Membrananläggningen med nanofilter i Kristdala vattenverk installerades för tre år sedan. Åren har varit fyllda av intressanta erfarenheter, en del problem och ett kristallklart dricksvatten.

När Tekniska kontoret i Oskarshamn skulle handla upp en ny lösning för det lilla vattenverket i Kristdala 2005 frågade man efter en förbehandling av sjövatten före konstgjord infiltration genom kemisk fällning på uppströmsfilter. I upphandlingen dök ett intressant sidoanbud upp. Varför inte en biologisk reaktor före infiltrationen och sedan nanofiltrering av det infiltrerade vattnet?

– Lösningen såg intressant ut och prislappen på investeringen var lägre. Driften såg möjligen lite dyrare ut men bemanningen skulle bli mindre. Dessutom skulle vi få ett väldigt säkert dricksvatten, säger Charlotta Karlsson när hon fyra år senare motiverar beslutet.

Kristdala ligger tre mil väster om Oskarshamn och har cirka 1 000 invånare. Vattenverket ligger i en liten svacka i utkan­ten av samhället och byggdes 1960 som ett grundvattenverk med sandfilter för järnavskiljning. Grundvattnet räcker dock inte till utan verket är beroende av konstgjord infiltration av sjövatten.

Sedan ombyggnaden luftas sjövattnet i en kolonn och passerar en uppströms biologisk reaktor fylld med antracit innan det leds ut till infiltrationsbädden. Själva infiltrationsytan ligger precis vid vattenverket och är litet. Infiltrationstiden ner till grundvattnet är kort. När vattnet pumpas upp igen har färgtal och mängden organiskt material halverats.

Grundvattnet pumpas upp och tryckhöjs till cirka fyra bar och filtreras genom ett patronfilter med tio mikrometers por­-storlek. Patronfiltret är hittills en av anläggningens svaga punkter.

Sedan följer membranfiltren. Den ­första delen består av fyra tuber med fyra membran vardera. Koncentratet från denna del går vidare till en ny filtrering i tre tuber med fyra membran vardera. 20 kubikmeter i timmen pumpas in och 15 kubikmeter går vidare som renvatten, resten släpps ut igen som koncentrat.

pH och alkalinitet justeras med natriumkarbonat och ett delflöde passerar även ett alkaliskt filter för att höja kalciumhalten. Utgående vatten passerar även ett UV-aggregat.

– UV:et är bara en extra barriär. Porerna i nanofiltren är ju mindre än 100 mikrometer som är gränsen för en barriär, säger Charlotta Karlsson.

När entreprenaden stod klar i februari 2006 så jublades det i husen runt om i Kristdala. Ortens ganska tråkiga dricksvatten hade nu blivit kristallklart och abonnenterna hörde av sig till Tekniska kontoret för att berömma vattnet.

Utgående vatten har sedan dess hållt mycket hög kvalitet men personalen på tekniska kontoret har fått arbeta mer än beräknat med anläggningen. Patronfiltret klarade inte den varierande vattenkvaliteten från de två grundvattenbrunnarna. Vatten från den ena brunnen hade höga järnhalter och även höga turbiditetsnivåer.

Patronfiltret sattes igen snabbt av järn- och lerpartiklar med täta filterbyten som följd. Detta trots att antiscaling, en komplexbildare för att hålla järnet i lösning, doserats hela tiden. Antiscaling doseras regelmässigt vid drift av membranfilter men i Kristdala provade man även att placera doseringen före patronfiltret, utan resultat.

Patronfiltret fick modifieras för att förhindra att ofiltrerat vatten skulle kunna rinna förbi filtret.

– Nu har det blivit bättre av flera orsaker så tyvärr vet vi inte riktigt varför, berättar Charlotta Karlsson när Cirkula­tion besöker verket i början av november.

Dels har man satt in ett självspolande förfilter som först testats med 10 mikrometers porstorlek och nu med 25 mikrometers porstorlek. Dels har en ny brunn tagits i drift så att brunnen med de största kvalitetsproblemen kunnat ställas av. Dess­utom genomförde gatukontoret en lyckad läcksökning i Kristdala där resultatet blev en 40-procentig minskning av förbrukningen, vilket bidrar till en minskad belast­ning på patronfiltret.

Resultatet av de sammanlagda åtgärderna är att arbetsinsatsen från personalen minskat betydligt under hösten. De tidigare bytena av patronfilter var bökiga, det är inte anpassat för täta byten. Nu löper också tvättarna av membranen normalt. Under de första åren har man varit tvungna att tvätta membranen ofta. Trots det har inte alla igensättningar gått att få bort. I juni genomförde man en intensivperiod med fem tvättar på två veckor, då först kom man ned till ursprungsvärdena för trycket innan filtren.

Nu ser det ut som att driften blir den planerade med 1–2 normala tvättar per år.

