Nytt membrankoncept för humusrika ytvatten kapillär nanofiltration. Kristina Dahlberg / Processingenjör Norrvatten

Relevanta dokument
Förändringar av vårt råvatten - orsaker, konsekvenser och behov av nya beredningsmetoder

Per Ericsson Norrvatten

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

Brunare sjöar orsaker och utmaningar för vattenverken! Stephan Köhler

Pilotförsök med ett keramiskt mikrofilter med vatten från Mälaren

Ultrafilter för att säkra den framtida kvaliteten på dricksvattnet i Varberg

GenoMembran för avskiljning av NOM i svenska ytvatten. Kenneth M Persson och Alexander Keucken

Dricksvattenberedning med nya reningstekniker resultat från en pilotstudie

Color of Water Formas Starka forskningsmiljöer, Interaktion med klimat och effekter på drickvattentäkter

Brunare sjöar orsaker och utmaningar för vattenverken!

UTMANINGAR FÖR SVENSK DRICKSVATTENFÖRSÖRJNING! Johanna Ansker / Stockholm Vatten Per Ericsson / Norrvatten

Kombinera skivfilter med kemisk fällning. Pille Kängsepp

Löst organiskt kol i dricksvatten

Granulerat aktivt kol (GAK) som kemiskt barriär

Inledning. Humusavskiljning med sandfilter. Humusavskiljning med sandfilter. -Focus på kontinuerliga kontaktfilter för bättre COD-reduktion

Läkemedel i avloppsvatten. Marinette Hagman, NSVA, Sweden Water Research och Michael Cimbritz, LTH

Ultrafilter som barriär mot smittspridning i dricksvatten

BIOREAKTORER NÄR NATUREN FLYTTAR IN I DRICKSVATTENBEREDNINGEN

MEMBRANTEKNIK FÖR URAN OCH RADIOAKTIVT VATTEN

Säkert dricksvatten. ProMaqua. Presenterad av Bengt Ottefjäll.

Parametrar normal råvattenundersökning. Parameter Enhet Kommentar

Långtgående reningskrav vid återanvändning av renat avloppsvatten till dricksvatten. Barriärtänkande kring organiska substanser

Förslag till mastersarbeten

Riskbaserat beslutsstöd för säkert dricksvatten

GenoMembran Slutrapport från projekt

Per Ericsson Norrvatten Tf ordförande VASK

Modellering av vattenflöde och näringsämnen i ett skogsområde med hjälp av modellen S HYPE.

PFAS i dricksvatten. - förekomst och rening. Philip McCleaf, Lutz Ahrens, Karin Wiberg

Uthållig drift av Uppsalaåsen vad händer med naturligt organiskt material (NOM)

UV-desinfektion och återväxt vid mindre vattenverk

Membran inom svensk dricksvattenproduktion

Dricksvattenkvalitet och distribution

MembranBioreaktor (MBR) Tekniken som ger en ökad kapacitet och bättre rening

Online-övervakning av dricksvattennätet för säker dricksvattenleverans. -SVU-projekt En integrerad del av Vinnovaprojektet Sensation III

1 24 April 2017 Stilmas Group

Jokkmokks kommun Miljökontoret

Mikrobiologisk riskbedömning av dricksvattenförsörjning (QMRA) Thomas Pettersson Chalmers tekniska högskola, Göteborg

Hälsofarliga kemikalier i dricksvatten

Norvid norovirus i svenska råvattentäkter

Erfarenheter från undersökningar av Uppsalas konstgjorda infiltration

VISK. Hur går vi tillväga för att analysera virus från. Oslo Slutkonferens VISK 19 mars vattenprover? Fredrik Nyström

4,3 6,4 9,5 11,9 13,3 12,8 9,2 8,9 4,8 5,8 8,3 5,2 7,5 10,0 12,4 15,0 14,9 9,8 9,1 5,2 7,5 8,1 4,6 6,6 9,9 11,8 13,4 13,4 9,3 8,1 4,8 6,3 8,4 7,1 9,2

Realtidsmätning av vattenkvalitet och automatisk provtagning vid befarad mikrobiell förorening

Dricksvattenkvalitet Skåre, Hynboholm och Gravaområdet

SafeDrink. Detektion av hälsofarliga ämnen i dricksvatten

automatisk provtagning vid befarad mikrobiell förorening Anders Rönnmark, Motala kommun Sudhir Chowdhury, Predect AB

Per Ericsson Görvälnverket

Per Ericsson Görvälnverket

Dricksvattenkvalitet Vålberg, Edsvalla och Norsbron

Rapport Nr Dricksvattenberedning med nya reningstekniker en pilotstudie

En låg temperatur är i de flesta fall det bästa för livet i ett vattendrag. I ett kallt vatten blir det mer syre.

