Test av effektivare och mer klimatanpassad reningsteknik vid Norrvatten och Stockholm Vatten

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Test av effektivare och mer klimatanpassad reningsteknik vid Norrvatten och Stockholm Vatten"

Sofia Berglund
för 8 år sedan
Visningar:

1 Test av effektivare och mer klimatanpassad reningsteknik vid Norrvatten och Stockholm Vatten Kristina Dahlberg / Processingenjör Norrvatten Medverkande: PWN Technologies: Gilbert Galjaard Erik Koreman, J. Zheng Norrvatten: Per Ericsson Sofia Wängdahl Bertil Johansson Stockholm Vatten: Ulf Eriksson Ida Bodlund Ebru Poulsen Johanna Ansker Elin Lavonen

2 Innehåll Introduktion Norrvatten, Stockholm vatten och NOM-problematiken Syfte med ny process Tidigare pilotförsök Metodik Suspended Ion Exchange (SIX) Bänkskaleförsök SIX Resultat NOM-reduktion SIX vs SIX + Polyaluminiumklorid vs RSF vs RSF+NF Anjonsreduktion Slutsatser Hur går vi vidare? Fortsättning

(SIX) Bänkskaleförsök SIX Resultat NOM-reduktion SIX vs SIX +

Introduktion Norrvatten - Görvälnverket Försörjer 14 kommuner ca 600 000 människor med dricksvatten Produktion ~125 000 m 3

3 Introduktion Norrvatten - Görvälnverket Försörjer 14 kommuner ca människor med dricksvatten Produktion ~ m 3 /dygn SOLLENTUNA Mälaren Area avrinningsområde: 22600km 2 (6 län, ca 60 kommuner) Area: 1100km 2 Utflöde: 5 Miljarder m 3 /år

/dygn SOLLENTUNA Mälaren Area avrinningsområde: 22600km 2 (6

4 Introduktion Stockholm Vatten - Lovöverket Tillsammans med Norsborgs vattenverk producerar Lovöverket dricksvatten till över en miljon stockholmare. Produktion på Lovö: ~ m 3 /dygn

5 Bakgrund Mälaren påverkas av Jordarter Avlopp Jordbruk Dagvatten Enskilda Skogsbruk avlopp Jordbruk/Skogsbruk Dagvatten Båttrafik Avlopp Växande befolkning

Bakgrund Klimatförändringar Varmare, blötare och mer extremt väder Översvämmad industrimark Dagvatten kemiska och mikrobiologiska föroreningar Bräddning av orenat avloppsvatten Översvämmad betesmark

6 Bakgrund Klimatförändringar Varmare, blötare och mer extremt väder Översvämmad industrimark Dagvatten kemiska och mikrobiologiska föroreningar Bräddning av orenat avloppsvatten Översvämmad betesmark mikroorganismer Successivt mildare vintrar ökar transporten av naturliga och antropogena ämnen från land till vatten Sommaren förlängs med ca 90 dagar till Risk för kraftiga algblomningar

betesmark mikroorganismer Successivt mildare vintrar ökar transporten av naturliga och antropogena

7 Bakgrund Kemiska föroreningar I dagsläget finns ingen kemisk barriär vid Görvälnverket eller Lovöverket Pulverkol kan dock doseras i nödfall om olyckan är känd

8 Bakgrund Mikrobiologiska risker Sjukdomsutbrott den största hälsorisken associerad med dricksvatten WHO (2008) Skellefteå 2011, Östersund 2010, Lilla Edet 2008, Norge(Bergen 2004), Finland (Nokia, 2007), Kanada (Walkerton 2000) och USA (Milwaukee 1993) Kommun på invånare: 415 miljoner kr Östersund sjukdomsfall: 220 miljoner kronor Vattenburet sjukdomsutbrott - kostnad 2-5 miljarder för Norrvattens distributionsområde (beräkning Östersund / VAS-rådet)

och USA (Milwaukee 1993) Kommun på 60 000 invånare: 415 miljoner kr Östersund 27 000 sjukdomsfall: 220 miljoner

