Testanlegget ved Kattås Vannverk.

Vellykket utprøving av en naturbasert flokkulant

Bekymring for mikroplast i miljø og jakt på sirkulære løsninger innen VA er bakteppet for at bransjen ønsker bærekraftige alternativer til plastpolymerer i vannbehandling. En masteroppgave ved NMBU viser at naturbasert kitosan er et godt alternativ.

0

I vannbehandlingsanlegg med direkte filtrering er det vanlig å bruke flokkulant for å fortykke spyleslammet fra filterkolonnen. Slamproduksjonen ved drikkevannsanlegg øker i takt med økt produksjon og en økende organisk belastning fra råvannskildene.

Selv om det ikke er funnet klare negative virkninger forårsaket av bruk av polymerer under slambehandling er det bekymring rundt det store forbruket av polymerer i vann- og avløpsrensing, med en økende mengde mikroplast i miljø. I enkelte land har man av hensyn til helse gått så langt som å forby bruk av syntetiske polymerer i vannbehandling, herunder Danmark og Spania.

I sin masteroppgave ved NMBUs studium i vann- og miljøteknikk har Tore Tveit Diskerud testet ut en naturbasert flokkulant på spyleslam fra Asker og Bærum Vanns testrigg ved Kattås Vannverk. Hovedveileder for oppgaven har vært professor Lars Hem ved NMBUs institutt for bygg og miljøteknologi. Oppgaven er skrevet på initiativ fra Asker og Bærum vannverk (ABV) og Oslo kommune, vann- og avløpsetaten (VAV). Under arbeidet har Vigdis Bjerke, Thorbjørn Undrum og Jon Mobråten ved ABV bistått under arbeidet og gitt faglige innspill.

Oppgaven ble gjennomført både i laboratorium og ved praktisk utprøving, der kitosan ble sammenlignet med med tre syntetiske alternativer. Spyleslammet fra pilotanlegget ble produsert gjennom moldeprosessen og med jern som koagulant. Man benyttet samme som råvannskilde som vannverket benytter seg av (Holsfjorden).

Målet var å undersøke ved hvilke pH og doseringsmenger av flokkulanten som ville gi best resultat, med hensyn til slamkonsentrasjon, pH og turbiditet i klarvannsfasen. Gjennom forsøket ble koaguleringsdose, belastning på filteret og tilbakespyling holdt konstant på selve pilotanlegget for vannbehandling.

Forsøket var delt i to, hvor første del bestod av å teste effekten av kitosan-basert polymer, nonionisk, kationisk og anionsik syntetisk polymer som flokkulant i spyleslammet ved bruk av jartest. Ut fra jar-testen gav kitosan-basert polymer som flokkulant et mer volumiøst fortykket slam, sammenlignet med de syntetiske polymerene testet i dette forsøket. Fordelen med å bruke kitosan-basert polymer sammenlignet med de syntetiske polymerene, er at kitosan gav lavere turbiditet i klarvannsfasen over et bredere pH-spekter. Bruk av pH-justerer sammen med polymerene gav lavere turbiditet i klarvannsfasen, men mer volumiøst fortykket spyleslam. 

Andre del av forsøket bestod av å teste kitosan-basert polymer i pilotanlegget med samme premisser som for jar-testen. I korthet viste forsøkene i pilotanlegget at kitosan kunne erstatte syntetiske polymerer som fortykker i spylevannslammet uten at det forringer resultatet: Dosering på 0.25 mg kitosan/l gav turbiditet under 8 FNU ved pH i klarvann på 4.6. Med dosering på 1.0 mg kitosan/l ble turbiditeten i klarvannsfasen høyere i takt med lavere pH i spyleslammet. Lavest turbiditet var ved pH i klarvann på 6.4, som gav turbiditet i klarvannsfasen på 6.5 FNU. pH i klarvannsfasen på 4.6 og 5.7 med dosering 0.5 og 0.75 mg kitosan/l gav turbiditet i klarvannsfasen mellom 5.7 og 7.7 FNU.

– Da jeg fikk muligheten til å teste effekten av bærekraftig flokkulant på spyleslam fra et pilotanlegg, var det noe som interesserte meg fra første stund. Spesielt siden det er lite forskning gjort på fortykking av spyleslam fra vannbehandlingsanlegg. Å lete etter bærekraftige alternativer er så klart spennende, og slambehandling fra drikkevannsrensing ser ut til å ha vært et godt sted å begynne, resultatene er jo lovende, sier Tore Tveit Diskerud.

Kitosan lages primært av skall fra krepsdyr og produseres i østen og benyttes i dag innen et bredt spekter av vannbehandling. Produktet som ble benyttet var av varmerke Kitoflokk og ble levert av firma Teta Vannrensing på Lørenskog. 

Professor Lars Hem ved NMBU

– Det er nesten litt rart at ikke interessen for kitosan er større, og jeg synes vel flere kunne sett nærmere på dette alternativet. Prisen på kitosan har nok bidratt til at bruken ikke har favnet bredere, men selv om det er mer kostbart i innkjøp har det en rekke fordeler nedstrøms. Å benytte kitosan også som alternativ til syntetiske polymerer i vannbehandlingen er også et felt vi ønsker å studere nærmere i en lignende oppgave i nær framtid, sier professor Lars Hem ved NMBU.

Unikt testanlegg: I forbindelse med nytt drikkevannsanlegg på Kattås og reservevannforsyning til Oslo ble det besluttet i 2014 at det skulle utbedres et pilotanlegg basert på Moldeprosessen for å finne ut hvilket koagulanter, filtermasser og driftsvilkår, som fungerer best på denne type anlegg. Tidligere er anlegget testet med ulike koagulanter og det er undersøkt om anlegget kan driftes med returvannstilførsel