Fällning över ultrafiltermembran och effekter på mikrobiell flora i Varbergs distributionsnät
Alexander Keucken
Sandy Chan, Kristjan Pullerits, Cathrine Paul, Peter Rådström, Moshe Habagil, Jennie Lindgren, Karin Rask, Ingemar Svensson, Sven‐Erik Eriksson
Från pilot till fullskaleanläggning
Tidsperiod: 2010 ‐ 2016
Kvarnagården VV‐ ny beredning (sedan nov. 2016)
Blandat råvatten (yt‐/grundvatten)
Snabbfiltrering (sand)
Ultrafiltermembran + fällning
Multipel barriärfunktion, effektiv NOM‐avskiljning
Alkalisering (kalk + koldioxid)
UV‐ljus (godkänd primär desinfektion)
Kloramin (ledningsnät)
Två oberoende mikrobiologiska barriärer (avskiljande/inaktiverande)
Effektiv reduktion av naturlig organiskt material (NOM) genom direktfällning över UF‐membran
Fullskaledesign: UF‐tvåstegs process (1)
Uppföljning av mikrobiologisk barriärverkan och NOM‐avskiljning
Mikrobiologisk barriärverkan
• AIT (Airflow Integrity Test)
• On‐linemätare turbiditet
• On‐line partikelräknare
• VLP‐analyser
NOM‐avskiljning
• On‐linemätare för färg och UV‐
absorbans
• Lab‐analyser (bulkparametrar, fluorescens och LC‐OCD)
Resultat: Barriärverkan (virus)
Resultat: NOM‐avskiljning
Dåvarande beredning vs. direktfällning med UF
DOC Råvatten
3000
DOC Utgående vatten
DOC Ledningsnät
(från vattenverket)
(4780 m från vattenverkt)
2500
2000
1500
1000
500
0
Före (21 juni)
Typ
Biopolymerer
Humus substanser
Building Blocks
LMW Neutrals
LMW Acids
Efter (4 januari)
Före (21 juni)
Efter (4 januari)
Före (21 juni)
Efter (4 januari)
Storlek (g/mol) Råvatten
>>20.000
‐13%
Utgående vatten
‐66%
Ledningsnät
‐69%
~1000
300‐500
<350
<350
‐45%
‐23%
‐22%
‐100%
‐46%
‐13%
‐18%
‐100%
‐3%
+10%
+39%
‐25%
Vad är effekterna i ledningsnätet?
Lägre NOM‐halt
Förändrad sammansättning av NOM‐fraktioner
• Förändras biofilmens bakteriesammansättning?
• Påverkas vattenkvalitén?
• Tilltar den mikrobiella korrosionen?
Ledningsnätet före och efter UF
Schematisk bild av ett ledningsrör före och efter UF:
Grön färg visar biofilmen och (B) står för de mikroorganismer som frisätts från biofilmen. Blå pilar (A) representerar de mikroorganismer som passerat vattenverket.
Efter UF: • Enbart mikroorganismer från ledningsnätets biofilm
• Lågmolekylärt organiskt kol som passerar vattenverket
Flödescytometri
• Totalantalet bakterier
• % viabla bakterier
• Profilering av bakteriefloran
• Resultat inom 1 timme
Florans fingeravtryck (före UF)
%HNA
49.8±0.15
Råvatten
49.1±0.15
Före UV‐behandling
47.5±0.23
Utgående dricksvatten
47.4±0.21
Ledningsnät 1
47.7±0.06
Ledningsnät 2
Ledningsnät 3
47.5±0.12
Provpkt. 2:Utgående
vatten (VV)
bakterier/mL %viabla %HNA
Provpkt. 1:UF feed (före
UF)
bakterier/mL %viabla %HNA
A* 750 000
B* 710 000
C 880 000
D 840 000
E 810 000
F 760 000
G 810 000
H 890 000
I 700 000
J 860 000
K 890 000
*=råvatten
81%
68%
80%
73%
52%
58%
78%
59%
78%
68%
65%
60%
64%
41%
41%
42%
41%
51%
50%
45%
46%
47%
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
660 000 57% 51%
510 000 51% 55%
23 000 14% 37%
24 000 17% 37%
8 000 18% 38%
25 000 25% 38%
21 000 19% 42%
2 200 53% 45%
1 100 23% 22%
580 29% 48%
1 400 60% 46%
A 650 000 62% 50%
B 500 000 60% 54%
C 22 000 18% 39%
D 29 000 21% 37%
E 12 000 25% 43%
F 29 000 25% 39%
G 22 000 24% 45%
H
4 800 50% 54%
I
1 600 68% 63%
J
2 000 57% 55%
K
2 000 60% 56%
Beredning utan UF
Idrifttagande av UF
Intrimning av UF
Provpkt. 5: 4780 m avstånd
till VV
bakterier/mL %viabla %HNA
Provdrift av UF
A 670 000 65% 50%
B 460 000 64% 55%
C 33 000 33% 44%
D 30 000 24% 38%
E 18 000 32% 49%
F 31 000 41% 45%
G 29 000 26% 46%
H
4 500 64% 54%
I * 111 000 41% 50%
J
2 200 65% 64%
K
4 400 70% 57%
*=ledningsspolning av
exploateringsområde
Kvarnagården VV
Provpkt. 3: 2827 m avstånd till VV
bakterier/mL %viabla %HNA
A: 27 sep
B: 26 okt
C: 29 nov
D: 1 dec
E: 7 dec
F: 13 dec
G: 4 jan
H: 7 feb
I: 21 feb
J: 7 mar
K: 22 mar
Provpkt. 4: 3772 m avstånd till VV
bakterier/mL %viabla %HNA
A 660 000 56% 50%
B 460 000 59% 54%
C 22 000 23% 45%
D 33 000 24% 39%
E 15 000 31% 44%
F 26 000 20% 42%
G 22 000 31% 50%
H
5 000 56% 56%
I
3 700 64% 68%
J
2 700 49% 67%
K
3 200 72% 68%
Utgående dricksvatten (vattenverket)
Före UF
27 sep
Antal bakterier
Normaliserat antal bakterier
26 okt
UF start
29 nov
1 dec
7 dec
13 dec
Provpkt. 5: 4780 m avstånd till VV
4 jan
Antal bakterier
Normaliserat antal bakterier
UF provdrift
Genomstorlek
7 feb
22 feb
7 mars
Genomstorlek
22 mars
