(17) Oppgradering av vannbehandlingen i Harstad

Kursdagene 2010 Tekna/NTNU, Trondheim, 7-8. januar 2010 Hvor sikker og bærekraftig er norsk vannforsyning? (17) Oppgradering av vannbehandlingen i Harstad Pilotforsøk med koagulering og alkalisk filtrering Bjørnar Eikebrokk, SINTEF Bjørnar Eikebrokk, Sjefsforsker, Dr. SINTEF Byggforsk, Avd Infrastruktur - Vann og miljø bjornar.eikebrokk@sintef.no; mobil 93058590, SINTEF Byggforsk 1

Basert på presentasjon på møte i Harstad 31 mars med senere oppdatering i juni 2009 INNHOLD Bakgrunn Forsøksopplegg Forsøksresultater Fase 1: Optimale koaguleringsbetingelser Fase 2: Optimale filtreringsbetingelser Fase 3: Supplerende forsøk med høy ph Konklusjoner og refleksjoner SINTEF Byggforsk 2

Hovedbudskap Pilotforsøk i forkant av en fullskala utbygging kan forbedre dimensjoneringsgrunnlaget - og gi svært nyttig informasjon om fremtidig rentvannskvalitet, korrosjonskontroll og driftsforhold Hvert råvann er særegent og det er fortsatt rom for overraskende resultater, jfr den høye koaguleringsph som kunne anvendes ved Fe-koagulering i Harstad Pilotforsøk innebærer en betydelig opplæringseffekt for fremtidig driftspersonell Forsøkene gir nyttig kunnskap om tilpasning/styring av prosessen - og for risikoanalyser/wsp SINTEF Byggforsk 3

Bakgrunn for forsøkene i Harstad Trend til økende råvannsfarge i Storevann Nord Stor aktivitet i nedbørfeltet tvilsom kildebarriere Harstad kommune vil oppgradere vannforsyningen for å oppnå økt hygienisk sikkerhet og flere barrierer Man ønsket pilotforsøk med koagulering-filtrering og integrert korrosjonskontroll for å styrke dimensjoneringsgrunnlaget og for å skaffe seg erfaring med metoden Man ønsket også erfaring med behandling og korrosjonskontroll av slikt råvann - med uvanlig god kvalitet SINTEF Byggforsk 4

Skisse av pilotanlegget i Harstad SINTEF Byggforsk 5

Bilde av piloten SINTEF Byggforsk 6

Plan for forsøk, prøvetaking og analyser OVERSIKTSPLAN for pilotskala optimaliseringsforsøk ved Harstad Vannbehandlingsanlegg, 2008 Hovedmål: 1) Å finne optimale koaguleringsforhold (koaguleringsprofilen) for råvann fra Storevann Nord (optimal dose og ph) 2) Å kartlegge effektene av ulik filterbelastning (filtreringsprofilen) ved de funne optimale koaguleringsbetingelser Koder: R = Registrering/avlesning (on-line) av ph, turbiditet, filtreringshastighet (Q) og trykktap i filter (Tas ut som Excel-ark fra PC over den tiden forsøket pågår) D = Anvendt koagulant-dose V = Anvendt Verdi for koagulerings-ph x = Prøvepunkt for uttak og analyse av vannprøver. Prøveuttak ca 2-3 timer etter forandringer i driftsbetingelser - når utløpsvannkvalitet (turbiditet) fra filteret er stabil Fase 1. Optimalisering av koaguleringsforhold (dose og ph) Forsøk Innstillinger & Avlesninger/Registreringer (on-line i anlegget) Punkt for Vannprøveuttak & Analyseparametere nr. PIX dose ph Turbiditet Vannføring Q Temp Koagulert vann (filterinnløp) Råvann + Utløpsvann fra filter (mg Fe/L) (NTU) (m 3 /t) ( C) SS, Fe, Zetapotensial ph Turb Farge UV-abs TOC Fe Ca Alk 1 2.0 4.4 R R R x x x x x x x x x 2 2.0 4.2 R R R x x x x x x x x x 3 2.0 4.0 R R R x x x x x x x x x 4 2.0 osv hvis turb avtar R R R x x x x x x x x x osv ved behov R R R x x x x x x x x x 5 2.0 4.6 R R R x x x x x x x x x 6 2.0 4.8 R R R x x x x x x x x x 7 2.0 5.0 R R R x x x x x x x x x 8 2.0 osv hvis turb avtar R R R x x x x x x x x x osv ved behov R R R x x x x x x x x x 11 1.8 4.4 R R R x x x x x x x x x 12 1.8 4.2 R R R x x x x x x x x x 13 1.8 4.0 R R R x x x x x x x x x 14 1.8 osv hvis turb avtar R R R x x x x x x x x x osv ved behov R R R x x x x x x x x x 15 1.8 4.6 R R R x x x x x x x x x 16 1.8 4.8 R R R x x x x x x x x x 17 1.8 5.0 R R R x x x x x x x x x 1.8 osv hvis turb avtar R R R x x x x x x x x x SINTEF Byggforsk 7

