Optimisation of a small-scale ultrafiltration system for separation of humic substances from surface water

Abstract: Norrvatten är den fjärde största dricksvattenproducenten i Sverige. De producerar och distribuerar dricksvatten till 14 kommuner norr om Stockholm. Norrvatten har under en tid studerat alternativa processer för att optimera och öka produktionskapaciteten och effektiviteten i deras dricksvattenreningsverk vid Görvälnverket.  I detta projekt har en pilotanläggning använts för att studera och optimera ett hybridprocessteg bestående av ett koagulerings- och ultrafiltreringssteg med syfte att avlägsna humusämnen från ytvatten. Effekten av pH, reaktionstid och olika matarvattenkvaliteter (Görväln, Fyrisån och sandfiltrat) analyserades genom en serie experiment utförda med pilotanläggningen. Den mest optimala placeringen av ett eventuellt ultrafiltreringssteg i reningsprocessen studerades även.   Resultaten från experimenten påvisade att pH mellan 6.1 och 6.7 inte hade någon effekt på reningen av fDOM. Mer signifikanta skillnader i rening kunde observeras mellan de olika koaguleringsdoserna, vilket indikerar att denna parameter är viktigare än pH. Reaktionstiden hade ingen märkbar effekt på anläggningens reningseffektivitet. Däremot ökade transmembrantrycket tio gånger snabbare under experimenten med den kortare reaktionstiden. Dessa resultat antyder att de bildade flocken var mindre och därmed blev mer tätt packade i ultrafiltret vilket i sin tur lett till det snabbt ökande trycket i membranet. En avskiljning av minst 50 %, men inte mer än 60 %, av det ingående fDOM kunde uppnås med alla matarvatten utom sandfiltratet, som hade en reningseffektivitet på 18 %. Vattnet från Fyrisån visade sig vara en utmaning för anläggningen att hantera, då trycket snabbt byggdes upp i membranet vilket tyder på att anläggningen inte klarar för starkt förorenade vatten. Resultaten från sandfiltratexperimenten visade att ett ultrafiltreringssteg efter sandfiltren skulle kunna vara en möjlig placering av ultrafiltren. Ytterligare studier krävs dock för att med säkerhet kunna bestämma den mest optimala placeringen.   Sammanfattningsvis visar resultaten från experimenten lovande tecken på att en ultrafiltreringsprocess är ett möjligt alternativ för att öka Norrvattens dricksvattenreningsverks effektivitet och kapacitet.