Efterbehandling & Distribution 1
Efterbehandling Efterbehandlingen av vattnet har till syfte att justera ett renat vatten till den kvalité så att det är säkert för ledningsnätet samt för konsumenten. Detta innebär ofta någon form av Alkalisering & Desinfektion. Alkaliseringen kallas efteralkalisering och har till syfte att skydda ledningsnät och tekniska installationer. Desinfektionen skall avdöda samt förhindra tillväxt av mikroorganismer. 2
Desinfektion Med desinfektion menas en behandling med vilken man vill uppnå en väsentlig reduktion av antal mikroorganismer. Effekten kontrolleras med indikatororganismer, vanligen E-coli. Mikroorganismer klarar normalt inte ph <3 och ph>11. ph och temperatur påverkar också effektiviteten hos desinfektionsmedlet. Desinfektionsmedel är också kraftiga oxidationsmedel. Ger risk för ökad mikrobiologisk aktivitet. 3
Desinfektionsmedel Klor, Cl 2 Endast klor, hypokloritoch kloramin har en i ledningsnätet kvarstående effekt. Natriumhypoklorit, NaClO KalciumhypokloritCa(ClO) 2 Kloraminer, främst monokloramin NH 2 Cl Klordioxid, ClO 2 Ozon, O 3 4
Desinfektionseffekt Temp o C 1 5 10 15 20 CT-värde: C= koncentration mg/l T= kontakttid minuter Klor vid ph 8,5 och fri aktiv klor < 0,4 mg/l 329 236 177 118 89 Kloramin 3800 2200 1850 1500 1100 Ex, CT-värde för 99,9 % reduktion av Giardia Klordioxid 63 26 23 19 13 Ozon 3 2 1 1 1 5
Mikrobiologiska säkerhetsbarrärer Avskiljning eller inaktiveringav virus, bakterier och parasitära protozoer. -Konstgjord infiltration (kortare än 14 dagar) -Kemisk fällning/filtrering Långsamfiltrering -Primär desinfektion -Membran med porvidd mindre än 0,1 mikrometer 1-3 stbarriärer beroende på råvattentyp och råvattenkvalitet 6
Primär desinfektion Syfte att inaktivera sjukdomsframkallande mikroorganismer Tex, natriumhypoklorit, klorgas, klordioxid, ozon, UV. 7
Natriumhypoklorit NaClO Gröngul vätska med stickande lukt. frätande Kvarstående effekt i ledningsnätet Effekten avtar av ljus, värme och tid, begränsad lagringstid, ca 3 månader Ska stå kallt och mörkt. Levereras ofta plastfat i koncentration kring 150 g klor/liter. Doseras ofta som den är. 8
Klorgas Cl 2 Gasen är flytande vid låg temperatur och högt tryck. Frätande! Explosionsrisk om det blir för varmt > 60 o C! Levereras i tryckkärl Klorgasen löses i spädvatten som sedan doseras. 9
Klordioxid Gulaktig gas som är explosiv i halter över 300 g/m 3 luft. Bryts snabbt ner och måste tillverkas på plats av natriumklorit och saltsyra eller klorvatten. Bildar ej kloraminer och klorfenoler och THM. Oftast i kombination med klor eftersom ingen kvarstående effekt på nätet. 10
Kloramin Reaktion mellan olika kväveföreningar tillsammans med klor bildar kloramin. Vilka som bildas beror på ph, fritt aktivt klor och ammoniumhalt. Monokloramin mest önskvärd. Färdigbunden monokloramin tillverkas på plats. Annars doseras ammoniak och klor direkt i vattnet. NH 3 +HOCl=>NH 2 Cl + H 2 0 Monokloramin 11
Totalt aktivt klor Tillförd mängd klor (dos) spontan förbrukning => totalt aktivt klor (kloröverskott) Totalt aktivt klor= Fri aktiv klor + Bunden aktiv klor Fri aktiv klor= HOCl+ OCl - Bunden aktiv klor = Kloraminer 12
Dosering av klor Man doserar normalt kring 0,4-0,6 gram klor/m 3 vatten beroende på vattenkvalitet och årstid. Totalt aktivt klor (kloröverskottet) bör ligga kring 0,1-0,3 g/m 3 beroende på vattenkvalitet och årstid. Tjänligt med anmärkning hos användaren vid 0,4 mg/l Cl 2 Doseringsvillkor klor 1 g/m 3 vatten. Doseringsvillkor natriumklorit för framställning av klordioxid max 0,7 g/m 3 vatten 13