PC-loggefiler (hvert 10. sek) og Dataformater Dato klokkeslett flow - turb råv - ph råv - ph koag turb ut ph ut trykk 1 trykk 2 13 Nov 2008 08:00:09 122.557.124 7.370 7.223.687 7.967 1.005.895 13 Nov 2008 08:00:19 125.676.125 7.365 7.223.732 7.955 1.023.910 13 Nov 2008 08:00:29 125.781.124 7.392 7.190.785 7.941 1.016.906 13 Nov 2008 08:00:39 126.668.124 7.408 7.103.836 7.935 1.015.903 13 Nov 2008 08:00:49 123.654.124 7.387 7.010.890 7.935 1.003.896 13 Nov 2008 08:00:59 122.872.124 7.436 6.819.951 7.938 1.000.894 13 Nov 2008 08:01:09 121.460.124 7.370 6.650 1.009 7.952.992.880 13 Nov 2008 08:01:19 120.525.124 7.425 6.513 1.068 7.959.984.879 13 Nov 2008 08:01:29 119.696.124 7.452 6.360 1.113 7.975.984.876 13 Nov 2008 08:01:39 118.389.124 7.398 6.224 1.150 7.990.976.865 13 Nov 2008 08:01:49 119.429.124 7.430 6.098 1.170 8.010.997.884 13 Nov 2008 08:01:59 122.347.124 7.463 6.005 1.180 8.018 1.008.901 13 Nov 2008 08:02:09 125.266.124 7.408 5.923 1.184 8.038 1.029.916 13 Nov 2008 08:02:19 125.581.124 7.447 5.820 1.175 8.064 1.026.919 13 Nov 2008 08:02:29 124.904.124 7.398 5.760 1.166 8.075 1.023.913 13 Nov 2008 08:02:39 123.959.123 7.398 5.716 1.144 8.108 1.016.901 13 Nov 2008 08:02:49 122.500.124 7.425 5.689 1.119 8.120 1.012.902 13 Nov 2008 08:02:59 122.500.123 7.425 5.667 1.090 8.148 1.004.895 SINTEF Byggforsk 8

