Med membran kan vi rena mer vatten bättre

Det är en spännande tid för Jonas Grundestam och hans kollegor på Henriksdals avloppsreningsverk. Sedan i april pågår de första försöken med membranteknik – en avloppsreningsmetod som kan revolutionera reningsverkets kapacitet.

Membranteknik för avloppsrening har funnits länge men inte i Sverige. Om Stockholm Vatten installerar membranteknik på Henriksdal blir vi inte bara först ut i Sverige utan Henriksdal blir också världens största membranverk. Det största idag ligger i Kina och tar emot 150 000 kubikmeter vatten per dygn. Vi tar i dagsläget på Henriksdal emot 220 000 kubik per dygn. 

-  Sedan mitten av april pågår försök med membranteknik på Henriksdal, berättar Jonas Grundestam, strategisk processutvecklare.

Utrustningen behövde saneras
Den 18 mars anlände membranutrustningen till Henriksdal från Danmark. Mars månad var iskall och membranen får inte frysa. Under transporten tvingades man ha glykol på membranen, något som ledde till att utrustningen var tvungen att saneras före driftsättning.

-  Det var en hel del bestyr med att tvätta membranen, säger Jonas. Vi behövde förutom en syra och en bas även natriumhypoklorit för att få bort glykolen. Natriumhypoklorit används bara på vattenverken normalt sett och aldrig på avloppsreningsverken. Det är en hel del nytt som vi måste lära oss framöver.

Nu är membranutrustningen placerad i utloppet av luftningsbassängen, invid eftersedimentering och sandfilter. Vattnet som renas i försöket tas från bioreaktorn. Där kommer den att stå i ungefär ett halvår.

-  Men det här försöket är bara första steget. Maskinen vi har nu är relativt enkel och på den ska vi lära känna tekniken och utvärdera resultaten noga. Steg två utgörs av en pilotstudie på Sjöstadsverket som ska starta efter sommaren. Då ska vi använda en annan utrustning i drift i en hel linje som liknar ett bioblock på Henriksdal. Inom två-tre år kommer steg tre, nämligen en fullskaleanläggning på Henriksdal.

Mer kväve kan renas bort
Den omfattande försöksverksamheten är nödvändig, dels för att vi ska lära oss hur tekniken fungerar, dels för att utröna om investeringen lönar sig i framtiden. Membranteknik är en relativt dyr lösning, både initialt och genom förhöjda driftskostnader. För att ett reningsverk ska överväga membran krävs dels platsbrist, dels hårda reningskrav.

-  Stockholm Vatten uppfyller båda kriterierna. Membranen kan inrymmas i eftersedimenteringen vilket gör att vi inte behöver bygga ut nya volymer för den biologiska reningen på verket. Vi har också krav på minskade kväveutsläpp från dagens tio milligram per liter. Hur mycket vi åläggs att minska utsläppen är inte klarlagt än men vi tror det kan bli ner till sex milligram per liter.

Läkemedelsrester och mikroplaster
Membrantekniken ger en långt bättre rening än dagens metoder. Det pilotförsöken vill ta reda på är hur långt man kan nå med membran. Är tekniken tillräcklig även för nästa miljökravhöjning?

-  Det är en viktig fråga eftersom investeringen är stor. Hur låga nivåer kan vi nå? Och kan partiklar som dagens rening inte klarar av renas bort med hjälp av membranen? Mikroplaster är ett exempel som ska undersökas. Läkemedelsrester och andra svårnedbrytbara ämnen är andra exempel på aktuella parametrar för utvärdering i pilotförsöken.

Luft kan förhindra igensättning
En förutsättning för att membranen ska fungera är en bra grovrening, annars finns risk att membranen sätter igen. Just hur man ska hantera igensättning är något som är ständigt aktuellt inom forskningen kring membran och det kommer det att ägnas mycket kraft åt i försöken.

-  Med membranteknik kommer kemikalieanvändningen på Henriksdal att öka, saltsyra, lut och hypoklorit framför allt. Man kan även hålla membranen rena med hjälp av luft som blåses längs med membranen. Här kan vi säkert jobba fram smarta lösningar för ökad energieffektivitet. Men luften för renhållningen av membranen leder i sin tur till större energiförbrukning.

Hela membraninvesteringen förutsätter att vattnet från Bromma reningsverk leds till Henriksdal, något som nu utreds. Det är så investeringen kan löna sig. Men inte bara det, membranteknikens kapacitetsökning är också det som möjliggör att vattnet kan ledas dit.

FAKTA:

Det här är membranteknik
Membranutrustningen som är i drift just nu på Henriksdals avloppsreningsverk är av typen plattmembran. I en filtermodul sitter membranen i ramar på rad. Membranteknik är en separationsprocess som avskiljer det aktiva slammet i luftningsbassängen från det renade avloppsvatten. Porstorleken på membranen är 0,2 mikrometer men på grund av den biofilm som bildas på membranen kan även mindre partiklar avskiljas. Tekniken ersätter funktionen för både eftersedimentering och sandfilter och från den biologiska reningen strömmar ett partikelfritt renat vatten. Detta ger också goda förutsättningar för ett eventuellt framtida reningssteg för exempelvis läkemedelsrening.

Slamkvaliteten blir oviktig
Kapaciteten på dagens biologiska rening bestäms av kvaliteten på slammet. Vid ett membranfilter har slamegenskaperna ingen betydelse. Membranen håller kvar slammet i anläggningen oavsett hur hög slamhalten är. Tack vare membrantekniken får man dels en högre biologisk kapacitet, det vill säga mer kväve kan renas bort, dels en högre hydraulisk kapacitet, det vill säga mer vatten kan tas in för rening. Kontentan blir att vi kan rena mer vatten bättre!

Effektiviteten mäts i termen ”flux” och permeabilitet som betyder liter per kvadratmeter och timme samt flux per tryckenhet. Försöken får ge vid handen vilket flux just Henriksdal kommer att ha för den här specifika membrantypen.