Dansk Vand Konference Christian Stamer, Krüger A/S

Transkript

1 Dansk Vand Konference Christian Stamer, Krüger A/S november 2013

2 Kvalitetskrav til overfladevand Hvor kan overfladevand med fordel benyttes til vandforsyning Fjernelse af organisk stof fra fersk overfladevand Sikring af den hygiejniske kvalitet Konklusion

3 Kvalitetskrav til overfladevand I modsætning til for grundvand er der i EU opstillet kvalitetskrav til overfladevand, der skal anvendes til fremstilling af drikkevand Implementeret i dansk ret ved Miljøministeriets bekendtgørelse nr. 162 af 29. april 1980 om kvalitetskrav m.v. til overfladevand, som anvendes til fremstilling af drikkevand

4 Parameterværdier for råvand Overfladevandet skal analyseres for de parametre, der er angivet i direktivet. Der må herefter - afhængig af vandkvaliteten - vælges den fornødne vandbehandlingsmetode.

5 Bedømmelse af analyseværdier Overfladevandet opfylder kvalitetskravene, hvis 95 % af prøverne ligger inden for de tilladelige værdier, og hvis det for højst 5 pct. af prøverne gælder, at vandet ikke afviger mere end 50 pct. fra de pågældende parameterværdier bortset fra 1. temperatur, 2. ph, 3. opløst ilt og 4. mikrobiologiske parametre.

6 Prøvetagning Vandprøverne skal tages på det sted, hvor overfladevandet skal indvindes Prøvetagningerne skal fordeles over året, så der opnås et repræsentativt billede af vandkvaliteten. Hyppighed Den årlige hyppighed for prøvetagning og analyse er anført i Miljøministeriets bekendtgørelse.

7 Kvalitetsparametre for overfladevand Bakteriologi Overfladevand er forurenet, også med fækale koliforme bakterier Temperatur Overfladevand er koldt om vinteren og varmt om sommeren Makroskopiske forhold Overfladevands farve, smag og lugt afviger fra rent vand (især hvis der er algevækst i vandet) Indholdet af SS kan være højt Vandkemi Vandkemien er varierende, hvor grundvand er konstant (f.eks. varierer ph over døgnet, hvis der er alger i vandet) Overfladevand er ofte blødere end grundvand Saltindholdet er ofte lavere

8 Hvor kan overfladevand med fordel benyttes? I Danmark anses overfladevand at være af sekundær kvalitet i forhold til grundvand og bruges derfor ikke længere til drikkevand. Vore historiske erfaringer med overfladevand er knyttet til Søndersø, Sjælsø og Regnemark Vandværk Hertil kom en mindre række storforbrugere af vand: Papir- og kartonfabrikker, Kraftværker. Kalundborg kommune leverer i dag overfladevand fra Tissø til industrielt forbrug med drikkevandskvalitet.

9 Fordelen ved overfladevand er ikke prisen behandlingen er som regel meget dyrere end grundvandsbehandling men ressourcebetinget, dvs. hvis trækket på grundvandsressourcen er på grænsen af det bæredygtige. En stærkt vandforbrugende virksomhed på Midtsjælland kunne f.eks. udnytte den kapacitet, som blev frigjort efter nedlæggelse af overfladevandværket i Regnemark Gudenåen, Suseå og Odense Å, har tidligere været vandkilde for papirindustrien, og kunne udnyttes igen

10 Fjernelse af organisk stof fra fersk overfladevand Overfladevand indeholder en række opløste organiske stoffer (NOM), som er tilført fra forskellige kilder. Naturlige organiske stoffer kan skyldes restprodukter som udskilles fra alger og bakterier, der lever i vandet. udvaskninger fra jorden af stoffer dannet ved nedbrydning af planter og jordens øvrige indhold af organisk stof

11 NOM er generelt uønsket i drikkevand, bl.a. fordi det påvirker vandets farve, smag og lugt; reagerer med klor, og danner uønskede biprodukter påvirker driften af behandlingsanlæg negativt mht.: 1. driftsstabilitet 2. renseeffekt 3. koagulantforbrug 4. kapacitet af GAC eller PAC ved at blokere porer giver biologiske genvækst i ledningsnettet; forøger mobiliteten af tungmetaller;

12 NOM fjernes ved følgende, kendte behandlingsprocesser: kemisk fældning adsorption på aktiv kul (GAC) membranfiltrering biologisk omsætning. iltning i advanced oxidation processes (AOP).