Konvertering til Excel-format m/beregninger Dato Tid Tf (h) Q (l/h) Turb-Råv ph-råv ph-koag Turb-ut ph-ut Trykk-bunn Trykk-topp Δ H (m) 18 Feb 2009 08:24:37 0,00 0,286 0,098 7,337 5,05 0,054 7,666 3,437 1,03 0,118 18 Feb 2009 08:24:47 0,00 0,754 0,097 7,365 5,039 0,06 7,667 3,439 1,029 0,115 18 Feb 2009 08:24:57 0,01 0,601 0,098 7,288 5,034 0,058 7,667 3,439 1,026 0,112 18 Feb 2009 08:25:07 0,01 129,692 0,098 7,272 5,039 0,066 7,695 2,893 1,013 0,645 18 Feb 2009 08:25:17 0,01 125,161 0,098 7,163 5,105 0,103 7,652 2,884 0,993 0,634 18 Feb 2009 08:25:27 0,01 125,991 0,097 7,234 4,488 0,145 7,612 2,892 1,01 0,643 18 Feb 2009 08:25:37 0,02 129,377 0,097 7,261 3,467 0,202 7,607 2,901 1,022 0,646 18 Feb 2009 08:25:47 0,02 129,377 0,098 7,234 3,325 0,229 7,61 2,895 1,018 0,648 18 Feb 2009 08:25:57 0,02 129,119 0,098 7,299 3,363 0,236 7,607 2,897 1,023 0,651 18 Feb 2009 08:26:07 0,03 129,434 0,098 7,266 3,374 0,23 7,627 2,901 1,021 0,645 18 Feb 2009 08:26:17 0,03 129,167 0,097 7,316 3,478 0,209 7,697 2,897 1,021 0,649 18 Feb 2009 08:26:27 0,03 128,7 0,098 7,19 3,751 0,198 7,8 2,897 1,015 0,643 18 Feb 2009 08:26:37 0,03 128,385 0,098 7,25 3,964 0,204 7,919 2,899 1,018 0,644 18 Feb 2009 08:26:47 0,04 128,127 0,097 7,239 4,209 0,207 8,009 2,899 1,01 0,636 18 Feb 2009 08:26:57 0,04 128,023 0,098 7,119 4,417 0,212 8,081 2,894 1,005 0,636 18 Feb 2009 08:27:07 0,04 128,595 0,097 7,283 4,684 0,207 8,143 2,893 1,007 0,639 18 Feb 2009 08:27:17 0,04 127,765 0,098 7,327 4,974 0,216 8,187 2,895 1,01 0,64 18 Feb 2009 08:27:27 0,05 127,708 0,098 7,299 5,383 0,223 8,224 2,896 1,006 0,635 18 Feb 2009 08:27:37 0,05 127,135 0,097 7,299 5,65 0,232 8,269 2,889 1,005 0,641 18 Feb 2009 08:27:47 0,05 127,345 0,098 7,343 5,858 0,247 8,306 2,892 1,005 0,638 18 Feb 2009 08:27:57 0,06 127,708 0,098 7,283 6 0,271 8,33 2,889 1,003 0,639 18 Feb 2009 08:28:07 0,06 127,24 0,097 7,332 6,093 0,3 8,355 2,892 1 0,633 18 Feb 2009 08:28:17 0,06 126,201 0,098 7,25 6,175 0,325 8,377 2,889 0,994 0,63 18 Feb 2009 08:28:27 0,06 126,201 0,098 7,261 6,24 0,351 8,398 2,887 0,992 0,63 18 Feb 2009 08:28:36 0,07 125,314 0,098 7,288 6,289 0,374 8,406 2,89 0,992 0,627 18 Feb 2009 08:28:46 0,07 125,581 0,098 7,332 6,349 0,405 8,417 2,887 0,987 0,625 18 Feb 2009 08:28:56 0,07 124,999 0,097 7,283 6,388 0,435 8,433 2,883 0,987 0,629 18 Feb 2009 08:29:06 0,08 124,589 0,097 7,245 6,42 0,467 8,435 2,887 0,982 0,62 18 Feb 2009 08:29:16 0,08 123,854 0,098 7,283 6,448 0,5 8,454 2,886 0,977 0,616 18 Feb 2009 08:29:26 0,08 122,5 0,097 7,332 6,475 0,532 8,463 2,879 0,972 0,618 18 Feb 2009 08:29:36 0,08 121,985 0,097 7,261 5,612 0,568 8,471 2,877 0,96 0,608 18 Feb 2009 08:29:46 0,09 120,468 0,097 7,305 5,7 0,602 8,471 2,872 0,957 0,61 Trykktap Δ H = Trykk toppgiver + 2,525 Trykk bunngiver SINTEF Byggforsk 9

