Nanofiltration is a proper way of preparation of drinking water. The process has a lot in common with reverse osmosis where a semipermeable membrane is used to separate a pure water flow from the remaining water. A pilot plant was used to ensure that nanofiltration is a suitable technology for a specific waterworks station in Glemmingebro, Ystad. The purpose was also to find out if a pH-adjustment is needed for feed water in a possible full scale plant.  In this case nanofiltration is used mainly to remove sulphate and calcium since the raw water contains concentrations of these substances which exceed the limits for potable water. It is important to receive a high recovery (RC), otherwise the deliviery of water won’t be high enough. On the other hand a high RC increases the risk of precipitates, which require more frequent cleaning. An optimal RC has already been calculated, the intention of this survey is to consider whether the theory is consistent with reality or not. Calculations of the highest acceptable pH-value were made in a computer program from Dow, ROSA. The result indicates that nanofiltration is suitable to use in this waterworks station and a pH-adjustment is needed when the pH level of raw water exceeds 7.7. / Tjänligt dricksvatten är en självklarhet för många. Processen som krävs för att producera vattnet är emellertid ganska komplicerad. Vattentäkterna har varierande förutsättningar och problematiken för varje enskilt vattenverk löses därför specifikt. En teknik som kan användas vid dricksvattenberedning är membranteknik i form av nanofiltrering. För att en membranprocess ska fungera krävs ett semipermeabelt membran vilket innebär att endast vissa molekyler tillåts att passera. Detta fenomen kallas omvänd osmos. Vattenmolekylerna diffunderar mot koncentrationsgradienten med hjälp av energi i form av ett högt tryck. På så vis återfås ett rent vatten från ett vatten innehållande en högre andel lösta ämnen. Ett av de centrala begreppen inom membranteknik är recovery (RC). RC (%) = permeatflöde/inflöde x 100 Permeat är den del av vattnet som filtrerats genom membranet, som senare ska bli dricksvatten. Enheten för recovery är %. Inflödet är den totala mängd vatten som matas in i anläggningen. Det vattnet som inte filtreras igenom membranet bildar tillsammans med de avskilda ämnena det flöde som kallas koncentrat eller avloppsflöde. En hög recovery innebär att av det vattnet som matas in till anläggningen går en större del ut som dricksvatten och en mindre del till avlopp. En låg recovery medför att det behövs en större mängd matarvatten för att erhålla samma mängd permeat. Med ökad recovery ökar koncentrationen av de avskilda ämnena i avloppsflödet. Detta sker eftersom samma mängd ämnen avskiljs, men volymen vatten till avlopp minskar. Löslighetsprodukten för svårlösliga föreningar riskerar då att överskridas, vilket resulterar i att de fälls ut och orsakar igensättning av membranet.  För att motverka igensättning kan en antiscalent användas. Optimal recovery är högsta möjliga, som inte orsakar igensättning av membranet. Den här studien är utförd på en specifik anläggning för Ystad kommun. Vattenverket är beläget i Glemmingebro. Invånarna i östra delen av kommunen får sitt vatten från kommunens största vattenverk, men det blandas upp med vatten från det lokala verket.  Sommartid råder det brist på vatten och planen är att hushållen i Glemmingebro i framtiden ska få större delen av sitt vatten från det lokala verket under den här perioden. Förutsättningarna för den här grundvattentäkten är att vattnet innehåller höga halter av både kalcium och sulfat. Det krävs en process där båda dessa ämnen reduceras för att uppnå tjänligt dricksvatten. Den höga halten av kalcium bidrar till att råvattnets hårdhetsgrad är 21dhᵒ. Sweco har gjort inledande undersökningar, där de kommit fram till att membranteknik troligtvis är lämpligt att använda vid beredning av dricksvatten i Glemmingebro. De har hyrt in två pilotanläggningar för vidare försök. Syftet med denna undersökning är att genom utredning av pilotförsök säkerställa att membranteknik är lämpligt att använda för dricksvattenberedning på Glemmingebro vattenverk, samt att utvärdera om det behövs en pH-sänkning för inkommande råvatten. Jag har också för avsikt att skapa en rapport för de som vill veta hur tekniken fungerar, alternativt är intresserade av dricksvattenberedning. Min förhoppning är att jag ska kunna belysa vad som är extra tänkvärt vid ett pilotförsök inom membranteknik, vilka problem som uppstår och hur dessa löses. Resultatet visar att membranteknik lämpar sig för beredning av dricksvatten på Glemmingebro vattenverk. Med en recovery på 75 % bedöms intervallen mellan tvätt av membranet överstiga fyra veckors normal drift vilket är önskvärt för anläggningen.  