Håbo kommun har tillstånd att ta ut 5 500 kubikmeter vatten från Mälaren per dag som medeltal över ett år. Då befolkningsmängden i Håbo kommun förväntas stiga kommer staden snart behöva ett nytt, utökat tillstånd att ta mer vatten från Mälaren. I och med den rådande klimatförändringen förutspås den mikrobiella belastningen på vattenverk öka, vilket gör det intressant att identifiera essentiella reningssteg för att kunna garantera rent och säkert dricksvatten, i enlighet med Svenska livsmedelsverkets föreskrifter 2001:30. I projektet användes ett mikrobiellt riskanalysverktyg (MRA), framtaget av Svenskt Vatten 2009, för att studera de patogenrelaterade risker som ett ökat ytvattenintag från Mälaren kan innebära i dagens klimat samt i kommande klimat. Projektet syftade även till att studera Håbo kommuns vattenverks reningskapacitet under olika driftscenarion för att identifiera svagheter och styrkor med vattenverket. På grund av dyra och komplicerade patogenanalyser i samband med mycket begränsad information om relevanta patogener i vattenverkets råvatten, baserades den genomförda riskanalysen på patogenhalter sammanställda av Svenskt Vatten. Från dessa kunde vattenverkets reningsprocesser utvärderas och smittorisken för vattenkonsumenter i Håbo kommun studeras. Från modellen erhölls att vattenverket har tre mikrobiella barriärer: (1) dosering av flockningsmedel följt av snabbfilter, (2) UV-desinficering samt (3) tillsats av natriumhypoklorit. I normaldrift varierade reduktionen mellan 10,1 och 10,4 log10 enheter för bakterier, 4,5 och 8 log10 enheter för virus samt cirka 5,9 log10 enheter för protozoer. Vattenverkets viktigaste reducerande steg visade sig vara UV-ljus som reducerade bakterier med 5,3 log10 enheter, virus med 2,1 till 5,5 log10 enheter och protozoer med 3 log10 enheter. World Health Organization har definierat en acceptabel risk att 1 på 10 000 årligen insjuknar i patogenrelaterade smittor kopplat till vattenkonsumtion. MRA-modellen visade att Håbo vattenverk i normaldrift överskrider de accepterade riskerna för Cryptosporidium, Adenovirus och Rotavirus som istället hade en årlig risk på 5,72/10 000, 140/10 000 samt 1,47/10 000. Ett ökat råvattenintag från Mälaren skulle innebära en ökad mikrobiell risk för vattenverket eftersom effektiviteten av UV-desinficeringen och kloreringen försämras till följd av ett utökat intag av råvatten. Enligt modellen kan den negativa effekten från det ökade intaget motverkas genom att anpassa UV-intensiteten och mängden tillsatt natriumhypoklorit efter det nya vattenflödet. Dock antar modellen att inget organiskt material förekommer i reningen vilket skulle kunna minska patogenreduktionen i samtliga steg. Modellkörningar med ett antaget ökande patogeninnehåll mellan 2009 och 2100 visade ökade risker på 30-60 % beroende på patogen. Resultat baseras dock på grova antaganden så som att ingen ökning av organiskt material förekommer samt att patogenökningen följer nederbördsökningen framtagen av SMHI. Detta i kombination med att modellen är under utveckling gör att resultatet bör ses mer som indicier på områden där problem kan uppstå.

Enligt dricksvattenföreskrifterna framtagna av Livsmedelsverket (SLVFS 2001:30), ska ett dricksvatten vara ”hälsosamt och rent” vilket avser att det är ”fritt från mikroorganismer, parasiter och ämnen i sådana antal eller halter att de kan utgöra en fara för människors hälsa”. WHO (2008) bedömer att den största hälsorisken kopplad till dricksvatten är sjukdomsutbrott orsakade av vattenburna patogener och har satt gränsvärdet på den årliga risken för sjukdom till 1/1000 personer. Det amerikanska naturvårdsverket (USEPA) har satt gränsvärdet för årlig infektion till 1/10 000.  Syftet med det här examensarbetet var att utföra en mikrobiologisk riskanalys för Norrvatten och dricksvattenproduktionen vid Görvälnverket vilka försörjer omkring en halv miljon personer i norra Stockholmsområdet med dricksvatten. Det innebar att studera kritiska punkter i reningsprocessen, undersöka hur känsligt Görvälnverket är mot en försämrad råvattenkvalité och vidare att utvärdera de riskanalysverktyg som använts i studien; MRA (Mikrobiologisk Riskanalys), ODP (Optimal Desinfektions Praxis) och Sea Track, framtagna av Svenskt vatten, Norsk Vann respektive SMHI. Jämförelsen visade att ODP och MRA kompletterar varandra. ODP kan användas för att få en översikt över vattenverkets sårbarhet vid normaldrift och sedan kan MRA användas för att simulera olika scenarier med driftstörningar och försämrad råvattenkvalitet. Vid normaldrift är reduktion av patogener enligt MRA och ODP, 7 respektive 8 log10 för bakterier, 6 respektive 7 log10 för virus och 6 log10 