Beregninger AVG, STDEV, MAX, MIN, N for hele forsøket AVG, STDEV, MAX, MIN, N for de siste 30 min før prøveuttak Beregning av initielt trykktap H 0 (cm) og trykktapsøkning k (cm/time) Hele forsøket Q (l/h) Turb-Råv ph-råv ph-koag Turb-ut ph-ut Trykk-bunn Trykk-topp ΔH (m) AVG 120,35 0,17 7,33 4,84 0,22 7,22 2,88 1,30 0,95 STDEV 3,15 0,00 0,04 0,34 0,46 0,33 0,01 0,22 0,23 MAX 129,90 0,17 7,40 6,64 2,54 8,49 2,91 1,62 1,30 MIN 108,60 0,17 7,05 3,37 0,00 7,05 2,85 0,87 0,53 N 1481 1481 1481 1481 1481 1481 1481 1481 1481 Siste 30 min før prøvetaking AVG 114,14 0,17 7,34 4,90 0,02 7,07 2,86 1,62 1,28 STDEV 3,06 0,00 0,03 0,08 0,01 0,01 0,01 0,00 0,01 MAX 120,00 0,17 7,40 5,13 0,04 7,10 2,88 1,62 1,30 MIN 108,60 0,17 7,28 4,58 0,01 7,05 2,85 1,61 1,26 N 181 181 181 181 181 181 181 181 181 k (cm/h) = 0,099 SINTEF Byggforsk 10

Turbiditet (NTU) Trykk (m) Vannføring (l/h) ph Standard figurer utarbeidet for hvert forsøk 140 120 100 Q-inn-l/h 8,5 8,0 7,5 7,0 ph-råv ph-koag ph-ut 80 60 Vannføring gjennom filter 6,5 6,0 5,5 ph i råvann, filtrert og koagulert vann 40 20 0 0 1 2 3 4 5 6 5,0 4,5 4,0 3,5 0 1 2 3 4 5 6 2,0 1,6 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 Turbiditet i råvann og filtrert vann Turb-Råv Turb-Ut 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 Trykk filterbunn, trykk filtertopp (vannstand) og trykktap i filtersengen Trykk-Bunn Trykk-Topp Trykktap 0,0 0 1 2 3 4 5 6 0,0 0 1 2 3 4 5 6 SINTEF Byggforsk 11

Prøveuttak og analyser Prøver av råvann, koagulert vann og utløpsvann fra filter ble uttatt når turbiditeten hadde stabilisert seg (normalt etter ca 3 t filtrering) Kun et prøveuttak i fase 1 (korte forsøk); To prøveuttak i F2. Analyseparametre Toslab: Rå- og rentvann: ph, turb, farge, alkalitet, UV-T50, Fe, Ca, TOC Koagulert vann: ph, turb, farge, UV-T50, Fe, STS, (alk, Ca, TOC) Tillegg: Svovel (S) f.o.m. F14 Parallelle analyser/tilleggsanalyser SINTEF/NTNU: Fe, Ca, S, Cl (ICP-MS) Zetapotensial i koagulert vann NOM-fraksjonering og BDOC-analyse (F101) SINTEF Byggforsk 12

Oversikt over forsøk og variasjonsområder Totalt: 52 forsøk Fase 1: Variasjon av ph- og koagulantdose Fast filtreringshastighet v f 41 forsøk ph 3.7-6.7 PIX-dose 1.2 2.2 mg Fe/L Konstant v f = 7.5 m/h (120 l/h) Fase 2: Ulike filtreringshastigheter m/opt koag-betingelser fra Fase 1 6 forsøk Optimal, fast PIX-dose 1.8 mg Fe/L; ph 4.5 Varierende v f = 3.7 8.6 m/h (60 140 l/h) Fase 3: Supplerende forsøk med høy koagulerings-ph (gunstig for korrosjonskontrollen) Fast filtreringshastighet 5 supplerende forsøk PIX-doser: 1.8 og 2.2 mg Fe/L; ph 6.0-6.8 Konstant v f = 7.5 m/h (120 l/h) SINTEF Byggforsk 13

Resultater Fase 1 Identifikasjon av vannets koaguleringsprofil Viser kun to parametre som typiske eksempler SINTEF Byggforsk 14

Utløpsturbiditet - Avlest On-line (NTU) Turbiditet On-line Middelverdier for de siste 30 min før prøveuttak Forsøk Harstad 2008- PIX113 0,5 0,4 1.2-PIX 1.5-PIX 0,3 0,2 0,1 1.8-PIX 2.0-PIX 2.2-PIX Råvann: 0.14 0.07 0,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 Koagulerings-pH-Online SINTEF Byggforsk 15