9 TOC (mg/l) Bakgrund NOM TOC trend i Görvälnfjärden

10 Bakgrund Varför ta bort humusämnen(nom)? Minskad effekt av UV desinfektion Minskad effekt på klorbaserad desinfektion och ökning av DBP Ökande halter av NOM Ökande problem med lukt, smak och färg Ökande co-transport av skadliga substanser Risk för ökning av biologisk tillväxt i distributionssystemet Bild Elin Lavonen Ökad fouling i kolfilter minskad kemisk barriär Minskat skydd vid föroreningar (tex. Olja, diesel etc.)

halter av NOM Ökande problem med lukt, smak och färg Ökande co-transport av skadliga substanser Risk för

11 Görvälnverket Beredningsprocess Bakgrund

12 Bakgrund Stockholm Vatten Liknande process som Görväln men LF istället för kolfilter, vilket ger ytterligare en mikrobiologisk barriär.

13 Bakgrund Syfte med en ny process Norrvatten Ökad mikrobiologisk barriär -Tre mikrobiologiska barriärer totalt. Ökad kemisk barriär Ökad biostabilitet vilket kan bidra till minskning av monokloramindosering Möjlighet att tillsätta fritt klor i krislägen I dagsläget är halten NOM för hög i utgående dricksvatten och det är därför inte möjligt att få någon effekt med fritt klor vid lagliga doser (1mg/l) Stockholm Vatten Utökad kapacitet Ökad kemisk barriär Ökad borttagning NOM Minskat tillväxt på ledningsnätet och ökad biostabilitet. Minskad slamproduktion

krislägen I dagsläget är halten NOM för hög i utgående dricksvatten och det är därför inte möjligt att få någon effekt med fritt klor vid

14 Görvälnverket Pilotförsök Tidigare pilotförsök

15 Tidigare pilotförsök Nanomembranförsök GAC HFc

16 Prototype A: Deterioration of NOM-retention due to swelling effect caused by cleaning chemicals CIP CIP CIP CIP CIP CIP AIT/CIP CIP Prototype B: Decreased retention due to the use of DIVOS 109 VM 43 and increased concentration of chemicals near the membrane surface ( forced permeation ) HFW 1000 Conventional CIP after 62 days of continious operation without forced permeation: NaOCl (200 ppm), NaOH (ph: 12), soak time (2 hrs) Av Alexander Keucken

concentration of chemicals near the membrane surface ( forced permeation ) HFW 1000 Conventional CIP after 62

17 Metodik PWN TECHNOLOGIES SIX jonbytare - keramiska membran - UV/ H2O2 - biologiskt aktiva kolfilter

Cl - byts ut mot negativt laddade NOM-molekyler, nitrat, sulfat och bikarbonat.

18 Metodik SIX Suspended Ion Exchange Ska enligt PWN-technologies vara bra för ytvatten med medelhög halt av NOM, - kompaktare och mer effektiv än konventionell reningsteknik. Cl - byts ut mot negativt laddade NOM-molekyler, nitrat, sulfat och bikarbonat. Genom att reducera NOM-halten möjliggörs rening med ozon som kan fungera som kemisk och mikrobiologisk barriär.

19 Metodik SIX - Labbskaleförsök PWN Syfte I ett första steg ta reda på om processen SIX och SIX i kombination med kemisk fällning är ett bra alternativ till nanomembranfiltrering och konventionell fällning/snabbfiltrering avseende reduktion av NOM. Genomförande Vattenprover skickas från Görvälnverket Råvatten Sandfiltrat Efter UV Nanomembranpermeat

nanomembranfiltrering och konventionell fällning/snabbfiltrering avseende reduktion av

Metodik SIX - Labbskaleförsök PWN Tester utfördes med anjonbytare: Lewatit S5128 Del 1: Jartest 1,5l DOC-reduktion vid 6 olika koncentrationer och 8 uppehållstider.

