Upload
others
View
2
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
MANDAG 25.FEBRUAR
COWI POWERPOINT VANNFORENINGEN HAOP1
HAOP, en ny mulighet for mer effektiv vannbehandling også egnet til krise- og beredskapsvannforsyning?
Presentasjon på Norsk Vannforenings fagtreff
Er vi klare for flere tørre somre?
TEKNA 25.02.2019
Eilen Arctander Vik, PhD
Lelum D. Manamperuma
Innovasjonen er en Renseteknologi som utnytter HAOP eller HIOP
TIRSDAG 26. FEBRUAR 2019
COWI POWERPOINT PRESENTATION2
I 2015 initierte vi et RFF Hovedstaden FoU prosjekt sammen med UniVann. Ved prosjekt-oppstart visste i at:
› HAOP er ny adsorbent utviklet av UW med egenskaper og et potensiale som gjør den velegnet til forbehandling i eksisterende anlegg og i membranfilteranlegg som fjerner humus
› Teknologien bare var testet i labskala med PhD studenter og forskere på UW i Seattle
› Mål: redusere gjentetting av NF membraner ved rensing av drikkevann fra overflatevann
› Teknologien ikke var testet på humusvann (høy farge)
Al2(SO4)3 + 3OH-→ Al(OH)3 110oC, 24 hrs HAOPs
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0,1 10 1000
Vo
lum
etr
ic c
on
cen
trati
on
fr
eq
uen
cy d
istr
ibu
tio
n (
%)
Diameter (µm)
0
20
40
60
80
100
120
0,1 10 1000
Vo
lum
etr
ic c
um
ula
tive
dis
trib
uti
on
(%
)
Diameter (µm)
HAOP 1,5 M pH=7
HAOP 0,075M pH=7
HAOP 0,15M pH=7
HAOP 0.3M pH=7
HAOP 0,3M rinsed
HIOP 3 M pH=7
Dp 50% ~50 µm
RFF Hovedstaden prosjekt 245654 (2015-2018)- HumusTek
Ny teknologi for rensing av humusholdig drikkevann med særlig
fokus på reservevannforsyning
TIRSDAG 26. FEBRUAR 2019
COWI POWERPOINT PRESENTATION3
MicroHAOPs Inc.Established 2016
UNIVANN ved:
Lelum D Manamperuma
Optimalisering av HXOP for NOM fjerning med mål å hindre tetting av membraner
TIRSDAG 26. FEBRUAR 2019
COWI POWERPOINT PRESENTATION4
› HAOP-Heated AlOksid Partikler, eller
› HIOP-Heated IronOksid Partikler
› HAOP + PAC (Pulverisert Aktivert Karbon)
› 2 Masteroppgaver på NMBU (HIOP/HAOP)+ studier hos AqtC+ UW (HAOP/PAC)
Adsorbenter testet
TIRSDAG 26. FEBRUAR 2019
COWI POWERPOINT PRESENTATION5
R&D Resultater fra Seattle- Optimal adsorpsjon!!
0
50
100
150
200
250
300
350
0 500 1000 1500 2000Specific volume filtered, Vsp (L/m
2)
TM
P (
kP
a)
Membrane: Cellulose 0.025μm
Pre-deposition
1,930 L/m2
108 L/m2
Pre-adsorption
6
Hva vi har gjort - oversikt
Laboratorieforsøk Småskala pilotforsøk
0,3 m³/hr
Storskala pilotforsøk
6
Planlegge og gjennomføre innledende pilotforsøk
ONSDAG 9.JANUAR
NORSK VANN HUMUSTEK WORKSHOP
TIRSDAG 26. FEBRUAR 2019
COWI POWERPOINT PRESENTATION7
Hva vi har gjort – småskala pilotforsøk
7
• Low flow rates• One time pass – no
circulation
Renseprosessen-tilbakespylingRask/effektiv fjerning av HAOP
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
35,0
40,0
45,0
50,0
0,00 20,00 40,00 60,00 80,00
Colo
ur
(mg P
t/l)
Filtered volume (l)
80ml HAOP/one
layer
64 ml HAOP/one
layer
Småskala pilotforsøk – Finne HAOP tykkelse
8
56 ml/one layer HAOP
64 ml/one layer HAOP
80 ml/one layer HAOP
HAOP added (ml)
Treated water
volume (l)Al dose (g/m²)
Al dose (g/l of treated water)
80 41 7,5 0,008
64 21 6 0,012
56 8,24 5 0,027
HAOP added (ml) %TS % VS av TS
80 11,7 44,1
64 6,5 32,6
56 9,9* 26,9
The layer cracked when the
thickness of the layer was
increased. The performance was
reduced.
160 ml/one layer HAOP
ONSDAG 9.JANUAR
NORSK VANN HUMUSTEK WORKSHOP
0
1
2
3
4
5
6
0
10
20
30
40
50
60
1994 1997 2000 2003 2006 2009 2012
Van
nm
en
gd
e (
mill m
³/
år)
Farg
e (
mg
Pt/
l)
Fargetall (mgPt/l)
Tot. Vannmengde (mill. m³)
Overordnet idé RFF prosjektet i 2015
TIRSDAG 26. FEBRUAR 2019
COWI POWERPOINT PRESENTATION9
› Sjunken Vannverk
› Økende farge på råvannet
› Økende etterspørsel, økende spylevannsm.
› Tilgjengelig infrastruktur (ledningsnett,
høydebasseng, pumpestasjoner, etc.)
› Mulig til å benytte til
beredskapsvannforsyning når nytt vannverk
igangsettes
› Trenger ny enkel vannrenseteknologi for
humusfjerning som muliggjør Sjonken som
beredskapsvannkilde.