för parasiter. Enligt ODP-modellen är detta tillräckligt med befintlig råvattenkvalitet. Enligt MRA-modellen, vilken dock bygger på prover från vattendrag, är reduktionen av virus för låg. För att uppnå gränsvärdet på en årlig risk för infektion på 1/10 000 krävs en höjning av reduktionen för Norovirus och Rotavirus med 1 log10 och för Adenovirus med 3 log10.De mest kritiska reningsstegen är enligt MRA-modellen fällningen samt UV-desinfektionen. Störningar i fällningen påverkar reduktionen av samtliga patogener medan störningar i UV-anläggningen framförallt påverkar reduktionen av virus. Studien visade att det i första hand är förorenade utsläpp i närheten av intaget som har inverkan på dricksvattenkvaliteten. Detta på grund av Mälarens stora volym och därmed på den stora utspädning som mer avlägsna utsläpp genomgår. För att kunna dra definitiva slutsatser krävs dock fler studier. För att höja barriären för alla typer av patogener krävs att de båda tillgängliga åtgärderna (förhöjd UV-dos samt fritt klor) vidtas då en ökad UV-dos endast ger högre reduktion av Norovirus, Rotavirus och Salmonella samt troligtvis parasiter medan tillsats av fritt klor endast ger en förhöjd reduktion av virus och bakterier men inte parasiter. Andra åtgärder för att minska riskerna ligger i att fortsätta arbetet med att minska utsläpp av förorenat vatten i Mälaren (från dagvatten, enskilda avlopp och betesmarker) samt att införa restriktioner för båttrafik och framförallt tömning av septiktankar i Görvälnverkets närområde. / The regulations concerning water quality by the Swedish National Food Administration requires a drinking water that is “healthy and clean”. This implies that it should not contain microorganisms, parasites or other substances in quantities in which they could be harmful. WHO (2008) states that the greatest health risk associated with drinking water are outbreaks of waterborne disease. They have set the tolerable annual risk of disease to 1/1000 whereas the American Environmental Protection Agency (USEPA) has set the tolerable risk to a 1 /10 000 annual risk of infection. The objective of this thesis was to perform a microbiological risk assessment at Norrvatten and the water purification at “Görvälnverket” which supplies around half a million people in the northern suburbs of Stockholm with drinking water. The assessment involved analyzes of, critical points in the purification process as well as effects of a reduced water quality at the water source. The analysis also aimed to evaluate the features of the models involved in the study which included MRA (Microbiological Risk Assessment), ODP (Optimal Disinfection Praxis) and Sea Track provided by Swedish Water, Norwegian Water and SMHI respectively. MRA and ODP supplement each other. The ODP provides an initial overview of the weaknesses in the process at normal operational conditions and the MRA can then be used to simulate scenarios with parts of the process under sub-normal conditions or with a reduced raw water quality. The two models showed a sufficient microbiological barrier regarding the reduction of bacteria and parasites. The amounts of pathogens reduced at normal operational conditions were for bacteria 7 and 8 log10 respectively, for virus 5 and 7 log10 respectively and for parasites 6 log10. According to MRA, with raw water quality data based on literature values, the reduction of Adenovirus has to improve by 3 log10 and the reduction of Norovirus and Rotavirus with 1 log10 each. The most critical points in the purification process are according to MRA the coagulation process and the UV-disinfection. Disruptions in the coagulation process lower the reduction of all studied pathogens and disruptions in the UV-disinfection lowers the reduction of virus. The simulations showed that discharge near the raw water inlet could have an impact on the drinking water quality.  Discharge further apart from the raw water inlet did not result in critical pathogen concentrations at the inlet due to Mälarens’ great water volume and hence dilution factor. To enhance the reduction of all studied pathogens both available measures have to be applied. This is due to the fact that the UV-radiation only enhances the reduction of Norovirus, Rotavirus, Salmonella and parasites, while free chlorine only enhances the reduction of virus and bacteria. Other measures to reduce the microbiological health risks are to continue the work towards reducing the faecal contamination in Mälaren as well as to set up restrictions for nautical traffic, in particular for faecal discharge from boats with septic tanks in Görvälnverket’s near surroundings.

No description available.

