högre koncentration av föroreningar Sedimenteringsprocesser Designstorlek för god reningseffekt Små partiklar avskiljs sämre

3 SEDIMENTERINGSTID Particle size (mm) Classification Examples Total surface Area (m2/cm3) Time Required to Settle 1 m (Specific Gravity 2.65) 10 Coarse dispersion Gravel, coarse sand, mineral substances, preciptated second and flocculated particles, silt, macroplankton seconds minutes 10-2 Fine particulate Mineral substances, precipitated and flocculated hours particles, silt, bacteria, plankton, and other organisms days years 10-5 Colloidal dispersion Mineral substances, hydrolysis and precipitated years products, macromolecules, biopolymers, viruses years < 10-6 Solution Inorganic simple and complex ions, molecules and polymeric species, polyelectrolytes, organic molecules, undissociated solutes (modified from Bratby, 2016)

4 KVOTEN YTAREA / VOLYM Radie Ytarea 4π 8π 12π Volym 4π/3 32π/3 256π/3 Ytarea / Volym

sedimenterar Partikelstorlek Anrikningsfaktor Större än 10 µm 91.

5 100 % TSS 100 % Föroreningar (partikelbundna) Ytavrinning 4.5 % TSS 65 % Föroreningar (partikelbundna) Till recipient Partikelstorlek Andel av total (TSS) Partikelstorlek % som sedimenterar Partikelstorlek Anrikningsfaktor Större än 10 µm 91.5 % Större än 10 µm 100% Större än 10 µm 1x Mellan 2 och 10 µm 8 % Mellan 2 och 10 µm 50% Mellan 2 och 10 µm 10x Mindre än 2 µm 0.5 % Mindre än 2 µm 0% Mindre än 2 µm 50x Viktigt att avskilja små partiklar för hög reningseffekt! (McKenzie, et al. 2008)

6 KEMISK FÄLLNING Små partiklar aggregerar och kan sedimentera! Välkänd process men ej utbredd i en dagvattenkontext (Suopajärvi, 2015)

7 MINA DOKTORANDSTUDIER Laboratorieutvärdering av kemisk fällning (med jar tests) Val av fällningskemikalie? Fällningskaraktäristik? Koaguleringsmekanism Fällningsprestanda Avskiljningseffekt för metaller i vägdagvatten med kemisk fällning

8 I LABBET Jar testing utrustning Protokoll Snabb omrörning rpm Långsam omrörning rpm Sedimentation - 30 minuter

KEMISK FÄLLNING AV VÄGDAGVATTEN Vägdagvatten

regn under hösten 2017 Första 25 L Fällt med två

9 KEMISK FÄLLNING AV VÄGDAGVATTEN Vägdagvatten Central väg i Luleå 2+2 väg med upphöjd grästbeväxt refug som avdelning, en körriktning provtogs ~ fordon/dag Vägdagvatten från 4 regn under hösten 2017 Första 25 L Fällt med två fällningskemikalier PIX-111, järnklorid PAX-215, polyaluminiumklorid

EXPERIMENTDEISGN Insamling vägdagvatten Parametrar: Turbiditet, total suspended solids

partikelstorleksfördelning (PSD) Jar-test I: Bästämma dosering Kontroll (Sedimentering)

alkalinitet, PSD Jar-test II: Avskiljningseffekt 3x Kontroll (Sedimentering) 3x Fällning

10 EXPERIMENTDEISGN Insamling vägdagvatten Parametrar: Turbiditet, total suspended solids (TSS), konduktivitet, ph, alkalinitet, metallhalter, organiskt material (TOC/DOC), partikelstorleksfördelning (PSD) Jar-test I: Bästämma dosering Kontroll (Sedimentering) samt 5 bägare med fällningskemikalie Parametrar: Turbiditet, TSS, konduktivitet, ph, alkalinitet, PSD Jar-test II: Avskiljningseffekt 3x Kontroll (Sedimentering) 3x Fällning Parametrar: Turbiditet, TSS, konduktivitet, ph, alkalinitet, metalhalter, organiskt material, PSD

11 KVALITET VÄGDAGVATTEN Date Time since last runoff Turbidity TSS Conductivity ph Alkalinity event (hours) (NTU) (mg/l) (µs/cm) (mg/l as CaCO 3 )

12 KVALITET VÄGDAGVATTEN Metal Dissolved Dissolved as a Suggested Total (<0.45µm) fraction of total discharge limits * Exceedance * (µg/l) (µg/l) (% ) (µg/l) (% ) Cd ± ND / Cr 61.6 ± ± / / 146 Cu 182 ± ± / / 355 Ni 30.3 ± ± / / 1 Pb 36.6 ± ± / / 144 Zn 802 ± ± / / 542 * Discharge to: water body / separate sewer system; ND, not detected; -, not calculated

13 AVSKILJNINGSEFFEKT

14 AVSKILJNINGSEFFEKT METALLER

15 AVSKILJNINGSEFFEKTER (%) Sedimentation PIX-111 PAX-215 Turbidity 30 ± ± 1 98 ± 1 TSS 74 ± ± 1 99 ± 1 TOC 33 ± ± ± 40 DOC -36 ± ± 13 2 ± 18 Total metal Cd 41 ± ± 7 92 ± 5 Cr 54 ± ± 1 96 ± 2 Cu 43 ± ± 2 88 ± 5 Ni 48 ± ± 3 78 ± 12 Pb 46 ± ± 1 98 ± 0 Zn 42 ± ± 2 91 ± 4 Dissolved metal (<0.45 µm) Cd Cr 0 ± ± ± 32 Cu -1 ± 6 47 ± ± 6 Ni -11 ± ± ± 59 Pb 0 ± ± ± 37 Zn 4 ± ± ± 63

16 PARTIKELSTORLEKSFÖRDELNING

17 SLUTSATSER FRÅN LABBTESTER Avskiljningseffekt > 90% reduktion av partiklar (mätt som turbiditet och TSS) > 90% reduktion av totalhalten metaller Löst krom, koppar och bly avskildes med 40% Löst nickel och zink ökade ( ph mobilitet) PIX-111 hade högst avskiljningsförmåga generellt, men påverkade ph i större utstäckning Partikelstorleksfördelningen visar på en avskiljningeffekt för de små partiklarna

18 Processkontroll behövs Låg alkalinitet Ekonomi? Utforming? PERSPEKTIV

19 Partners Sponsors

Relevanta dokument

Dagvattnets föroreningsinnehåll. fältstudier. Heléne Österlund Forskare, Stadens vatten LTU

Dagvattnets föroreningsinnehåll erfarenheter från fältstudier Heléne Österlund Forskare, Stadens vatten LTU Källor till föroreningarna De material vi använder när vi bygger våra städer påverkar dagvattnets