Avskiljningsgarden för oönskade ämnen har i pilotförsöken uppnått 95 % (kalcium), respektive 98 % (sulfat), vilket är förväntad nivå. Råvattnets pH varierar mellan 8,4 och 7,1. Analysdata visar att de högst uppmätta värdena främst förekommit sommartid. Under den här perioden antas råvattentemperaturen vara 15ᵒC. PH för inkommande vatten behöver vid denna temperatur regleras då pH överstiger 7,7. Detta för att undvika igensättning av membranet. Viktigt att notera är att en pilotanläggning inte visar hela verkligheten, utan endast ger en ungefärlig uppskattning om vad utfallet blir. / ombyggnad av Glemmingebro vattenverk

Per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) is a group of man-made, highly persistent chemicals. Due to the specific surface-active attributes of these molecules, applications are numerous and feed an economically important industry. During the last decade, PFASs have been detected globally in the environment, living organisms and tap water. The combination of toxic properties and high bioaccumulative potential, together with the discovery that conventional water treatment methods do not remove PFAS, renders further research on purification methods highly needed.  Three techniques of purifying water from PFASs were examined. Nanofiltration technology (NF) is a membrane filtration technique, which produces a purified product (the permeate) by generating an effluent of high contaminant concentration (the reject water). To decontaminate the reject water, adsorption by granular activated carbon (GAC) or anion exchange (AE) have been proposed. The efficiency of these three technologies was studied at Bäcklösa drinking water treatment plant (DWTP) in Uppsala. A nanofiltration pilot with two 270NF membranes (Dow Filmtech™), connected in series, was used. A high removal efficiency (>90%) was found for all PFASs. Furthermore, it was confirmed that the concentration in the permeate water was a function of the concentration in the incoming raw water; increased PFAS raw water concentration resulted in increased PFAS permeate concentration. Size-exclusion and electrostatic repulsion were deemed important mechanisms. For the comparison of GAC (Filtrasorb 400®) and AE (Purolite® A-600), a column experiment was set up. The perfluoroalkane (-alkyl) sulfonic acids (PFSAs) and perfluorooctanesulfonamide (FOSA) had similar removal efficiencies using both GAC and AE, and the efficiency increased with increasing chain length. AE was found to have a higher average removal efficiency of perfluoroalkyl carboxylic acid (PFCAs) (62-95%) than GAC (49-81%). In conclusion, longer chain length PFASs were removed more effectively than shorter-chained, and the PFSAs and FOSA showed higher removal efficiency compared to the PFCAs. Furthermore, linear isomers were removed more effectively than branched for GAC and AE. In contrast, the opposite was found for the NF membrane, where branched isomers were better retained. / Per- och polyfluorerade alkylsubstanser (PFAS) är en grupp syntetiska, ytterst persistenta kemikalier. På grund av deras ytaktiva egenskaper är de lämpliga för användning i många produkter och tillverkningsprocesser, och är således viktiga för en ekonomiskt betydande industri. Under det senaste årtiondet har PFAS påträffats i miljön, levande organismer och kranvatten världen över.  Kombinationen av toxiska egenskaper, en hög bioackumuleringspotential och upptäckten att konventionella reningsmetoder inte avlägsnar substanserna från vatten, gör att vidare forskning av reningsmetoder för PFAS är mycket angelägen. Tre reningsteknikers förmåga att rena vatten från PFAS undersöktes. Nanofiltrering (NF) är en membranfiltreringsteknik som utöver den renade produkten, permeatet, även framställer en biprodukt av hög föroreningsgrad, rententatet. För att rena rententatet har adsorption till granulärt aktivt kol (GAC) eller jonbytarmassa (AE) föreslagits. Teknikerna utvärderades på Bäcklösa Vattenverk i Uppsala.  