– Det svåraste har varit att bereda råvattnet. Det kanske hade varit bra att göra en försöksdrift under ett år först, funderar Charlotta Karlsson.

Å andra sidan fick kommunen tre års garantitid på membrandelen av entreprenören Björks Rostfria, vilket man haft nytta av.

Lång erfarenhet av membran

På Gotlands kommun finns kanske landets bredaste praktiska erfarenhet av membranverk. Under de senaste tio åren har man haft tre membrananläggningar igång. Den senaste renar för bor i Åminne.

Under slutet av 2006 fick tre orter på Gotland uppmätt höga halter av grundämnet bor i dricksvattnet. I byarna Rone­hamn och När kunde problemet lösas med överföringsledningar från andra vattenverk men i Åminne krävdes en annan lösning.

– De alternativ som fanns var jonbytesteknik, omvänd osmos eller byte av vattentäkt, berättar driftingenjör Jonas Aaw.
Jonbytesteknik avskrevs ganska snabbt och någon problemfri vattentäkt finns inte inom räckhåll. Det tredje alternativet, membran med omvänd osmos, förvandlades under resan till ett fjärde, nanofiltrering i två steg.

– Lösningen komplicerades bland annat av att vi inte har något kommunalt avlopp där. När man pratar om membran tänker nästan alla på omvänd osmos men det finns ju en uppsjö av varianter, säger Jonas Aaw.

Det Gotlands kommun behövde i Åminne var en enkel, tillförlitlig anläggning som inte behöver särskilt mycket tillsyn och utifrån det byggde man processen.

Problem med bor är inte särskilt vanligt vid svenska vattenverk. I Åminne finns ämnet som borsyra i grundvattnet. Bor­syre­­molekylen är en jätteliten rackare och av det skälet skulle membran av typen omvänd osmos behöva användas. Efter ingående tester kom leverantör (Björks Rost­fria AB) och konsult (Miljökemi­gruppen) fram till en annan och mer energisnål lösning.

Efter ett patronfilter som tar de grövsta partiklarna avhärdas vattnet i ett nanofilter. Sedan höjs pH-värdet till 11, då omvandlas boren till en annan form som lättare kan avskiljas. Därför avslutas processen med ytterligare ett membransteg.

Ett problem är att processen är vattenkrävande. Cirka 25 procent av råvattnet försvinner som koncentrat i processen. För Åminneverkets del innebär det att den lilla vattentäkten inte riktigt klarar behovet under sommarhalvåret då de cirka 30 fast boende får sällskap av hundratals sommargäster. En ny vattentäkt håller på att tas i bruk som komplement, även den med höga borhalter.

Investeringen i det lilla vattenverket som kan producera 120 kubikmeter per dygn var förhållandevis hög men då var utgångsläget att man tidigare enbart pumpat upp vatten för distribution. Däremot blir driftskostnaden inte så farlig, anser Jonas Aaw, då anläggningen kan arbeta med ett ganska lågt tryck på fyra bar, tack vare nanofiltren.

Kommunen har nu två membranverk i drift. Det andra är ett ytvattenverk. Tidigare har man haft ett tredje verk med membran för avhärdning men det är numera ombyggt. I somras gjorde kommunen även försök med membran för avloppsvattenrening.

Ultrafilter alternativ i Göteborg och Luleå

I både Göteborg och Luleå finns membrananläggningar med ultrafilter med som alternativ för framtida vattenbehandling. Längst har Göte­borg kommit.

För Lackarebäcksverket i Göte­borg har förprojektering gjorts och upphandlingen av ultrafilter inletts.

– Vi väntar på politiskt beslut om investeringar på Lackarebäck, säger Claes Wångsell, produktionschef på Göteborg Vatten.

Om besluten går som tänkt så kommer detaljprojekteringen ske under 2010 med beräknad byggstart hösten 2011. Projektet innehåller även en kapacitetsökning för Lacka­re­bäcks­verket.

I Luleå har VA-avdelningen kört två pilotförsök med hyrda membran under ett års tid. Utvärderingen av försöken är klar och i Luleå finns även de politiska besluten klara. 200 miljoner kronor har avsatts för bygget av ett helt nytt vattenverk för centrala Luleå.

Här är det istället teknikvalet som inte riktigt är färdigt utan man befinner sig på ett förprojekteringsstadium. Det finns processalternativ till ultrafilter som VA-avdelningen också vill titta på, men ultrafilter är en av huvudmöjligheterna.

– Ekonomiskt är ultrafilter fullt gångbart, säger Stefan Marklund, avdelningschef på VA-avdelningen.
Luleås nya vattenverk ska stå klart till nyåret 2012.

Text: Erik Winnfors Wannberg

Fler bilder, faktarutor, tabeller, etc, kan finnas i den tryckta utgåvan av Cirkulation.