Koncept med detaljerad analys av råvattenkvalité

2021-06-14

När behovet av råvatten ökar är det många huvudmän som försöker kombinera vatten från olika täkter vilket kan leda till utfällningar och smakstötar. EnviDan har tagit fram ett koncept med detaljerad analys av de olika borrorna för att hitta rätt strategi för blandning av vatten med olika råvattenkvalité. Detta kombineras därefter med riktad rening för respektive borra. 

I EnviDans koncept genomförs i första hand en detaljerad analys av de olika borrornas råvattenkvalité. Genom omfattande vattenkemiska beräkningar identifieras kombinationer av brunnar som kan producera ett acceptabelt dricksvatten som inte orsakar utfällningar eller smakstötar vid blandning. En strategi för hur råvatten med olika kvalité ska kunna blandas tas fram. 

Därefter görs en värdering av olika behandlingsmetoders avskiljningsförmåga för specifika parametrar, varefter brunnarna rangordnads efter vilka som bäst kan förses med rening. I detta skede har hänsyn tagits både till borrornas vattenkvalité samt produktionskapacitet. Lämplig rening föreslås för applicering på respektive råvattenström något som leder till en ökad kapacitet och leveranssäkerhet vid vattenverken utan att hela råvattenmängden behöver behandlas.

CASE STUDY

 

Vattenverket har en utmanande problematik. Borrorna med bäst kapacitet är mättade med kalciumkarbonat vilket leder till kalkutfällningar på ledningsnätet medan andra har förhöjda halter av pesticider eller nitrat. En borra innehåller mangan runt gränsvärdet och tre har förekomst av naturlig organiskt material (NOM). Reningsprocessen består av desinfektion med UV och på grund av låg UV-transmittans kan endast begränsad mängd vatten från borrorna påverkade av NOM användas. 

Inför projektet kunde enbart en kombination av två borror (utav sex) användas som tillsammans producerade ett lämpligt dricksvatten. Detta begränsade vattenproduktionen avsevärt i ett läge där kapaciteten istället behövde öka. För att möta förväntat vattenbehov behövde fler borror kunna kopplas in. 

 

Tabell 1. Generell vattenkvalité i de tillgängliga borrorna. CaCO3 jämvikt beräknade för 10°C med Aqion PRO.

Borra A B/C D E/F
pH 7,5 7,8 (B)
8,2 (C)
7,7 7,8 (E)
8,0 (F)
Hårdhet Relativt hårt Relativt hårt Relativt hårt E mycket hårt
F hårt
Nitrat, NO3 <10 mg/l, minskande  -  Cirka 20 mg/l,
=max. rekomm
Cirka 20 mg/l,
 =max. rekomm.
CaCO3 jämvikt Aggressivt, 
10 mg/l löses upp
Aggressivt
5 mg/l löses upp (B)
0,2 mg/l löses upp (C)
Aggressivt, 
3 mg/l löses upp
Övermättat 
22 mg/l fälls ut (E)
4 mg/l fälls ut (F)
Pesticider <<gränsvärde på 0,1 µg/l  -  Nära gränsvärde   - 
UV-transmittans  Varierande, 
77 – 90 %/cm
Låg, 
B 80 %/cm, 
C 73 %/cm
Hög, 
> 90 %/cm
Mycket hög,
> 95 %/cm

 

Alternativ till rening

För att öka kapaciteten har EnviDan analyserat borrornas råvattenkvalité med avseende på parametrarna ovan. Omfattande vattenkemiska beräkningar har genomförts där bland annat kalkutfällningspotentialen (CCPP) för olika kombinationer av vatten har beräknats. Lämpliga behandlingsmetoder för specifika parametrar har undersökts och värderats. Borrorna har rangordnats efter vilka som bäst kan förses med rening, både sett till borrans specifika problematik och dess produktionskapacitet.

De alternativ som har undersökts är följande och i tabell 2 nedan syns resultaten. Beroende på behovet kan kunden därefter välja vilken strategi som är lämplig att gå vidare med. 

  1. Nuvarande system. A och F borror i produktion, D avleds till bäck för att skydda täkten.
  2. Nanofilter (NF) på delflöde från E/F. Huvudsyfte: avhärdning. 
  3. Nanofilter (NF) på hela flödet från B/C. Syfte: NOM och mangan avskiljning. 
  4. Aktiverat kol (GAC) filter för D. Syfte: avlägsna pesticider. 

Tabell 2. Kombination av borror med och utan vattenbehandling. Parametrar för vattenkvalité och behandlingskapacitet. ​

 Alt  Komb. borror  CCPP10°C
CCPP90°C
UV-trans-mittans Kapacitet Kommentar
0 A: 30%
F: 70%
1 mg 
22 mg 
94 %/cm  3200 m3/d Status quo, begränsad kapacitet, enbart 2 borror tillgängliga för optimal kvalité.
1a  E/F: NF, 35%
B/C: bypass, 65%
2 mg 
30 mg
>97 %/cm 3600 m3/d NF ström 65 m3/h, 13 m3/h rejekt.
Enbart en täkt i detta scenario.
1b A: 24%
E/F: NF, 16%
B/C: bypass, 60% 
1 mg 
29 mg
>90 %/cm 4900 m3/d NF ström 41 m3/h, 8 m3/h rejekt.
3 borror används, liten NF-anläggning.
2 A, B, C 
E, F: skiftande %
NF för B & C 
Beror på blandning  >90 %/cm >7700 m3/d NF ström max 285 m3/h, max 57 m3/h rejekt. 5 borror tillgängliga för optimal kvalité.
Mix med lämplig CCPP är möjlig.
3 A, D
E, F; skiftande %
GAC-filter för D
Beror på blandning  >88 %/cm 7350 m3/d GAC-filter max 50 m3/h. 
4 borror tillgängliga för optimal kvalité. 
Mix med lämplig CCPP är möjlig.

 

Pilotförsök

Det valdes att fortsätta med ett pilotprojekt för nanofiltrering för att avlägsna kalk från borrorna E och F. Med mjukgörande av vattnet från dessa borror plus borra A skulle framtida vattenbehov kunna tillfredsställas. Detta alternativ skulle även reducera även nitrathalten på det flöde som behandlades. Dock visades sig avsaknaden av ett filtersteg och förekomsten av järn och mangan täppa igen filtret regelbundet och orsaka driftproblem. En lösning med avhärdning via jonbyte valdes därför istället.  

Parallellt med nanofiltreringen påbörjades ett pilotförsök med aktivt kol för borra D. Borran har en god produktionskapacitet men på grund av förekomst av pesticider och nedbrytningsprodukter av BAM pumpas vatten endast till en närliggande bäck för att skydda täkten. Kolfilter kommer att installeras under sommaren 2021. 

Genom den detaljerade analysen av råvattenborror kunde ett lämpligt schema för blandning av vatten med olika kvalité tas fram. Den låg även till grund för att ta fram förslag på lämplig behandling för de olika råvattenmängderna, som därefter kunde testas. Tack den riktade behandlingen kunde reningsmetoderna skräddarsys för respektive råvattenström och flera av brunnarna tas i drift så att vattenförsörjningen för området säkras. Det undveks även att en dyr lösning behövde applicerades på hela råvattenflödet.

Elin Hermansson

KONTAKTA
MIG FÖR MER
INFORMATION

Elin Hermansson