UV-T-50 (%) UV-transmisjon Forsøk Harstad 2008- PIX113 100 80 60 40 20 Råvann: 46 1 2.2-PIX 2.0-PIX 1.8-PIX 1.5-PIX 0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 Koagulerings-pH-Online SINTEF Byggforsk 16

Resultater Fase 2 Identifikasjon av vannets filtreringsprofil Valgte optimalbetingelser: Koagulering-pH: 4.5 Koagulantdose: 1.8 mg Fe/L Driftsbetingelsene må finjusteres under innkjøringen av det nye fullskalaanlegget SINTEF Byggforsk 17

Turbiditet (NTU) Trykk (m) Vannføring (l/h) ph Resultater Fase 2 F101: 120 l/h (7.4 m/h) 160 140 120 Q-inn-l/h 8,5 8,0 7,5 7,0 ph-råv ph-koag ph-ut 100 6,5 80 60 40 20 0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 Turb-Råv Turb-Ut 6,0 5,0 4,0 Trykk-Bunn Trykk-Topp Trykktap 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 3,0 2,0 1,0 0,0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 SINTEF Byggforsk 18

Utløps-UV-transmisjon (5 cm) UV-transmisjon i utløpsvann: Fase 2 100 95 Forsøk Harstad 2008 - PIX113 1.8 mgfe/l; Koagulerings-pH 4.5 Toslab Råvann Fase 2 46.8±1.5 % T-50 90 85 80 0 2 4 6 8 10 Filtreringshastighet (m/h) SINTEF Byggforsk 19

AVG Utløps-pH-online Utløps-pH: Fase 2 Middelverdier siste 30 min før siste prøvetaking 8,0 Forsøk Harstad 2008 - PIX113 1.8-PIX; ph4.5 7,5 7,0 6,5 6,0 Med unntak av ph, Ca og alk. påvirkes vannkvaliteten lite av endringer i filtreringshastighet i området 4-9 m/h 0 2 4 6 8 10 Filtreringshastighet (m/h) SINTEF Byggforsk 20

Trykktap (m) Initielt trykktap og trykktapsutvikling: Fase 2 Filtreringshastigheter 3.7-8.6 m/h 1,6 1,4 1.3 m disponibel trykkhøyde 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 140l/h 120l/h 100l/h 80l/h 60l/h 0 5 10 15 20 SINTEF Byggforsk 21

Filtersykluslengde før overløp (hr) Filtersykluslengde før trykktapsterminering/overløp: Fase 2 30 25 1.8-PIX; ph4.5 Forsøk Harstad 2008 - PIX113 20 15 10 5 Disponibel trykkhøyde 1.3 m 0 0 2 4 6 8 10 Filtreringshastighet (m/h) SINTEF Byggforsk 22

Fase 3: Supplerende forsøk med høy koagulerings-ph (mai 2009) Spørsmål som ønskes besvart: Vil man oppnå stabil og god utløpsvannkvalitet ved en koagulerings-ph i området 6-6.8 og en PIX-dose i området 1.8-2.2 mg Fe/L slik at man kan sløyfe doseringsopplegg for CO 2 - og evt også HCl? Følgende supplerende forsøk ble utført: F206: 1.8 mg Fe/L (PIX113); ph 6.0 F207: 1.8 mg Fe/L (PIX113); ph ca 6.8 (Ingen HCl) F208: 2.2 mg Fe/L (PIX113); ph 6.0 F209: 2.2 mg Fe/L (PIX113); ph ca 6.8 (Ingen HCl) F210(=F209): 2.2 mg Fe/L (PIX113); ph ca 6.8 (Ingen HCl) SINTEF Byggforsk 23

Resultater Fase 3 Supplerende forsøk med høy koagulerings-ph fortrinn mht redusert syrebehov og korrosjon Forsøksbetingelser (F206-210): Koagulering-pH: 6.0-6.8 Koagulantdose: 1.8 og 2.2 mg Fe/L Filtreringshastighet: 7.5 m/h (120 L/h) SINTEF Byggforsk 24

