En pilotanläggning för ultrafiltering testas nu i Norrvattens reningsprocess för att undersöka ifall den kan användas som en tredje mikrobiologisk barriär i reningsprocessen. Målet med detta projekt är att testa membranets kapacitet att filtrera bort viruspartiklar men även membranet generella reduktionsförmåga för andra mikrobiologiska och kemiska kontamineringar. För att hitta lämpliga kandidater att använda sig av för att mäta reduktionskapaciteten av membranet har en litteraturstudie samt experimentell testning av råvattnet genomförts. OD mätningar på bakteriekulturer samt plackbildandeenheter (PBE) har undersökt för att se om bakteriofager kan finnas i proven. Ungefär 9000 L av ingående och utgående vatten från ultrafilteringen har koncentrerats med hjälp av ett elektropositivt filter som senare har eluerats och ultracentrifugerats. Pellet från ultracentrifugeringen har testat för virusdetektion med hjälp av PCR, qPCR samt PBE. TOC och absorbansmätningar har också genomförts på ingående och utgående vatten från ultrafiltermembranet. Slutligen utfördes ett bänkskaleexperiment för att undersöka hur väl filtret reducerade MS2 fager i utgående vatten. Den inledande testningen visade att plantviruset PMMoV och Pseudomonas fager kan vara bra kandidater att använda sig av för att mäta virusreduktionen över ultrafiltermembranet. När elueringen från ultrafiltreringen testades indikerades en minskad DNA koncentrationen över ultrafiltermembranet med hjälp av Qubit-mätningar. Testningen visade även indikation på att PMMoV reduceras över membranet samt att Pseudomonas fager kan finnas i vattnet. TOC och absorbansmätningarna visade en konstant reduktion över membranet. I bänkskaleexperiment borde enlig teori alla fager stoppas av membranet eftersom viruset är större än porstorleken 20 nm, dock visade experimentell testning på att fager även fanns i utgående vatten från filteringen. Resultat av studien indikerar att mikrobiologiska och kemiska kontamineringar tas bort av membranet, dock för att bestämma den exakta virusreduktionen över membranet och ifall alla kontamineringar större än filters porstorlek (20 nm) tas bort kräver vidare testning. E. coli fager, som i Livsmedelverket nya restriktioner används för att undersöka mikrobiologiska risker i vattenreningsprocesser, har också testats under studien på vattnet utan positiva utslag. Det kan därför vara av intresse att även undersöka andra fager, så som Pseudomonas fager för att kontrollera dem mikrobiologiska riskerna med vattenrening. / The present study was investigating the effectiveness of the ultrafiltration membrane as third biological barrier in Norrvattens drinking water treatment process, using a pilot scale model. This project aims to test the viral reduction capability of the membrane but also to remove other microbiological and chemical contaminants. To find suitable candidates for measuring the reduction capability, literature research has been performed as well as experimental testing of the raw water coming into the treatment plant and the backwash water from the membrane. Bacterial growth analysis using optical density (OD) measurements and plaque forming unit (PFU) has been performed to investigate the presence of bacteriophages. Approximately 9000 L of incoming and outgoing water from the ultrafiltration membrane has been concentrated using an electropositive membrane which then was eluted and ultracentrifuged. The pellet from ultracentrifugation has been tested for viral detection with PCR, qPCR and plating. TOC and absorbance measurement was also performed on the ingoing and outgoing water from the ultrafiltration pilot plant. Finally, a bench-scale experiment was performed using MS2-spiked water to investigate how well the filter reduced MS2 phages in the outgoing water. The initial testing of the raw and backwash water showed that the plant virus Pepper Mild Mottle Virus (PMMoV) and Pseudomonas phages may be good candidates to use when evaluating the ultrafiltration membrane. When testing the eluate from the ultrafiltration pilot plant a reduction was seen in the starting DNA concentration when comparing the inlet and outlet water to the ultrafiltration pilot plant. The testing gave indications of a reduction of PMMoV and presence of Pseudomonas phages. The bench-scale experiment was hypothesized to stop all viral particles since according to theory the virus should be stopped by the membrane due to its pore size, but experimental testing indicated viruses in the outgoing water from the membrane as well. TOC and absorbance measurements showed a constant reduction over the membrane. The result of the study indicates that microbiological and chemical contaminants are removed by the filter, however, to determine the exact viral reduction potential of the filter and if all contaminant over the size of 20 nm is removed further testing is required. No indications were seen for Escherichia coli (E. coli) phages in the water throughout the study, which in Livsmedelverket’s (The National Food Agency) new regulations is used for determining the microbiological risks in water treatment processes. It may be of interest to investigate the possibility to also look for other type of phages to determine the microbiological risks, for example Pseudomonas phages which has been seen in this study.
Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-329844 |
Date | January 2023 |
Creators | Eriksson, Emma |
Publisher | KTH, Industriell bioteknologi |
Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
Language | English |
Detected Language | Swedish |
Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
Format | application/pdf |
Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Relation | TRITA-CBH-GRU ; 2023:185 |
Page generated in 0.335 seconds