Planlegging og bygging av pilot for testing på Sjonken
TIRSDAG 26. FEBRUAR 2019
COWI POWERPOINT PRESENTATION10
Eksisterende anlegg:• Krevende å drifte som
reserve• Infrastruktur og
ledningsnett på plass• Ønsker en prosess som
kan starte/stoppe og enklere slamhåndtering
• Effektiv, lav kostnad, lite vedlikehold, ikke plasskrevende
• Enkelt avvannbart slam
Pilotanlegget
TIRSDAG 26. FEBRUAR 2019
COWI POWERPOINT PRESENTATION11
UV-abs/FargeTurb on-lineAutomatisk styring og regulering av anlegget
Pilotanlegget
12
Liten enhet: ca 4 l/min (0.25 m³/t)
2 automatiseringsystemer (MicroHAOP og DOSCON)
Styring og oppstart tilgjengelig hjemmefra
ONSDAG 9.JANUAR
NORSK VANN HUMUSTEK WORKSHOP
13
0
2
4
6
8
10
12
14
16
1000 1200 1400
Pre
ssure
(PSI)
Time (min)
M-1, 120 Flux, (15g Al/m2)M1 Pin
M1 Pout
Diff Press 1
0
5
10
1000 1200 1400
Colo
ur
(mg P
t/l)
Time (min)
M-1, 120 Flux, (15g Al/m2)M-1 Colour mg-Pt/L
Testing av en modul
ONSDAG 9.JANUAR
NORSK VANN HUMUSTEK WORKSHOP
SetpointTMP 7 PSI
To moduler i serie- her en serie fram til tilbakespyling
14
Driftstid: 19 t
100 LMH flux (L/M2/t)
Rentvann < 5 mg Pt/l
Råvann: 49-55 mg Pt/l
Turbiditet < 0,01 NTU
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0
5
10
Turb
idity (
NTU
)
Colo
ur
(mg P
t/l)
Date & Time
Effluent Turbidity and Colour, 30g Al/m2, 100 Flux
Colour (mg-Pt/l)
Turbidity (NTU)
ONSDAG 9.JANUAR
NORSK VANN HUMUSTEK WORKSHOP
To moduler i serie (kontinuerlig modus)
TIRSDAG 26. FEBRUAR 2019
COWI POWERPOINT PRESENTATION15
0
0,2
0,4
0,6
0,8
UVA
Date & Time
M1 & M2, 30g Al/m2, 100 Flux M1 UVA M2 UVA
M2-M1 M1-M2 M2-M1
Changes between modules works well
M1-M2
Slam sedimenterer raskt- her testing av ulike fraksjoner
16ONSDAG 9.JANUAR
NORSK VANN HUMUSTEK WORKSHOP
Resultater oppnådd
17
Referanse Teknologi Pore sizeFiltreringsRate-LMH pH
Forbe-handling
Rest Metall-kons.(mg/l) CIP system TS %
used water % for BW
HAOPsPilot
MF m/HAOP 10 µm 100-150*
~7Ingen
endring100-300
µm 0 (Al) NaOH* 40-56 1 %
UniVannDirektefiltrering med 0,5-2,5 mm *** ~5.5
Hurtigmiks + Flokkul
0.10-0.44 (Fe) ingenting 1 14 %
Ødegaard et al, 2010
NF NOM-fjerning No 1-5 nm < 20 <5 µm 0
Tensider, fosfater,
EDTA <<1**** > 30
Kjem. Felling + UF NOM fj. No 10 nm 50-70 ~5.5
Hurtigmiks + Flokkul Lav
Fosforsyre, NaOCl 1 10-15
ONSDAG 9.JANUAR
NORSK VANN HUMUSTEK WORKSHOP
LMH= L/m²/H*Ikke optimalisert *** Ødegaard et al 2010; 5 m/t Moldeprosessen *** sendes ofte tilbake til jord (ingen fellingskjemikalier)
Planen videre er å industrialisere resultatet og kvalifisere teknologien
TIRSDAG 26. FEBRUAR 2019
COWI POWERPOINT PRESENTATION18
› Vi trenger en industripartnersom ønsker å være med oss videre
› Norsk leverandørindustri innen vannrensing har lite FoU erfaring
› DOSCON vil delta innen automatisering og styring av kjemikaliebruken
› Vi har funnet vannverk som er interessert i å delta i utviklingen
› MOVAR, Sarpsborg, Nannestad, Austevoll, Sør-Odal
FASE I: STATUS 2018 – TRL 3: EGNET/FEASIBLE
• HAOP og HIOP -Heated Al/Fe Oksid Partikler
ny adsorbent egnet til forbehandling i
membranfilter (MF) som renser overflatevann
med naturlig organisk materiale (NOM).
• HAOP legges direkte på MF og renser vann
med høy farge (>60) til < 5 mg Pt/l og
turbiditet til < 1 uten økning av rest-Al
konsentrasjon.
• Rengjøring av MF forbehandlingstrinn er enkel
og restproduktet (HAOP med NOM) er enkel å
vaske (1 % spylevann og slamavvanningen
med sedimentering)
• Konsentratmengden er << enn fra MF (1:30)
• Forbehandlingstrinnet benytter 5-10 ganger
høyere fluks enn MF anlegg for NOM fjerning
• Ingen pH eller alkalitetsreduksjon av
forbehandlingen
• Egnet som on/off teknologi
• Enkel å drifte – Automatisert
styring/regulering/dokumentasjon
TAKK!
19TIRSDAG 26. FEBRUAR 2019
COWI POWERPOINT PRESENTATION
www.aquateamcowi.no
[email protected] Eilen
[email protected] Lelum