Evaluation of The Viral Reduction Potential using Ultrafiltration Membranes in the Drinking Water Treatment Process at Norrvatten

Abstract: En pilotanläggning för ultrafiltering testas nu i Norrvattens reningsprocess för att undersöka ifall den kan användas som en tredje mikrobiologisk barriär i reningsprocessen. Målet med detta projekt är att testa membranets kapacitet att filtrera bort viruspartiklar men även membranet generella reduktionsförmåga för andra mikrobiologiska och kemiska kontamineringar. För att hitta lämpliga kandidater att använda sig av för att mäta reduktionskapaciteten av membranet har en litteraturstudie samt experimentell testning av råvattnet genomförts. OD mätningar på bakteriekulturer samt plackbildandeenheter (PBE) har undersökt för att se om bakteriofager kan finnas i proven. Ungefär 9000 L av ingående och utgående vatten från ultrafilteringen har koncentrerats med hjälp av ett elektropositivt filter som senare har eluerats och ultracentrifugerats. Pellet från ultracentrifugeringen har testat för virusdetektion med hjälp av PCR, qPCR samt PBE. TOC och absorbansmätningar har också genomförts på ingående och utgående vatten från ultrafiltermembranet. Slutligen utfördes ett bänkskaleexperiment för att undersöka hur väl filtret reducerade MS2 fager i utgående vatten. Den inledande testningen visade att plantviruset PMMoV och Pseudomonas fager kan vara bra kandidater att använda sig av för att mäta virusreduktionen över ultrafiltermembranet. När elueringen från ultrafiltreringen testades indikerades en minskad DNA koncentrationen över ultrafiltermembranet med hjälp av Qubit-mätningar. Testningen visade även indikation på att PMMoV reduceras över membranet samt att Pseudomonas fager kan finnas i vattnet. TOC och absorbansmätningarna visade en konstant reduktion över membranet. I bänkskaleexperiment borde enlig teori alla fager stoppas av membranet eftersom viruset är större än porstorleken 20 nm, dock visade experimentell testning på att fager även fanns i utgående vatten från filteringen. Resultat av studien indikerar att mikrobiologiska och kemiska kontamineringar tas bort av membranet, dock för att bestämma den exakta virusreduktionen över membranet och ifall alla kontamineringar större än filters porstorlek (20 nm) tas bort kräver vidare testning.  E. coli fager, som i Livsmedelverket nya restriktioner används för att undersöka mikrobiologiska risker i vattenreningsprocesser, har också testats under studien på vattnet utan positiva utslag. Det kan därför vara av intresse att även undersöka andra fager, så som Pseudomonas fager för att kontrollera dem mikrobiologiska riskerna med vattenrening.