Vandressourcen. Hvordan produceres det sikre drikkevand? Fra grundvand til drikkevand. Drikkevandsbehandling

Størrelse: px

Starte visningen fra side:

Download "Vandressourcen. Hvordan produceres det sikre drikkevand? Fra grundvand til drikkevand. Drikkevandsbehandling"

Rudolf Paulsen
6 år siden
Visninger:

1 Vandressourcen Hvordan produceres det sikre drikkevand? HansJørgen Albrechtsen Professor, Cand.scient. PhD Sektionsleder Kun grundvand Meget decentralt Mange vandværker ~ 25 Big Bangkonferencen april. 218 Odense Congress Center (GEUS, 215) (UNESCOIHE at (IWA 214, International statistics for Water Services) Fra grundvand til drikkevand Drikkevandsbehandling Indhold: Anaerobe forbindelser CH 4 H 2 S Fe 2 Mn 2 CH 2 O (NVOC / AOC) Miljøfremmede stoffer (fx pesticider, MTBE) Simpel behandling: Beluftning Filtrering

Biologisk drikkevandsbehandling Biologiske hurtig sandfiltre Udvikling til

Afhjælpning af problemer Forskningsstrategi Opskalering? Nedskalering?

Fra at være erfaringsbaseret til at være baseret på videnskabelig

Nitrifikation Ammonium Oxiderende Bacteria/Archaea Nitrit Oxiderende Bacteria

1 mg/l O 2 NOB 5 mg/l NO 3 HJ Albrechtsen Mn 4 CO 2 SO 4 2 NO 3 Processen bør

Nitrifikation fungerer ikke altid optimalt ~1% vandværker >35.

hvis ikke opholdstiden er tilstrækkelig Utilstrækkelig effektivitet (lav

2 Biologisk drikkevandsbehandling Biologiske hurtig sandfiltre Udvikling til teknologi Mere bæredygtig Færre kemikalier Kræver Styring Forudsigelighed Afhjælpning af problemer Forskningsstrategi Opskalering? Nedskalering? Undersøgeser af filterprocesser på forskellige skala Fordele og ulemper 5 cm Fra at være erfaringsbaseret til at være baseret på videnskabelig procesforståelse Værktøjer til Diagnostik Løsninger Drikkevandsbehandling Nitrifikation Ammonium Oxiderende Bacteria/Archaea Nitrit Oxiderende Bacteria Fe 2 Fe 3 CH 4 Pesticider Mn 2 H 2 S.5 mg/l O 2 AOB AOA NO 2.1 mg/l O 2 NOB 5 mg/l NO 3 HJ Albrechtsen Mn 4 CO 2 SO 4 2 NO 3 Processen bør forgå på vandværket for at hindre iltforbrug under distribuering og opbevaring Nitrifikation fungerer ikke altid optimalt ~1% vandværker >35. m 3 /år med overskridelser For lav omsætningshastighed gennembrud af ammonium, hvis ikke opholdstiden er tilstrækkelig Utilstrækkelig effektivitet (lav affinitet) manglende evne til at omsætte lave koncentrationer (tærskelværdi) gennembrud af ammonium Ufuldstændig nitrifikation akkumulering af nitrit

Mikrobielle samfund i filtermaterialet Pyrosequenzing Små dyr i danske

, Musovic, S., Albrechtsen, HJ., AlSoud, W. A., Sørensen, S. J. & Smets, B.

1:229 2222 Dead and living Asellus aquaticus Ostracods (seed shrimps)

Nematodes (ringworms) Copepods (water fleas) Annelids (segmented worms)

of ammonia Electron transport generates a proton motive force.

NADH Reduction of oxygen ADP P i Out ATP Kobber (Cu) er vitalt for

Spormetaller Vol. removal rate [g NH4 N 8 2. [g NH 6 4 N 5 cm 2. [g N 4 2 5.

