Change search
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link
Alternativa Fällningskemikalier: för ökad reduktion av organiska ämnen vid produktion av dricksvatten vid Görvälnverkert
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Industrial Ecology (moved 20130630).
2003 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

This is a master thesis report about how to improve the quality of drinking water usingalternative coagulants. The main object of the study was to increase the removal of organiccompounds in the coagulation process at Görvälnverket, Järfälla, due to increasing levels oforganic compounds in the raw water. A proposal of how to adjust the process for analternative coagulant and how much this would cost was also a part of the project. A minorpart of the project concerned why the organic compounds in the raw water at Görvälnverket isrelatively hard to coagulate.

Görvälnverket water works produces drinking water to approximately half a million people inthe suburbs north of Stockholm. The source of the raw water is Lake Mälaren. The process atGörvälnveket includes coagulation with aluminium sulphate, sedimentation, rapid filtrationthrough sand beds and disinfection with chlorine.

The alternative chemicals for coagulation were mainly ferric salts and some combinations offerric salts and aluminium sulphate. Some poly aluminium compounds were also tested. Thechemicals of interest were tested in a test equipment designed for laboratory tests offlocculation and coagulation. The result from the study showed that it is the pure ferric salts(ferric sulphate and ferric chloride) that have the biggest advantage in removing organiccompounds. One of the best coagulants in this study was PIX-322, extra pure ferric sulphatefrom Kemira Kemwater. The removal of organic compounds measured as CODMn increasedwith almost 50 % compared with coagulation with aluminium sulphate. Other ferric sulphateproducts gave similar results but since they are not as clean concerning toxic heavy metals,iron(II) and manganese the are not as interesting as alternatives. For a satisfying process, pHshould be adjusted to between 5-5,5 in the coagulation part and then raised to about pH 7before the rapid filtration.

The proposal for a change in the process includes coagulation with liquid ferric sulphate, pHadjustmentwith sulphur acid and then increasing the pH before the rapid filtration. It will bequite expensive but biggest cost is not the investment for a change in the process, it is thecosts related to the different chemicals needed. The coagulant is more expensive and togetherwith the acid and the increased need for lime the yearly costs for chemicals will with forinstance PIX-322 increase with up to four million kronor. In that case the cost of thechemicals will double compared with today.

The raw water at Görvälnverket is rather hard to coagulate and clean from organic substancescompared with water from other lakes. To find out why, raw- and drinking water sampleswere taken for analysis of humic substances. The results were compared with water fromanother water works, Ringsjöverket, which uses ferric chloride for coagulation. The bigdifferences were in which fractions that was removed. The result indicates that it is thehydrophilic fractions that are hard to remove with coagulation and that they contribute to a bigpart of the humic substances in Lake Mälaren. The reason for this could be that the humicsubstances in Lake Mälaren are older than the humic substances in the raw water ofRingsjöverket. This is due to longer time it takes for the water to reach Görvälnverket. Thehydrophobic fractions are already gone due to natural processes when the water reachesGörvälnverket. It also seems as coagulation with ferric salts can increase the removal ofmainly the hydrophobic fractions.

Abstract [sv]

Detta examensarbete är utfört vid Görvälnverket, Järfälla. Huvuduppgiften var att undersökahur avskiljningen av organiskt material kan ökas i fällningssteget med hjälp av alternativafällningskemikalier. Ett förslag till hur processen skulle justeras för att passa en ny kemikaliesamt vilka kostnader detta skulle medföra skulle också tas fram. En deluppgift i projektet varatt försöka ta reda på vad som gör råvattnet vid Görvälnverket relativt svårfällt. Bakgrundentill projektet är att halterna av organiskt material i råvattnet ökar.

Görvälnverket producerar dricksvatten till ca en halv miljon människor i de norra förorternatill Stockholm. Råvattnet tas från Mälaren. Processen på Görvälnverket består av fällning medaluminiumsulfat, sedimentering, snabbfiltrering genom sandbäddar och desinfektion med klor.

De alternativa fällningskemikalierna bestod i huvudsak av järnsalter (järnsulfat ochjärnklorid) och även några kombinationer mellan järn och aluminiumsalter. Utöver dessatestades även några polyaluminiumprodukter. Kemikalierna testades i en försöksutrustningspeciellt anpassad till fällningsförsök, Kemira Flocculator 2000. Resultaten från försökentyder på att det är de rena järnsalterna (främst järnsulfat) som sänker halten av organisktmaterial mest. En av de bästa produkterna var PIX-322 från Kemira Kemwater, en extra renjärnsulfatprodukt. Avskiljningen av organiskt material mätt som CODMn ökade med ca 50 %jämfört med fällning med aluminiumsulfat. Andra järnsulfatprodukter gav liknade resultat,men då de inte är lika rena med avseende på toxiska tungmetaller, tvåvärt järn och mangan ärde inte lika attraktiva som alternativ. För att processen ska fungera tillfredställande med enjärnsulfatprodukt bör pH justeras till under 5,5 vid fällningen och sen justeras upp till cirkapH 7 innan snabbfiltrering.

Förslaget till processförändring innefattar fällning med flytande järnsulfat, pH-justering medkoncentrerad svavelsyra och pH-höjning innan snabbfilter. De ekonomiska beräkningarna harvisat att det den stora kostnaden blir de ökade driftkostnaderna (ökad kalkåtgång, syra, dyrarefällningskemikalie) vilka med till exempel PIX-322 kan öka till nästan åtta miljoner kronorvilket motsvarar det dubbla mot kostnaden i dagsläget. Kapitalkostnaden för investeringenhamnar på knappt en halv miljon kronor per år med en kalkylränta på 8 % och enavskrivningstid på 15 år.

Råvattnet vid Görvälnverket är förhållandevis svårfällt med avseende på organiskt material.För att utreda varför togs råvattenprover från Mälaren och dricksvatten från Görvälnverket föratt jämföra med rå- och dricksvattenprover från Ringsjöverket i Skåne. Där används järnkloridsom fällningskemikalie och råvattnet tas från Bolmen. Prov togs även på vatten renat vidfällningsförsök med järnsulfat vid Görvälnverket. Vattenproverna analyserades med avseendepå humusämnen och i vilka fraktioner dessa förelåg. Resultaten tyder på att det är de hydrofilafraktionerna som är svåra att komma åt och att dessa utgör en stor del av humusen i Mälaren.Detta kan bero på att humusen är äldre i Mälaren än i till exempel Bolmen, vilket i sin turberor på att vattnet i Mälaren har längre omsättningstid. De mest lättfällda (hydrofoba)fraktionerna är redan borta när vattnet når Görvälnverket och de hydrofila fraktionerna harökat. Resultaten tyder även på att man med järnbaserade fällningskemikalier kan fälla bortmer av den hydrofoba fraktionen av humusämnena jämfört med fällning medaluminiumsulfat.

Place, publisher, year, edition, pages
2003.
Series
, TRITA-KET-IM, ISSN 1402-7615 ; 2003:15
National Category
Social Sciences Interdisciplinary
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-32531OAI: oai:DiVA.org:kth-32531DiVA: diva2:410991
Subject / course
Industrial Ecology
Educational program
Degree of Master - Environmental Engineering and Sustainable Infrastructure
Uppsok
Technology
Examiners
Note

www.ima.kth.se NR 20140804

Available from: 2016-03-26 Created: 2011-04-15 Last updated: 2016-03-26Bibliographically approved

Open Access in DiVA

No full text

By organisation
Industrial Ecology (moved 20130630)
Social Sciences Interdisciplinary

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 18 hits
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link