Koagulerings-pH-online-siste 30 min Sammenheng mellom koagulerings-ph, HCl-dose og Fe-dose 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 Forsøk Harstad 2008 - PIX113 1.2-PIX 1.5-PIX 1.8-PIX 2.0-PIX 2.2-PIX 3,0 2,0 1,0 0,0 0 5 10 15 20 Tilsatt HCl (ml/min) SINTEF Byggforsk 25

Turbiditet (NTU) Vannføring (l/h) Resultater Fase 3 F206: 1.8 mg Fe/L; Koagulerings-pH 6.0 Trykk (m) ph 160 140 120 Q-Ut filter 8,5 8,0 7,5 7,0 ph-råvann ph-koag ph-ut 100 6,5 80 60 40 20 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2,0 6,0 1,8 1,6 1,4 1,2 Turb-Råvann Turb-Ut 5,0 4,0 Trykk-Bunn Trykk-Topp Trykktap 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3,0 2,0 1,0 0,0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 SINTEF Byggforsk 26

Turbiditet (NTU) Vannføring (l/h) Resultater Fase 3 F207: 1.8 mg Fe/L; Koagulerings-pH 6.8, Ingen HCl Trykk (m) ph 160 140 120 Q-Ut filter 8,5 8,0 7,5 7,0 ph-råvann ph-koag ph-ut 100 6,5 80 60 40 20 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2,0 6,0 1,8 1,6 1,4 1,2 Turb-Råvann Turb-Ut 5,0 4,0 Trykk-Bunn Trykk-Topp Trykktap 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3,0 2,0 1,0 0,0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 SINTEF Byggforsk 27

Turbiditet (NTU) Vannføring (l/h) Resultater Fase 3 F208: 2.2 mg Fe/L; Koagulerings-pH 6.0 Trykk (m) ph 160 140 120 Q-Ut filter 8,5 8,0 7,5 7,0 ph-råvann ph-koag ph-ut 100 6,5 80 60 40 20 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2,0 6,0 1,8 1,6 1,4 1,2 Turb-Råvann Turb-Ut 5,0 4,0 Trykk-Bunn Trykk-Topp Trykktap 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3,0 2,0 1,0 0,0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 SINTEF Byggforsk 28

Turbiditet (NTU) Vannføring (l/h) Resultater Fase 3 F209: 2.2 mg Fe/L; Koagulerings-pH 6.8, Ingen HCl Trykk (m) ph 160 140 120 Q-Ut filter 8,5 8,0 7,5 7,0 ph-råvann ph-koag ph-ut 100 6,5 80 60 40 20 0 0 1 2 3 4 5 6 7 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 0 1 2 3 4 5 6 7 2,0 6,0 1,8 1,6 1,4 1,2 Turb-Råvann Turb-Ut 5,0 4,0 Trykk-Bunn Trykk-Topp Trykktap 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 0 1 2 3 4 5 6 7 3,0 2,0 1,0 0,0 0 1 2 3 4 5 6 7 SINTEF Byggforsk 29

Utløpsturbiditet - Avlest On-line (NTU) Samlede resultater: Fase 1-3 Midlere turbiditet siste 30 min før prøvetaking Resultater fra Fase 3 vist med sorte punktmarkører (5 stk) Forsøk Harstad 2008- PIX113 1,0 1.2-PIX 0,8 1.5-PIX 0,6 1.8-PIX 2.0-PIX 0,4 2.2-PIX 0,2 0,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 Koagulerings-pH-Online SINTEF Byggforsk 30

Utløpsfarge- (mg Pt/L) Samlede resultater: Fase 1-3 Farge i utløpsprøver (Toslab) Resultater fra Fase 3 vist med sorte punktmarkører (5 stk) Forsøk Harstad 2008- PIX113 30 25 1.2-PIX 1.5-PIX 1.8-PIX 2.0-PIX 20 2.2-PIX 15 10 5 0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 Koagulerings-pH-Online SINTEF Byggforsk 31

UV-T-50 (%) Samlede resultater: Fase 1-3 UV-transmisjon (5 cm) i utløpsprøver (Toslab) Resultater fra Fase 3 vist med sorte punktmarkører (5 stk) 100 80 Forsøk Harstad 2008- PIX113 60 2.2-PIX 2.0-PIX 40 1.8-PIX 20 1.5-PIX 1.2-PIX 0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 Koagulerings-pH-Online SINTEF Byggforsk 32