20 Metodik SIX - Labbskaleförsök PWN Tester utfördes med anjonbytare: Lewatit S5128 Del 1: Jartest 1,5l DOC-reduktion vid 6 olika koncentrationer och 8 uppehållstider. Del 2: Bänkskaleförsök 60l Utifrån jartestet valdes koncentrationen jonbytarmassa till 15ml/l ut och prover togs ut vid 7 olika uppehållstider. Del 3: SIX+Polyaluminiumklorid 20l ph 6,3, 2,5min

Del 2: Bänkskaleförsök 60l Utifrån jartestet valdes koncentrationen jonbytarmassa till

21 Resultat Resultat - DOC RSF RSF+NF (UVT 254 values according to the first degree polynomial DOC = - 0,1984.UVT ,974 (solid and dotted lines: data modelled according to Lagergren pseudo first order)

22 Resultat Resultat - Bänkskaleförsök DOC and color removal during suspended ion exchange for a resin concentration = 15 ml/l (DOC/color analysis by HWL)

23 Resultat Resultat - Uppskalning UVT 254 improvement during suspended ion exchange as a function of contact time for both jar test and bench scale experiment (resin concentration = 15 ml/l)

24 Resultat Resultat - SIX + Polyaluminiumklorid (PAC) RSF+NF

25 Resultat Resultat - LC-OCD, RSF vs SIX vs RSF+NF

26 Resultat Resultat - Anjonreduktion SO 4 2-, HCO 3 - and NO 3 - removal during suspended ion exchange for a resin concentration = 15 ml/l (bicarbonate measured by HWL, sulphate and nitrate in-house)

27 Slutsatser Slutsatser SIX-processen gav en reduktion av DOC med 75% och färg med 80% (konc. 15ml/L, kontakttid 30min) till skillnad från dagens reduktion av DOC på 45-50% med konventionell rening. Reduktionen av framförallt biopolymerer och humussyror kan förbättras med en låg dos fällningskemikalie (0,8ppm som Al 3+ i 2,5min) Saltlösningen som behöver tas om hand kommer ha en koncentration på ca 1-5g Cl/l SIX kan, med eller utan fällning, i kombination med keramiska membran, vara ett bra alternativ för ökad NOM reduktion på Görvälnverket och Lovö vattenverk. Det är värdefullt att gå vidare med försök i pilotskala.

28 Fortsättning Hur går vi vidare? Ozon intressant efter SIX Kemisk barriär Mikrobiologisk barriär (virus?) Har en positiv effekt på efterföljande keramiska membran Förbättrar borttagningen av NOM i GAC Intressant att testa SIX Ozon Keramiska membran GAC God reduktion av NOM Totalt tre mikrobiologiska barriärer + ökad barriärverkan Ökad kemisk barriär

29 Fortsättning Fortsättning Pilot bestående av SIX - Ozon - Keramiska MF- GAC kommer att tas i drift vid Lovöverket hösten SIX Pilotstudien är ett samarbete mellan Stockholm Vatten och Norrvatten och kommer att pågå i ca 1 år. Görvälnverket & Lovöverket samma råvatten O3 Ceramac GAC Piloten kommer att optimeras för NOMreduktion och minimal alkalinitetsförlust.

30 Tack! PWN Technologies Gilbert Galjaard Erik Koreman, J. Zheng Norrvatten: Per Ericsson Sofia Wängdahl Bertil Johansson Tack Till: Stockholm Vatten: Ulf Eriksson Ida Bodlund Ebru Poulsen Johanna Ansker Elin Lavonen

31 Resultat: UV-Transmittans UVT 254 (1 cm) improvements during suspended ion exchange as a function of resin concentration and contact time (solid and dotted lines: data modelled according to Lagergren pseudo first order)

Relevanta dokument

Pilotförsök med ett keramiskt mikrofilter med vatten från Mälaren

Pilotförsök med ett keramiskt mikrofilter med vatten från Mälaren Elin Lavonen 1, Ida Bodlund 2, Kristina Dahlberg 1 & Ulf Eriksson 2 1 Norrvatten, 2 Stockholm Vatten och Avfall Svenskt Vatten Forskning