Nanofiltreringen undersöktes i en pilotanläggning där två 270NF (Dow Filmtech™) membran var seriekopplade. En hög reningsgrad (>90%) konstaterades för alla typer av PFAS. Vidare visades PFAS-koncentrationen i permeatet vara en funktion av PFAS-koncentrationen i råvattnet; en ökad råvattenkoncentration gav en ökad permeatkoncentration. Storleksseparation och elektrostatisk repulsion befanns vara viktiga mekanismer som påverkade reningsgraden. För att undersöka de mekanismer som påverkar PFAS-adsorption jämfördes GAC (Filtrasorb 400®) och AE (Purolite® A-600) i ett kolonnexperiment. Reningsgraden för GAC och AE av perfluorerade sulfonsyror (PFSA) och perfluorooktan sulfonamider (FOSA) var lika hög och reningseffektiviteten ökade med ökande kolkedjelängd. AE återfanns ha en högre genomsnittlig reningsgrad av perfluorkarboxylsyror (PFCA) (62-95%) än GAC (49-81%). Sammanfattningsvis avlägsnades PFAS av längre kolkedjelängd mer effektivt än kortare kolkedjor, och PFAS med sulfonsyror och sulfonamider som funktionella grupper uppvisade en högre reningsgrad än karboxylsyrorna. Vidare renades linjära isomerer mer effektivt än grenade både genom GAC och AE. Däremot konstaterades det motsatta för NF-membranen, där grenade isomerer renades mer effektivt. / SafeDrink

Wikområdet vid Lårstaviken sydväst om Uppsala har sedan sommaren 2018 haft problem med vattentillgången. Region Uppsala som förvaltar området har tillsammans med STUNS Energi beställt en undersökning av möjliga tekniska systemlösningar som kan lösa vattenproblematiken. Undersökningen har bestått av en litteraturstudie och en fallstudie där ett platsbesök på Wikområdet ingick. Systemlösningarna som analyseras i den här undersökningen är högtrycksspolning av brunnarna på området, konstgjord grundvattenbildning via infiltration, regnvatteninsamling, ytvattenrening, recirkulation av vatten samt vattenbesparande tekniker. Idag tar Wik vatten från brunnarna på området och när dessa inte producerar tillräckligt mycket vatten kör lastbilar ut vatten till Wik. Denna systemlösning analyseras också i undersökningen, men används främst som referens. För att bedöma vilken lösning som är bäst lämpad för området undersöktes dessa med avseende på en mängd olika kriterier i en multikriterieanalys. Exempel på kriterier i multikriterieanalysen är kostnad, hälsorisker, färg och lukt på vattnet, kemikalieanvändning, platskrav samt hur stor andel av vattenbehovet lösningen kan tillgodose. Kriterierna viktades mot varandra och lösningarna tilldelades betyg inom varje kriterium. Lösningen med högst poäng från multikriterieanalysen var högtrycksspolning av brunnarna, delvis på grund av de låga kostnaderna. Om högtryckspolningen inte lyckas rekommenderas ytvattenrening med nanofilter. Vattenbesparande tekniker visade sig vara en bra lösning för Wik, då den minskar vattenförbrukningen. De sämre lösningarna visade sig vara regnvatteninsamling och återcirkulation av vatten på grund av att de inte täcker hela behovet och har dyra installationskostnader. / Ever since the summer of 2018 the Wik-area by Lårstaviken, a part of the lake Ekoln, southwest of Uppsala in Sweden, have had issues regarding their water assets. The proprietor of the area, Region Uppsala, has therefore together with STUNS Energi ordered an analysis with the aim to examine different technical system solutions to solve the issue. The analysis consisted of a literature study and a case study which included an excursion to Wik. The system solutions analysed in this review are hydraulic fracturing of the wells situated in the area, artificial groundwater recharge through infiltration, rainwater harvesting, surface water treatment, recirculation of water and finally water-saving devices. Wik is currently retrieving water from the wells situated on the area and when they do not produce enough water, trucks are hired to drive complimentary water to Wik. This solution is analysed as well, but mostly for reference purpose. A multi-criteria analysis was implemented to assess which of the different solutions were best suited for the area regarding different criteria. Examples of criteria making up the multi-criteria analysis are cost, health concerns, colour and odour of the water, use of chemicals, space requirement and finally how much of the water consumption that is satisfied. The criteria were ranked against each other and the solutions were awarded a score within each criterion. Hydraulic fracking of the wells was awarded the highest score from the multi-criteria analysis, partly because of the low cost. However, if hydraulic fracking does not satisfy the water needed for the area, surface water treatment with nanofiltration is recommended.  Water-saving devices turned out to be an appropriate solution for Wik since it decreases the water consumption. The solutions less applicable to Wik were rainwater harvesting and recirculation of water due to the fact that they do not satisfy the whole amount of water needed and the expensive cost of installation.