HAOP, en ny mulighet for mer effektiv vannbehandling også ... · 11 COWI POWERPOINT PRESENTATION UV-abs/Farge Turb on-line Automatisk styring og regulering av anlegget. Pilotanlegget

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



MicroHAOPs Inc.Established 2016

UNIVANN ved:

Lelum D Manamperuma

Optimalisering av HXOP for NOM fjerning med mål å hindre tetting av membraner



› 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



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



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



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.


ONSDAG 9.JANUAR


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



› 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



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



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


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


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


To moduler i serie (kontinuerlig modus)



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


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


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



› 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

http://www.aquateamcowi.no/

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

Documents

HAOP, en ny mulighet for mer effektiv vannbehandling også ... · 11 COWI POWERPOINT PRESENTATION UV-abs/Farge Turb on-line Automatisk styring og regulering av anlegget. Pilotanlegget