Rest-Fe (mg/l) Samlede resultater: Fase 1-3 Rest-Jern i utløpsprøver (Toslab) Resultater fra Fase 3 vist med sorte punktmarkører (5 stk) Forsøk Harstad 2008- PIX113 1,0 0,8 2.2-PIX 2.0-PIX 0,6 1.8-PIX 0,4 1.5-PIX 1.2-PIX 0,2 0,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 Koagulerings-pH-Online SINTEF Byggforsk 33

Korrosjonskontrollvurderinger ved Harstad vannverk (J. Brandt) Korrosjonskontroll ved karbonatisering Kontaktfiltrering og karbonatisering i samme filter Karbonatiseringen er nært knyttet til koaguleringen Korrosjonsparametre i pilotforsøk Pilotforsøkene ble i hovedsak utført for å optimalisere koaguleringsprosessen Det ble ble utført målinger av kalsium, alkalitet og ph i rentvann Marmorlaget i pilotanlegget var kun 1 m dypt, og korrosjonsparametrene vil ha høyere verdi ut fra et fullskalaanlegg med 2 meter marmor i filteret Beregning av korrosjonsparametre Asplan Viak supplerte pilotforsøkene med separate beregninger av korrosjonsparametrene ph, alkalitet og kalsium I tillegg ble klorid- og sulfatinnholdet beregnet Beregningene ble utført ved hjelp av Deffeyes diagram og Langliers indeks for å beregne likevektstilstanden med CaCO 3 SINTEF Byggforsk

Vannets gang i Deffeyes diagram ved optimale koaguleringsbetingelser (J. Brandt) Rentvann Råvann PIX113+HCl CaCO 3 Koagulering SINTEF Byggforsk

Oppsummering korrosjonskontroll (J. Brandt) Overflatevann med høy alkalitet og ph Råvannskvalitet: ph 7,3 - Alkalitet 0,42 mmol/l - Kalsium 8,3 mg/l-ca Den høye alkaliteten er en utfordring i forhold til bruk av jern som koagulant. Koagulerings-pH bør da normalt ligge 4,5 CO 2 er uegnet Ved koagulerings-ph rundt 4,5 er CO 2 (karbonsyre) uegnet til ph-justering av koaguleringen CO 2 -dosering vil også føre alkalitet og kalsiuminnhold i rentvann unødig høyt Separat saltsyredosering Det bygges separat doseringstank for saltsyre, slik at koagulerings-ph kan optimaliseres. Dosering av saltsyre øker oppløsningen av CaCO 3 og fører til en betydelig økning i kalsium og alkalitet i rentvann. I tillegg vil kloridinnholdet øke. For korrosjonskontrollen vil det være ønskelig med redusert saltsyredosering og noe høyere koagulerings-ph. Pilotforsøkene indikerer at en økning i ph opp mot 6.0 kan være mulig dersom jerndosen økes noe ut over minimumsdosen (1.8 mg/l) SINTEF Byggforsk

Oppsummering og konklusjoner Pilotforsøkene identifiserte optimale koaguleringsbetingelser og viste at kontaktfiltrering ga svært god vannkvalitet Pilotforsøkene har utvilsomt styrket grunnlaget for dimensjonering - og drift av et fullskala anlegg Ut fra resultatene er det utredet et 20-talls ulike former for korrosjonskontroll Læringseffekten har vært betydelig og erfaringene fra pilotkjøringene har gitt kommunen en flying start mht drift av det fremtidige anlegget Utmerket samarbeid med Harstad kommune og god dialog under veis i forsøkene problemer løst så snart de oppsto Forsøksplaner ble fulgt - med små revisjoner Samvittighetsfull, reflektert og god forsøksutførelse PIX-dosen bør kontrolleres mot økningen i svovelinnhold Enkelte analyseresultater åpenbart feilaktige (TOC fra underlev) Nyttig med resultatfremleggelse og diskusjon på felles møte med kommune, rådgiver og Mattilsyn Et trivelig og interessant oppdrag med et uvanlig godt råvann - som også ga overraskende resultater og ny kunnskap. SINTEF Byggforsk 37