Flockningsprocessen vid Görvälns vattenverk avlägsnar ungefär hälften av det upplösta organiska materialet i råvattnet. För att förbättra avskiljningen har man genomfört försök i pilotskala med en ny typ av nanomembran, så kallade hålfibermembran. Resultaten visar att det organiska materialet avskiljs tillfredsställande utan att vattnets salthalt påverkas i stor omfattning. Därmed krävs ingen omfattande efterbehandling.
Av: Ann Elfström-Broo
Görvälnverket är ett traditionellt uppbyggt ytvattenverk med råvatten från Mälaren. Råvattnet har ett förhållandevis högt pH-värde, hög alkalinitet, ett betydande innehåll av upplöst organiskt material, samt en turbiditet som tidvis kan vara hög.
Processen innefattar mikrosilning, kemisk fällning med ALG, sedimentering, snabbsandfiltrering och kolfiltrering. Vattnet pH-justeras med kalk och för desinfektion utnyttjas UV-behandling och monokloramin.
Hålfibermembranen som användes vid pilotförsöket placerades efter snabbsandfiltren, men före kolfiltren och var av den typ där vattnet pressas inifrån och ut. Ambitionen var att studera den avskiljande förmågan av det organiska materialet i termer av vilka storleksfraktioner som avskiljs i respektive behandlingssteg och även oxidationsgraden hos dessa fraktioner.
Det visade sig att medan flockningsprocessen företrädelsevis avskiljer humusliknande organiskt material och i mindre omfattning proteinliknande, var nanofiltreringen mindre selektiv och tog bort alla typer av organiskt material ner till en kvarvarande halt DOC om ca 0,5 mg/l C.
Arbetstrycket i processteget var ca 4 bar, dvs. i paritet med vad som brukar vara vanligt vid nanofiltrering med spirallindande membran. Fluxtalet var ca 15 l/m2h och utbytet var under försöket 50 % av inkommande flöde, vilket kan betraktas som lågt. Också högre utbyten, upp till 80 %, testades framgångsrikt, men för att skona membranen valdes det lägre utbytet. Relativt omfattande tvättprocedurer erfordrades ändå. Membranen framspolades intermittent en gång per timme, där varannan framspolning gjordes med recirkulerande tvättlösning i 120 minuter. Efter 40 – 50 dagar genomfördes en mer omfattande tvättning innefattande backspolning.
Försöket varade under nio månader och under hela perioden producerades vatten kontinuerligt med en stabil kvalitet. Medan upplöst organiskt material avlägsnades ner till låga halter, sjönk vattenhårdheten med endast ca 20 %.
Slutledning och analys
Membranfiltrering för dricksvattenberedning är på stark frammarsch såväl internationellt som i vårt land. Nya membrantyper introduceras för olika tillämpningar och den här undersökta membrantypen skiljer sig från de nanofilter som utnyttjas vid flera svenska vattenverk i det att konstruktionen med hålfiber mer liknar den som utnyttjas vid ultrafiltrering. Dessa membrantyper kan till skillnad från spirallindade membran också backspolas och tål även oxiderande tvättkemikalier, såsom hypoklorit.
Membrantypen är intressant för mjuka, svenska ytvatten, där man vanligen vill ta bort färg, turbiditet och organiskt material, utan att samtidigt avskilja de relativt låga halter av salter som finns i råvattnet. Av det aktuella försöket framgick att vatten kontinuerligt kunde produceras med en tillfredsställande kvalitet, men också att man valde ett lågt vattenutbyte trots att vattnet utsatts för omfattande förbehandling i form av flockning, sedimentering och snabbsandfiltrering. Processoptimering är således påkallad.
Det bör också påpekas att nanofiltrering generellt och speciellt de relativt grova porerna i de aktuella membranen inte avskiljer de minsta, lättnedbrytbara organiska molekylerna, som ger upphov till efterväxt på distributionsnätet och även lukt- och smakstörningar. Därav den efterföljande kolfiltreringen. Den adsorberande fasen för nytt kol förlängs enligt artikeln genom membranfiltreringen, men om funktionen ska upprätthållas bör kolfiltren sannolikt även fortsatt drivas som biologiskt aktiva.
Källa: Köhler, S. J., Lavonen, E., Keucken, A., Schmitt-Koplin, P., Spanjer, T. och Persson., K. Upgrading coagulation with hollow-fibre nanofiltration for improved organic matter removal during surface water treatment, Water Research, 89, 232-240, 2016.