3 Mikrobielle samfund i filtermaterialet Pyrosequenzing Små dyr i danske vandværker Methylococcales Rhizobiales Nitrospira Nitrosomonadales Gülay, A., Musovic, S., Albrechtsen, HJ., AlSoud, W. A., Sørensen, S. J. & Smets, B. F. (216) ISME Journal. 1: Dead and living Asellus aquaticus Ostracods (seed shrimps) Amphipods (crustaceans) Collembolans (springtails) Turbellarians (flatworms) Nematodes (ringworms) Copepods (water fleas) Annelids (segmented worms) Garden slug Christensen, S.C.B., E. Nissen, E. Arvin, H.J. Albrechtsen, 211 Wat. Res., 45 (1) Procesbaseret optimering Ammonium Mono Oxygenase Oxidation of ammonia Electron transport generates a proton motive force. 4 e 2 e HAO Cyt c Cyt c 2 e AMO 2 e Q Cyt aa 2 e 3 Reverse e flow to make NADH Reduction of oxygen ADP P i Out ATP Kobber (Cu) er vitalt for nitrificerende mikroorganismer indgår i centralt enzym Småskala kolonner: Spormetaller Vol. removal rate [g NH4 N 8 2. [g NH 6 4 N 5 cm 2. [g N [g N 5.4 [g N 8. [g N 8. [g NH /m Time [h] Biomassen i kolonnerne kan stimuleres med sporstoftilsætning (Cu, P, Ni, Mo, osv.) Control trace metals Loading increase DTU Miljø, Tatari, Danmarks K.; Smets, Tekniske B.F.; Universitet Albrechtsen, H. J. (213) Wat.Res. Wagner, F.B., Nielsen, P.B., BoeHansen, R., 5. april : Albrechtsen, HJ. (216): Wat. Res. 95:28288.

Dosering af spormetal (Cu 2 ) Aktiv dosering med electrode Filtraflo NIT Fuldskala

metalplade 11.917 m 3 vand behandlet Kobberdoseringsmængde: 4.6 ±.2 g : 4.

, Albrechtsen, HJ. (216): 5. april 218 Wat. Res. 95:28288.

bidrag fra dybere del af filter inklusivbærelag Før før Cu dosering 7 d med Cu

Cu dosering 117 d med Cu dosering Filter dybde [cm] 2 4 6 8 1 177 d 57 d 37 d 22 d

dosering 117 d med Cu dosering DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet Wagner, F.

DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet Wagner, F.

4 Dosering af spormetal (Cu 2 ) Aktiv dosering med electrode Filtraflo NIT Fuldskala sandfilter: Kobberdosering Dosering af kemikalieopløsning Passiv dosering fra metalplade m 3 vand behandlet Kobberdoseringsmængde: 4.6 ±.2 g : 4.3 g DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet Wagner, F.B., Nielsen, P.B., BoeHansen, R., Albrechtsen, HJ. (216): 5. april 218 Wat. Res. 95: Ammoniumkoncentration over filterdybde Ammoniumkoncentration over filterdybde Ammonium [mg N L 1 ] Ammonium [mg N L 1 ] Toplag (1 cm) 57 døgn: 14 x hurtigere Filter dybde [cm] Væsentligt bidrag fra dybere del af filter inklusivbærelag Før før Cu dosering 7 d med Cu dosering 12 d med Cu dosering 22 d med Cu dosering 37 d med Cu dosering 57 d med Cu dosering 117 d med Cu dosering Filter dybde [cm] d 57 d 37 d 22 d 14 d 7 d Før Aktive lag 6 cm 57 døgn: 5 x hurtigere før Cu dosering 7 d med Cu dosering 12 d med Cu dosering 22 d med Cu dosering 37 d med Cu dosering 57 d med Cu dosering 117 d med Cu dosering DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet Wagner, F.B., Nielsen, P.B., BoeHansen, R., Albrechtsen, HJ. (216): 5. april 218 Wat. Res. 95: DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet Wagner, F.B., Nielsen, P.B., BoeHansen, R., Albrechtsen, HJ. (216): 5. april 218 Wat. Res. 95:28288.