Högre halter av färg och naturligt organiskt material (NOM) i ytvattnet har på senare år blivit ett ökande problem på norra halvklotet och så även vid Lovö vattenverk. För att utvärdera nya reningsmetoder som har kapacitet att avskilja dessa föroreningar vill man använda sig av undersökningar i pilotskala. För att resultaten ska gå att överföra till vattenverket behöver man först undersöka hur den befintliga pilotanläggningens referenslinje, som ska användas som just referens vid framtida försök, förhåller sig till fullskalan. Studien kom fram till att flödet kan ställas in så att ett reningssteg i taget går med samma ytbelastning och uppehållstid i referenslinjen och i vattenverket, men ald-rig alla samtidigt på grund av skillnader i skalförhållanden mellan de olika reningsste-gen. Den mest kritiska parametern för avskiljningen av föroreningar som skapar turbi-ditet och NOM är dosen aluminiumsulfat (ALG). För att avskiljning av NOM mätt som bland annat UV254, TOC, DOC och SUVA krävs det i referenslinjen en överdosering av ALG på minst 15 procent för att denna ska vara lika effektiv som den i vattenverket. I den kemiska fällningen i vattenverket och i referenslinjen är det framförallt humusämnen med aromatisk struktur som tas bort. Dessa är ämnen som är mer nedbrutna och äldre i sin karaktär. Det är alltså samma fraktioner av NOM som avskiljs i de bägge processerna. Skillnaden i avskilj-ning mellan dem ligger i att det under studien avskildes kvantitativt mer NOM av äldre mer nedbrutet, humöst material i referenslinjen än i vattenverket. Detta beror på att det i referenslinjen doserades mer fällningskemikalie än i vattenverket.

Människan har påverkat klimatet på ett negativt sätt genom olika sorters aktiveter vilket lett till att en global uppvärmning är på gång. Temperaturen på jorden kommer därmed att förändras vilket i sin tur kommer leda till en förändring i vattnets kretslopp. Råvattenkvaliteten förväntas försämras och leda till stora anpassningskostnader. Klimatförändringarna kommer att innebära ökade mängder av organiskt material i både ytvatten och grundvatten vilket i sin tur kommer leda till ökade halter av järn och mangan. Luftning och abiotisk/biotisk oxidation används idag för att avskilja järn och mangan från råvattnet. Biologisk oxidation anses idag vara den snabbaste och mest energi- och kostnadseffektiva metoden för avskiljning av både järn och mangan. Biologisk oxidation kan tillämpas även om järnet är komplexbundet till organiskt material eller om vattnet inte har ett optimalt pH. Två typer av pilotfilter för biologisk oxidation testades och utvärderades i detta arbete, ett med kalcedonmassa och ett med HUFO-diskar. Pilotfiltret med kalcedonmassa fungerade bra och avlägsnade ungefär 85% av järnet och cirka 30% av manganet i råvattnet. Pilotfiltret kunde redan första driftveckan filtrera järn och mognadstiden för den biologiska oxidationen av mangan var ungefär 50 dagar. Pilotfiltret med HUFO-diskar lyckades inte avlägsna utfällt järn som inte adsorberat på HUFO-diskarna vilket med stor sannolikhet berodde på att den metod vi valt för pilotförsöket (störttappning) inte fungerat optimalt för denna typ av filter. Analysresultaten blev till följd av detta svårtolkade då de visade en förhöjd halt av järn på utgående vatten. Även mognadstiden för den biologiska oxidationen av mangan blev svårbestämd för pilotfiltret med HUFO-diskar p.g.a. ovan nämnda orsaker. Det finns därmed en stor förbättringspotential vad gäller genomförandet av HUFO-försöket. En annan metod än störttappning som t.ex. backspolning skulle troligtvis göra det möjligt att avskilja även de järn- och manganpartiklar som inte lyckats få fäste på HUFO-diskarna. Sammanfattningsvis så visar resultaten från pilotfilterförsöken att det är möjligt att avskilja järn och mangan på ett bra sätt med hjälp av kalcedonmassa, utan tillsatser av kemikalier eller behov av kraftig luftning. / Humans have affected the climate negative through various types of activities which have led to global warming. This will lead to a change in temperature which in turn will change the hydrological cycle. The quality of raw water is expected to deteriorate and lead to large adjustment costs.  Climate change will also lead to increased amounts of organic matter in both surface water and groundwater, which in turn will lead to increased levels of iron and manganese. Aeration and abiotic/biotic oxidation are used today to separate iron and manganese from the raw water. The biological oxidation is considered to be the fastest method for the separation of both iron and manganese. Not only is it the fastest but also more energy- and cost efficient. Biological oxidation is also applicable if the iron is complex bound to organic material or if the water does not have optimal pH.  Two types of pilot filter for biotic oxidation were tested and evaluated in this work, one with chalcedony sand and the other one with HUFO-discs. The pilot filter with chalcedony sand worked well and removed 85% of the iron and about 30% of the manganese in the raw water. The pilot filter could already during the first week of operation filtrate iron, and the ripening time for the biotic oxidation of manganese was approximately 50 days. The pilot filter with HUFO-discs did not manage to remove precipitated iron, which probably depended on the pouring method chosen for the trials, which did not turn out to be optimal for this type of filter. This is also why the results were difficult to interpret since the content of iron in the water was actually higher after the filtration compared to the raw water. Even the ripening time was difficult to determine for the biotic oxidation of manganese because of the non-effective pouring method for removing precipitated elements. This is also why there is a great potential for improvement considering the pilot filter with HUFO-discs. Another method such as backwashing would probably make it possible to wash out the precipitated iron- and manganese particles that had not adsorbed onto the HUFO-discs. In summary, the results from the pilot filter experiments show that it is possible to separate iron and manganese from water with the help of chalcedony sand without addition of chemicals or the need for a more vigorous aeration.