Dricksvattenrisker Beslutsstöd för översyn och optimering av dricksvattenberedning

Seminarieprogram VA-mässan 2014 SAMARBETSPARTNERS

Gränsvärde * Ämne/Egenskap Enhet Antal tagna prover. Resultat Medianvärde

Aktivt kol från rötslam

Vattenvisionen så tar vi tillsammans nästa steg Daniel Hellström, Svenskt Vatten

Forskningstrender inom mekanisk fogning vid Centre for Joining and Structures Svets- och fogningsteknik, Elmia

Avancerade reningskomponenter för dagvattensystem innovativ dagvattenhantering

Dnr KK18/456. Taxa för provtagning av vatten- och avloppsprover på Vattenlaboratoriet. Antagen av Kommunfullmäktige

Naturligt organiskt material och lukt samband och åtgärder

HUBER Membranteknologi

HUBER Vakuum Roterande Membran VRM Bioreaktor

DRICKSVATTENKVALITET hos konsument i Skagersvik, Gullspångs tätort samt Otterbäcken

Trender för vattenkvaliteten i länets vattendrag

Iron VARIO PP mg/l Fe g) 1,10-Phenanthroline

Onlinemätning av mikrobiologisk påverkan i råvatten, beredning och ledningsnät

Provtagning av dricksvatten 2011

Reducering av DOC beroende av karaktär med fyra dricksvattenberedningstekniker

Enkla Processer spar energi

Det var längesen så mycket kul hände inom området ledningsteknik! Kenneth M Persson Forskningschef, professor

Miljökontoret ANMÄLAN OM REGISTRERING DRICKSVATTENANLÄGGNING. Anmälan avser (ett eller flera alternativ) Livsmedelsföretagaren Företagets namn

Så här gör vi för att säkra upp vårt vattenskyddsområde BIRGER WALLSTEN, MÄLARENERGI AB AO VATTEN

Ozonförsök för rening av läkemedelsrester vid Himmerfjärdsverket

Stefan Johansson Avdelningschef, Vatten & avfall Tekniska kontoret, Skellefteå kommun Måns Lundh Enhetschef VA-process Ramböll Sverige AB

Kritiska kontrollpunkter i dricksvattenberedningen

Norovirus i vatten - vad vet vi och hur kan kunskapen användas?

TN LR TT mg/l N b) 2,6-Dimethylphenole

Östra Mälaren nytt vattenskyddsområde. Bättre skydd för dricksvattnet i Stockholmsregionen

Kapacitet: 23 m3 per timme Använd Teknologi: Partikel filter, Nanofilter (NF), UV, ph justering, klorberedskap, vattenmätning.

90 år med det godaste från Mälaren

DRICKSVATTENKVALITET hos konsument i Mariestads tätort, Hasslerör, Örvallsbro, Sjötorp, Lyrestad, Böckersboda, Ullervad, Jula och Sjöängen

Vad orsakar brunifieringen av svenska vatten detta vet vi idag Lars J. Tranvik Núria Catalan Anne Kellerman Dolly Kothawala Gesa Weyhenmeyer

Livsmedelsföretagare. Anläggning. Faktureringsadress. (uppgifter för registrering) Härryda kommun. Miljö- och hälsoskydd.

PRISLISTA VA Kvalitetskontroll

Efterbehandling & Distribution

Anmälan om registrering av dricksvattenanläggning

Anmälan om registrering av dricksvattenanläggning enligt LIVSFS 2005:20 och SLVFS 2001:30

Provtagning i vatten. Jens Fölster Inst. För vatten och miljö, SLU

ANMÄLAN. Befintlig dricksvattenanläggning. Skickas till: Tranås kommun Bygg- och miljöförvaltningen TRANÅS. bygg livsmedel miljö

EXAMENSARBETE. Pilotförsök med ultrafiltermembran vid Gäddviks vattenverk

Avskiljning av organiska föroreningar i dagvatten Fokus sorptionsfilter

Tillbakablickande framåtblick 5 år med Sweden Water Research

INNOVATION HYDRAULSLANG MED ÖVERLÄGSEN PRESTANDA FÖR SKOGSAPPLIKATIONER

SAMARBETE I EUROPEISKA NÄTVERK - WATERSHARE

Erfaringer fra drikkevannsforsyning fra grunnvann i Sverige. Praksis for områdebeskyttelse og desinfeksjon.

