Membrananlegg for drikkevannsrensing benyttes over hele verden, og er i Norge primært brukt for behandling av råvann med høyt innhold av naturlig organisk materiale (NOM).
De første norske vannverkene som benyttet membraner som renseprosess ble satt i drift mot slutten av 1980-årene. Membrananlegg ble raskt en populær prosess for små og mellomstore vannverk og i 2019 var det registrert rundt 160 membranrenseanlegg i Norge (Mattilsynet, 2020).
De aller fleste av disse er nanofiltreringsanlegg. Det finnes også en håndfull anlegg som benytter ultrafiltrering med forkoagulering som renseprosess.
Nanofiltrering er en membranteknologi som fjerner små partikler og oppløste stoffer fra vann ved hjelp av en membran med svært små porer – mindre enn i ultrafiltrering, men større enn i omvendt osmose.
I praksis betyr det at nanofiltrering:
- Stopper virus, bakterier, mikroskopiske organiske molekyler og en stor del av humus/farge
- Reduserer hardhet (kalsium og magnesium)
- Fjerner mange plantevernmidler, mikroforurensninger og enkelte salter
- Slipper gjennom en del mineraler, slik at vannet ikke blir like «avmineralisert» som ved omvendt osmose
Teknologien brukes særlig når man ønsker mykere, klarere og tryggere drikkevann, uten å fjerne alle mineraler. Nanofiltrering har lavere energibruk og høyere kapasitet enn omvendt osmose, samtidig som den gir mer avansert rensing enn ultrafiltrering.
Bruk av membraner gir god renseeffekt for NOM, hvilket resulterer i effektiv fjerning av farge fra råvannet. Membraner utgjør også en effektiv hygienisk barriere, noe som er viktig med tanke på at vannverkene skal produsere sikkert drikkevann. Videre gjør den modulære oppbygningen av membrananlegg at de er velegnet for fremtidig økning i produksjonskapasitet.
Beleggdannelse er en utfordring
En stor andel av de 160 vannverkene som benytter membraner som hovedrensetrinn fungerer uten vesentlige driftsproblemer. Imidlertid er det også mange anlegg som opplever betydelig nedgang i ytelse over tid på grunn av beleggdannelse på membranene. Beleggdannelsen på membranene medfører økte driftskostnader knyttet til økt energiforbruk og hyppigere vaskebehov, samt økt nedetid og redusert produksjonskapasitet. I tillegg kan beleggdannelse medføre behov for hyppigere utskifting av membranene.
Membrankostnaden utgjør i størrelsesorden 30-50% av investeringskostnadene for å bygge membrananlegget, og redusert membranlevetid har derfor stor betydning for den samlede produksjonskostnaden for drikkevannet. Valg av riktig forbehandling, og optimal drift av membrantrinnet vil bidra til å redusere problemet med beleggdannelse. Mengde og type forurensinger i råvannet har stor betydning for i hvilken grad beleggdannelse vil gjøre en driftsutfordring. Det er derfor viktig å kunne fastslå beleggdannelsespotensialet til et gitt råvann før en beslutter å bygge et membrananlegg.
Standard analyseparametere som turbiditet, løst organisk karbon, og fargetall gir ikke tilstrekkelig informasjon i så måte. Gitt riktig valg av membrantype, og gode driftsrutiner tilpasset aktuell råvannskvalitet, er membrananlegg velegnet vannbehandlingsprosess til å håndtere fremtidig økt press på råvannskilder, både i forhold til økt forurensing, og økt fargetall på grunn av klimaendringer.
Erfaringer viser likevel at det er behov for mer kunnskap om i hvilken grad beleggdannelsen på ulike membrantyper avhenger av råvannskvaliteten og driftsbetingelsene, og til slutt hvordan dette totalt sett påvirker det økonomiske bildet i forhold til kostnad på drikkevannet.