13 Kemisk fældning Kemisk fældning er den mest anvendte metode til fjernelse af NOM. Kemisk fældning består af en række fysisk-kemiske processer: koagulering (tilsætning af fældningsmiddel i en turbulent zone), flokkulering (langsom omrøring), partikkelseparation (bundfældning, flotation og/eller filtrering) desinfektion

14 Aktiv kulfiltrering Adsorption af NOM afhænger af den kemiske affinitet, men også af molekylevægtsfordelingen i NOM og porestørrelsesfordelingen i GAC. Termisk reaktivering af GAC kan føre til, at porestørrelsesfordelingen ændres, så adsorptionen af store molekyler øges på bekostning af de små. Kapaciteten af GAC falder ved blokering af makroporer med store humusmolekyler/kolloider. Kemisk fældning anvendes derfor ofte forud for aktiv kulfiltrering, fordi belastningen på kullene derved mindskes. GAC adsorption kan anvendes i forbindelse med en kraftig oxydation med ozon. Oxydation bevirker, at NOM bliver mere biologisk omsætteligt. Der anvendes for denne process ofte betegnelsen BAC dvs. Biologically Activated Carbon.

15 Membranfiltrering Nanofiltreringsteknologien er en effektiv proces inden for vandsbehandlingen, da den specifikt fjerner stoffer, der er danner desinfektionsbiprodukter (THM). Ved membranfiltreringsprocesserne dannes ikke ret meget slam og anvendes ikke ret mange kemikalier. Anlæggene er meget kompakte og velegnede for uovervåget, automatisk drift. Driftsomkostningerne er højere end for kombinationen af kemisk fældning og GAC-adsorption

16 Avancerede oxidationsprocesser En AOP gennemføres ved vandets naturlige temperatur og beror på dannelsen af høj-reaktive, frie radikaler, først og fremmest hydroxyl-radikaler. De mest effektive metoder til dannelsen af frie radikaler er at anvende en kombination af ozon og UV (O 3 +UV) eller brintperoxid og UV (H 2 O 2 +UV). Metoden anvendes mest ved afværgeanlæg og mindre til NOM.

17

18 Sikring af den hygiejniske kvalitet / Kemiske desinfektionmidler Klor Klor er anvendt i 100 år og har elimineret vandbårne epidemier. Klor er kraftigt reagerende og danner giftige stoffer ved sædvanlig anvendelse. Der er derfor en klar tendens bort fra klor. Klordioxid Klordioxid er mindre reaktivt, men er desværre dyrt at anvende. Klordioxid fremstilles på stedet ud fra natriumklorit og klor eller saltsyre.d et er muligt at opnå desinfektion med lavere koncentration af klordioxid end med klor.

19 Sikring af den hygiejniske kvalitet / Kemiske desinfektionmidler Ozon Ozon er en gas, som fremstilles på stedet. Ozon er ubestandigt. Efter højst 20 minutter er det forsvundet fra vandet. Ozon er stærkt energiforbrugende at fremstille. Monokloramin Monokloramin dannes ved reaktion mellem klor og ammonium og kan anvendes i stedet for klor. Monokloramin kræver lang kontakttid. Stoffet reagerer ikke med organisk stof og danner ikke giftige forbindelser. Monokloramin anvendes ofte i en kombination med en primær desinfektant som ozon eller UV.

20 Sikring af den hygiejniske kvalitet / Fysiske metoder Destruktion af bakterier, virus og parasitæg kan opnås ved stråling med ultaviolet lys med en bølgelængde omkring 254 nm. Ultraviolet behandling har været kendt længe, men det er forholdsvist nyt, at de vandbårne parasitter Cryptosporidium og Giardia kan inaktiveres med lave UVdoser. De nævnte parasitter er klorresistente. Visse virus kan overleve selv høje UV-doser. Human adenovirus type 2 er således den mest UV-resistente virus rapporteret til dato. UV kan derfor suppleres med en lav klordose, hvis virus i råvandet er et problem.

21 Sikring af den hygiejniske kvalitet / Mekaniske metoder En effektiv metode til hygiejnisering er en absolutfjernelse af partikler fra vandet ved membranfiltrering. Når parasitter, bakterier og virus er fjernet, kan vandet anvendes risikofrit. Metoden er temmelig kostbar og må betragtes som lettere eksperimentel. Membranprocesserne vinde stigende indpas. F.eks. er virusfjernelse den væsentligste begrundelse for opførelsen af et membrananlæg i Gøteborg.

22 Konklusion Grundvandsforekomsten i Danmark er ikke fordelt optimalt. I visse egne er der risiko for et overforbrug i forhold til bæredygtigheden af ressourcen. Her kunne udnyttelse af overfladevand komme på tale. Der eksisterer i dag fremragende teknologi til rensning af overfladevand, som både er efterprøvet og økonomisk forsvarlig. Det gælder, hvad enten der er tale om drikkevand til befolkningen eller procesvand til industrien.