Nationell Dricksvattenkonferens

Laboratorier Norrvatten Järfälla Ackrediteringsnummer 1353 Kommunalförbundet Norrvattens laboratorium A

Dricksvattenberedning och Risk för Magsjuka: En Multi-City Studie av Telefonsamtal till 1177 Vårdguiden

Biofilmens funktion och korrelation med dricksvattenkvalitén betydelsen för vattenkonsumenterna i Varberg. Alexander Keucken, Ph.D.

The test can be performed on the following devices. In addition, the required cuvette and the absorption range of the photometer are indicated.

Transkript:

Nytt membrankoncept för humusrika ytvatten kapillär nanofiltration Kristina Dahlberg / Processingenjör Norrvatten

Acknowledgements Special thanks to: Alexander Keucken, Research Manager, VIVAB Kenneth M. Persson, Research Manager, Sydvatten AB Angelica Lindén, PhD student, Sydvatten AB Elin Lavonen, PhD student, SLU Stephan Köhler, Professor, Aquatic Sciences/ SLU Tom Spanjer, R&D Technologist, Pentair Remon Dekker, R&D Manager Water, Pentair Per Ericcson, Senior Adviser, Norrvatten Roland West, Electrician, Norrvatten Laboratory personnel, Norrvatten Roger, Cornelius etc., Technicians, Norrvatten IWA NOM5 Down Under - Perth 2013

Innehåll Introduktion Norrvatten och NOM problematiken SVU-projektet: GenoMembran Hollow Fiber Color (HFc): koncept Metodik Testanläggningar: Nanofiltrering (NF) och granulerat aktivt kol (GAC) Processövervakning NOM-karakterisering Resultat Retention av NOM och mineraler Slutsatser

Norrvatten & Görvälnverket Försörjer 13 kommuner ca en halv miljon människor med dricksvatten Produktion ~120 000 m 3 /dygn NORRTÄLJE SOLLENTUNA

NOM (Naturligt organiskt material) Nedbrytningsprodukter från växt- och djurriket 1000-tal olika föreningar Ökning i svenska vattendrag sedan 70-talet Absorbans (medel) 1970-2005 i 28 större vattendrag

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 Ökad fouling i kolfilter minskad kemisk barriär Minskat skydd vid föroreningar (tex. Olja, diesel etc.)

Görvälnverket Beredningsprocess

GAC Kemisk barriär? NOM adsorberas av kolet och därmed påverkas adsorptionsförmåga av mikroföroreningar (t.ex. PFOS, läkemedelsrester etc.) Efter bara en månad minskar avskiljningsförmåga för störande kemiska ämnen avseevärd (t.ex. låga halter av petroleumprodukter) Fortfarande god reduktion av lukt och smak (ng/l), orsakad av algmetaboliter som geosmin, efter 4 års kontinuerlig drift.

SVU-projekt GenoMembran Projekt för humusrening med membranteknik 2012-2014 Övergripande Mål Att utvärdera membranfiltrering för humusrika råvatten. Tillvägagångssätt Pilotstudier med olika typer av membran (UF och NF), både kommersiella membran och modifierade prototyper. Parallela testkörningar vid fyra vattenverk I Sverige på olika gegrafiska platser.

GenoMembran Norrvatten Tekniska verken VIVAB Sydvatten

GenoMembran GenoMembran omfattar tre delområden: Vattenkvalitet Långtgående NOM karakterisering av rå- och dricksvatten (HPSEC, FT-ICR- MS, 3D-EEM fluorescens) Modellering Realtids beräkningar av råvattenkvalitetsförändringar för aktuella vattentäkter (temperatur <=> humus), framtidsprognoser för pågående brunifiering Separation Utvärdering av membranprocesser för NOM-avskiljning, jämförelser mellan olika koncept baserade på UF/NF-applikationer Water Sources Water Quality

The Color removal package (CRP) KEY Principles CRP: Removal of organic matter for drinking water production - DOC - UV 254 - Color (Pt-Co) Minimal removal of hardness MEMBRANE CHARACTERISTICS: - Hollow fiber 0.8mm - Inside-out filtration - Chlorine resistant - MWCO of 1000 Da. - 1-step production, no risk of loosing top-layer - Drinking water approvals (NSF Std.61, ACS, DWI Reg.31) Surface water NOM in water Cross section membrane Hollow Fiber Nanofiltration A nanofiltration solution applying hollow fiber membranes