[cm] 2 4 6 8 Nitrite [mg NO 2 N L 1 ],,4,8,12,16 Teknologi succesfyldt

Opstart af filtre Filter depth [cm] 4 6 8 1 før Cu dosering 7 d med Cu dosering 12

117 d med Cu dosering 1 Wagner, F.B., Nielsen, P.B., BoeHansen, R., Albrechtsen, HJ.

, Nielsen, P.B., BoeHansen, R., 5. april 218 Albrechtsen, HJ. (218): Wat. Res.

5 Ammoniumfjernelse nitritdannelse? Perspektiver 2 O 2 NO 2 NO 2 O 2 NO 3 Ammonium [mg N L 1 ],,1,2,3,4 Filter depth [cm] Nitrite [mg NO 2 N L 1 ],,4,8,12,16 Teknologi succesfyldt implementeret på > 1 vandværker Øger nitrifikationshastighed på fungerende filtre Opstart af filtre Filter depth [cm] før Cu dosering 7 d med Cu dosering 12 d med Cu dosering 22 d med Cu dosering 37 d med Cu dosering 57 d med Cu dosering 117 d med Cu dosering 1 Wagner, F.B., Nielsen, P.B., BoeHansen, R., Albrechtsen, HJ. (216): Wat. Res. 95: DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet Wagner, F.B., Nielsen, P.B., BoeHansen, R., 5. april 218 Albrechtsen, HJ. (218): Wat. Res. Er der pesticider i grundvandet? Er der pesticider i drikkevandet? 23 26% af indvindingsboringer ( ) 43% af monitoringsboringer ( ) (GEUS, 216)

6 Pesticider og nedbrydningsprodukter Monitoringsboringer Pesticider og nedbrydningsprodukter Produktionsboringer Pesticid Top2 Hvad kan vi gøre ved det? MCPP forurening på Kerteminde vandværk ( Grumo 216 (Hedegaard et al., 214, Paper I)

Potentiale for nedbrydning af pesticider i vandværker 3 pesticides Bentazon nedbrydning på Sjælsø plant II Hyppigt påvist i grundvand 3% af aktive indvindingsboringer Lovligt brug Hurtig fjernelse,

Albrechtsen, 214, Water Res 48, 7181) Nye udfordringer Blødgøring Mikrobiologiske forureninger Pesticider Desphenyl chloridazon Nitrat? Grænseværdi 5 mg/l kræftfremkaldende v. 4 mg/l??? Tak hana@env.

7 Potentiale for nedbrydning af pesticider i vandværker 3 pesticides Bentazon nedbrydning på Sjælsø plant II Hyppigt påvist i grundvand 3% af aktive indvindingsboringer Lovligt brug Hurtig fjernelse, inden for 1 time Ingen akklimatiseringsperiode Primært biologisk nedbrydning 3 sand filters (Modified from Hedegaard and Albrechtsen, 214, Water Res 48, 7181) (Modified from Hedegaard and Albrechtsen, 214, Water Res 48, 7181) Nye udfordringer Blødgøring Mikrobiologiske forureninger Pesticider Desphenyl chloridazon Nitrat? Grænseværdi 5 mg/l kræftfremkaldende v. 4 mg/l??? Tak hana@env.dtu.dk Forsyningen Allerød Rudersdal A/S Glostrup Nærum This work was supported by Danish Council for Strategic Research, the project DW Biofilters Sustainable drinking water treatment, biological filters SBB Stimuleret Biologisk Behandling

Relaterede dokumenter

Ammoniumproblemer på danske vandværker

Ammoniumproblemer på danske vandværker overbevisende effekt af sporstoftilsætning Florian B. Wagner*, Hans-Jørgen Albrechtsen; DTU Miljø, *flowa@env.dtu.dk Peter Borch Nielsen, Rasmus Boe-Hansen; Krüger