Tillsats av kemikalier för beredning av dricksvatten har under lång tid varit standard vid vattenverken i Sverige och utomlands. Den här recenserade artikeln beskriver på ett lättillgängligt sätt den historiska utvecklingen och trender för kemikalieanvändning vid vattenverken.
Av: Thor Wahlberg
Marknaden för vattenreningskemikalier har en stark global tillväxt och antalet kemikalier som används direkt i dricksvattnet och för att rengöra, förhindra korrosion, fouling etc. har ökat stort de senaste 30 åren. De större utbrott som skedde under 80- och 90-talet t.ex. utbrott av Cryptosporidium i Milwaukee påverkade hela vattenbranschen till att hitta nya beredningsmetoder baserade på fysisk avskiljning istället för med kemikalietillsats. Här började den utveckling med membran och UV teknik som idag är vanlig. Trenden med ökad kemikalieförbrukning har sin orsak i en globalt försämrad råvattenkvalité, ökade krav på god dricksvattenkvalité och att branschen har nya tekniker som ger möjligheter att bereda dricksvatten med en allt högre vattenkvalité från ett allt sämre råvatten.
Det som flera trodde skulle föra branschen från bruket av kemikalier dvs. membranteknik och UV, har stället ökat mängden och bredden i användandet av kemikalier. Oavsett typ av beredning och hur spol- och tvättvatten leds från vattenverken så hamnar kemikalierna så småningom i vår vattenmiljö. Utmaningen med bristande hållbarhet gällande vattenkemikalier behöver tacklas. Beredningstekniker vilka minskar antal och mängd kemikalie är förstås att föredra men när verkligheten innebär en stadig ökning av mängden, så behövs en helhetssyn. Det betyder bl.a. bättre skydd av vattentillgångar och därmed förbättrad råvattenkvalité som i sin tur kan minska mängden kemikalier vilket är hållbarhet i sin verkliga betydelse. För länder med stor befolkningsökning, brist på elektricitet och vatten är möjligheterna mindre men hållbara lösningar finns.
Koagulering och desinfektion med klor är två metoder som baseras på dosering av kemikalier. Flockulering följs förstås av separation som fysikalisk metod. Klorering är en sedan 100 år etablerad teknik. Kloret fick på sjuttiotalet en allvarlig nackdel genom upptäckten av bildandet av klorbiprodukter som THM (Trihalometan) genom klorets reaktion med NOM (Naturligt Organiskt Material). Därför begränsades doseringsmängder och klorering innebar inte samma möjligt till desinfektion av vissa sjukdomsframkallande mikrober. Effektiviteten av koagulering och desinfektion styrs av råvattenkvalitén och att doseringen justeras. Det finns därför ett incitament att ersätta kemikalier med fysisk separation för att skapa en mer robust beredning utan risker med feldoseringar eller utebliven dosering. Det som också påskyndade utvecklingen till med robusta separerande avskiljande processer var sjukdomsutbrott orsakade av dricksvattnet. Ett exempel var ett tillfälligt avbrott i dosering av fällningskemikalie samtidigt som dosering av klor var inställd på ett minimum. Detta tillsammans med närhet mellan utsläpp av filterspolvatten och vattenverkets intag. Avskilda oocyster av Cryptosporidium leddes tillbaka till vattenverkets intag där kemikaliedoseringen inte fungerade. Ett av de största utbrotten av magsjuka var ett faktum. Beredningen var där uppbyggd som på många andra vattenverk med ett sedan lång tid beprövat sätt med koagulering, flockulering, sedimentering och sandfiltrering och klorering.
Vattenbranschen tog detta som intäkt för att kemikalietillsatskemikalietillsatser inte längre var tillräcklig. EPA i USA satsade stort på att få branschen att ta fram nya beredningsmetoder som enbart förlitade sig på fysikaliska metoder. Membrantekniken och desinfektion med UV tog fart. Försäljningen av membran har under den senaste 10 års perioden fördubblats och UV ligger inte långt efter. Stora företag har investerat stort i membranteknik samtidigt som de ökat sin försäljning av kemikalier till vattenrening. Både membran och UV kräver kemikalier för att förhindra påväxt, s.k. fouling. Dessa kemikalier hamnar inte i dricksvattnet men väl i vattenmiljön och i det som är råvattentäkter. I artikeln visas en sammanställning över vilka kemikalier som vattenverksbranschen använde under 1980-talet och vilka kemikalier och mängder som används idag. Författarna ifrågasätter inte att vattenreningskemikalier skall tillsättas vid beredning av dricksvatten. Den trend som visas är att de traditionella kemikalierna förfarande används i stor utsträckning men har fått sällskap av en rad nya kemikalier främst s.k. offline-kemikalier som inte direkt doseras för att ändra dricksvattens kemiska egenskaper. Det är med andra ord betydligt fler kemikalier än någonsin. Mängderna har förstås ökat, från mitten av 90-talet har försäljningsvärdet ökat från ca 8 miljarder dollar till idag ca 34 miljarder dollar.
Förklaringen till det som författarna pekar på är att råvattenkvalitén har försämrats och därför krävs förstärkt kemisk beredning för att producera dricksvatten. För det andra kräver de nya teknikerna som membran och UV kemikalier. För det tredje så har lagstiftning och generella krav i samhället skärpts vilket också är en drivkraft för mer avancerade reningstekniker. Sammanfattningsvis så kan vattenbranschen idag producera ett dricksvatten av högre kvalité än tidigare från ett sämre råvatten. Författarna diskuterar också befolkningsökningen som bidragande orsak men inom OECD-länderna (ej kandidatländer 2010) är befolkningsökningen betydligt mindre än i Afrika och Asien och är inte en orsak till försämrad råvattenkvalité här. Ett annat sätt är att sätta den ökade kemikalieförbrukningen för vattenrening är i förhållande till världens samlade uttag av färskvatten. Det förra ökar exponentiellt och det senare har en linjär ökning.
Hur skall vi som jobbar med dricksvatten förhålla oss till den ökade kemikalieanvändningen i vår bransch? Grundinställningen är förstås att utan vattenreningskemikalier kan vi inte producera ett gott och hälsosamt vatten. Men om vi vill på lång sikt skapa hållbarhet så börjar det med att titta på hela kedjan och då börja i vattentäkten. Alla kemikalier som tillsätts hamnar i vattendrag och sjöar, även i grundvattnet. Sidoströmmar från vattenverken vilka kan vara koncentratströmmar med tillsatta beläggningshämmare eller mer enkla regenereringsvätskor, med salter från jonbyte, leds ofta till närmsta vattendrag eller till avloppsverk där de passerar rakt igenom till recipienten. Om det finns möjlighet att välja beredningsmetod kan den mest kemikaliekrävande väljas bort. Kan sidoströmmen renas innan den släpps till vattentäkten är en fråga som vattenproducenter bör undersöka närmare innan beslut tas.
Källa: Vitaly Gitis and Nicholas Hankins Water treatment chemicals: Trends and challenges. Journal of Water Process Engineering 25 (2018) pp 34-38.