PENTAIR X-FLOW: Membranportfölj Membrankoncept HFc COLOR Maximerad NOM-reduktion: DOC, UV 254, Color (Pt-Co) Begränsad minskning av hardheten: Mg 2+, Ca 2+

Görvälnverket Pilotförsök

Quickscan: Försöksuppställning och drift GAC HFc

NF80pilot - uppställning Pilotförsök NF80 Jan - Jun 2014

NF80pilot - drift Fully automated pilot plant allowing remote access by modem Design Feed section including coagulant and chemical dosing for precipitation and ph correction Membrane system can be operated both in deadend or cross-flow filtration Equipment One element of 8 HFW 1000 Nano membrane module Pre-programmed automatic cleaning sequences Hydraulic cleaning combining backwash with forward flush CEB, flushing with permeate and soaking with cleaning agents (caustic and acidic cleaning protocols) NF 80 Container pilot

Uppföljning med hjälp av analyser

Quickscan: Membranprestanda

Quickscan: on-line UV/Vis Spektroskopi

Rapid NOM-fractionation set-up DOC = VHA + SHA + CHA + NEU VHA/SHA Hydrofoba, högmolekulära, färgade humusfraktioner av DOC Lättfällt/koagulerbart Indikerar max. uppnåbar reningseffekt för DOC genom koagulering CHA/NEU Hydrofila, lågmolekulära icke humusfraktioner Biologisk nedbrytbara fraktioner, avgörande för vattnets biostabilitet/tillväxtpotential NEU är i allmänhet svår koagulerbara fraktioner

Slutsatser Kombinerar kapillära NF de goda egenskaperna av både hållrumsmembran (UF) spirallindade NF membran? HFC color UF + Coag SW-NF HF-NF Pilot trials Backwashable Chlorine resistant (chemical tolerant) High DOC removal Limited Hardness removal No Brine waste No Coagulant for DOC removal Online integrity test Minimal pre-treatment required

Slutsatser Kombinerar kapillära NF de goda egenskaperna av både hållrumsmembran (UF) spirallindade NF membran? HFC color UF + Coag SW-NF HF-NF Pilot trials Backwashable OK Chlorine resistant (chemical tolerant) OK High DOC removal OK Limited Hardness removal OK No Brine waste OK No Coagulant for DOC removal OK Online integrity test OK Minimal pre-treatment required OK

Tack!

NF80-pilot: Hydraulic performance B/D-experiments Extended CEFF interval: 2 d Jf: 15 lmh Change of intake depth : 4 m (4/2-14) Change of intake depth : 22 m (25/2-14) Jf: 17,5 lmh Jf: 18,75 lmh Jf: 20,0 lmh Membrane performance still stable with Jf: 20 lmh from 04.03.2014 Some build-up in resistance during the filtration and hydraulic cleaning cycle due to fouling which is removed with CEFF.

Capilary NF pilot trial at Görvälnverket On-going pilot trial 2012-2013

ADVantages CRP Effective Removal NOM without hardness Reliable and Robust 1-step solution Highly tolerant against feed water quality upsets Guaranteed Permeate Quality by Airflow Integrity Test (AIT) Scalable system; to be integrated in the process Very low chemical consumption Lower GAC regeneration interval No brine waste Process intensification Minimal pre-treatment required Backwashable membrane High LOG removal (log 6+ viruses) Substantial savings in CAPEX and OPEX 29

HFc Membranets struktur Tvärsnitt Övre skikt Asymmetriskt (void free, sponge structure) Integrerad top-layer ( 100 nm) möjliggör hydraulisk rengöring genom backspolning Strukturen blir tätare gentemot membranytan (fördelaktigt för IN-UT filtrering) Specifik backbone structure (minskar det totala filtreringsmotståndet över membranet) Modifierad PES-polymerblandning (hög kemisk beständighet/klor resistens)

TOC trend i Östra Mälaren 9 TOC mg/l 8 7 6 1995-01-01 1997-01-01 1999-01-01 2001-01-01 2003-01-01 2005-01-01 2007-01-01 2009-01-01 2011-01-01 Halt TOC (mg/l) i Lovö vattenverks råvattenintag från Mälaren över tid (årsmedelvärden i blått). (Data från Lovö VV) Datum