Ozon O 3 Inte särskilt vanligt för desinfektion av dricksvatten. Mer vanligt i annan livsmedelsindustri. Kan bilda bromatom bromider finns i vattnet. Effektivt på Giardia och Cryptosporidium Kraftigt oxidationsmedel. Används för lukt, smak och reducering av organiskt material. Bör kombineras med filtrering, tex aktivt kol. 14
UV-Ljus Vanligast och mest önskvärt är UVC- Ljus. UVV UVC UVB UVA Synligt ljus 100 200 280 315 400 750 nm 15
UV-Dos UV-Dosen beräknas genom Intensitet (I) och Exponeringstiden (T) Dos = I * T D [J/m 2 ] I [W/m 2 ] T [s] 16
Transmission & Absorbans Transmissionen är ett mått på hur mycket ljus som vattnet släpper igenom. Absorbansenär ett mått på hur mycket ljus som tas upp av ämnena i vattnet. Vattenkvalitet Absorbans 254nm /cm Transmission 254 nm % Utmärkt 0,022 95 Bra 0,071 85 Mindre bra 0,125 75 Gräddö råvatten 0,262 55 Gräddö före UV 0,108 78 Herräng råv. 0,282 52 Herräng före UV 0,045 90 17
Membran Membran kan användas som mikrobiologisk säkerhetsbarriär. Tekniken vanligare inom VA och priserna sjunker stadigt. Membran med porvidd mindre än 0,1 mikrometer. Membranen kan vara tillverkade av polymer eller vara keramiska. 18
Filterkategorier 19
Desinfektion klor Exempel Ett vatten skall desinficeras med Natriumhypokloritlösning á 150 g/l. Den spontana förbrukningen i vattnet är uppmätt till 0,2 g/m 3 och önskat överskott är 0,2 g/m 3. Beräkna dosen: 20
Ledningskorrosion Tidigare har man strävat efter att få ett skyddande skicktav kalciumkarbonat i ledningsnätet. Nyare forskning har visat att kalcium inte spelar en lika stor roll som man tidigare ansett. [Rita rör & kem kalk kolsyra] 21
Viktiga parametrar Jämn och stabil vattenkvalitet är viktigare än rätt kvalitet. ph Alkalinitet NOM, Naturligt organiskt material Mikrobiologisk aktivitet (låga ph-värden under biofilmen) Sulfatjoner och kloridjoner, hindrar uppbyggnad av skyddsskikt i ledningarna. Motverkas av högre alkalinitet. Redoxpotential, syre och desinfektionskemikalier höjer redox. Omsättning och flöden Galvanisk korrosion, järn-rostfritt och järn-koppar bör undvikas. Inbördes ordningen av de olika ledningsmaterialen har betydelse då de kan förändra kvaliteten. 22
Järnledningar Hög alkalinitet och lågt ph-värde minskar risken för korrosion. Vid höga ph-värden och låg alkalinitet kan en ökad kalciumhalt minska risken för korrosion. NOM minskar risken för korrosion vid ph-värden över 8,0. (Mikrobiologisk aktivitet ökar risken) NOM ökar risken för korrosion vid ph-värden under 8,0. Sulfat, klorid och låg redox ökar risken. 23
Kopparledningar Hög alkalinitet och lågt ph ökar risken för korrosion. NOM ökar risken för korrosion Sulfat, klorid och låg redox ökar risken. En hög koldioxidhalt ökar korrosionshastigheten 24
Relation Järn/Koppar & kolsyra kalcium kvot Stor mängd fri kolsyra i relation till kalciummängd ger utfällning av koppar. & Omvför järn. 25
Järn Koppar 26
Efteralkalisering Exempel [rita upp] Ett utgående dricksvatten skall innan distribution efteralkaliseras med släkt kalk. Vattnet har innan alkalisering ett ph på 7,0, en alkalinitet på 45 mg/l samt en kalciumhalt på 12 mg/l. Målsättningen är att öka ph, alkalinitet samt innehållet av kalcium till 8,0, 70 mghco3/l resp20 mgca/l. Är det möjligt att nå dessa värden med föreslagen lösning? Vad blir dosen av släkt kalk för att nå dessa värden? 27