lu.se

LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA

Lunds universitet

Denna sida på svenska This page in English

Gott avloppsvatten

Från avlopp till gott vatten

Dricksvatten som spolades ur toaletten 24 timmar tidigare!

Att dricka vatten som är producerat av avloppsvatten är en realitet för många redan idag och för ännu fler imorgon. Men långt ifrån alla ämnen kan tas bort i reningsprocessen, ett problem är läkemedelsrester. Men är det säkert att dricka?

Redan idag säljs det dricksvatten som renats fram ur avloppsvatten, NEWater från Singapore säljs till och med på flaska. För bara 24 timmar sedan var det avloppsvatten!

Runt om i världen ökar befolkningen i tätbebyggda områden. För första gången i världshistorien levde det år 2009 fler människor i städerna än på landsbygden. Behovet av färskvatten ökar. Närbelägna vattenresurser är redan utnyttjade och tillgångar på större avstånd måste delas med andra tätorter som även de växer. Coloradofloden, exempelvis, förser Phoenix, Las Vegas, Los Angeles, Denver, San Diego och Tucson med vatten.

Att använda avloppsvatten som en dricksvattenresurs har idag blivit en nödvändighet på många ställen på grund av avsaknaden av vatten. Mängden avloppsvatten är relativt konstant, vilket innebär att man kan tillfredsställa vattenbehovet även under torrperioder. I Singapore och Orange County (Kalifornien) har man använt sig av planerad återanvändning av renat avloppsvatten sedan 2001 respektive 1976.

De processer man använt sig av är membrantekniken omvänd osmos och ultraviolett ljus eller ultraviolett ljus i kombination med väteperoxid (se faktaruta). Hittills har inga studier visat på några sjukdomsutbrott orsakade av återanvändningen.

Det är inte det mikrobiologiska hotet som är ett problem i återanvändning av renat avloppsvatten. Det är i stället de små organiska molekylerna som ingår i de produkter vi dagligen använder i hushållet, kemikalier för rengöring, hygien och läkemedel. Allt detta hamnar till slut i avloppsvattnet.

Reningsverken är inte byggda för att ta bort dessa ämnen och många ämnen passerar rakt ut i vattendragen. Ett bevis för detta kan vi finna i Stockholm. En gång per år sedan 2005 har Stockholms läns landsting analyserat råvattnet och det producerade  ricksvattnet vid vattenverken Görveln, Norsborg och Lovö. Man har då funnit upp till 11 olika läkemedelsrester i kranvattnet.

Det är väldigt små mängder av läkemedelsrester i vattnet. För att få i sig en tablett Ibuprofen måste man dricka två liter vatten varje dag i 48.000 år! Men, det finns idag ingen kunskap om, eller hur, det kan påverka människan långsiktigt att dagligen dricka denna läkemedelscocktail. Man vet inte heller vilka effekterna kan bli på det akvatiska livet, som plankton och fiskar, och det är därför viktigt att man avlägsnar så mycket som möjligt.

Ett membrans avskiljningsförmåga brukar från tillverkarnas sida anges i hur stor den största molekylen som kan passera igenom är. Omvänd osmos kan avskilja så små ämnen som natrium och kloridjoner, partiklar i atomstorlek, och används idag för att avsalta havsvatten. Membranen består av polymerer, ett nätverk av kolkedjor som sitter ihop med varandra. Man kan likna membranet vid en hoptrasslad garnrulle där trådarna sitter mycket tätt och man måste trycka igenom vattnet samtidigt som större molekyler fastnar i garnet. I och med att det krävs höga tryck för att driva avloppsvattnet igenom membranet blir processen dyr. Billigare metoder behövs för rening i större skala.

En möjlighet är en annan typ av membran, nanofilter. Då kan det räcka av en tredjedel av det tryck som krävs för omvänd osmos. Men då är hålrummen cirka fem gånger större och med andra ord lite sämre. Ett efterföljande reningssteg är nödvändigt.

Trots detta har det visat sig att vissa ämnen hålls tillbaka av nanofiltren fastän de är mindre än vad tillverkarna säger ska kunna passera och tvärtom, sådana som är större och inte ska gå igenom går igenom. Vi studerar i ett forskningsprojekt på LTH hur molekylers olika egenskaper påverkar hur väl de kan avskiljas över membranen. Som exempel kan nämnas att två ungefär lika stora smärtstillande ämnen, Diklofenak (Voltaren) och Kodein (Treo) avskiljs av ett nanofiltermembran till mellan 60 och 80 % respektive 90–99 %. Det är tydligt att det finns fler faktorer än storleken som påverkar filtrets förmåga och det hänger ihop med ämnenas tredimensionella strukturer. Kemiska egenskaper, som vattenlöslighet, hydrofoba egenskaper, laddning med mera spelar också en roll Andra ämnen med liknande egenskaper borde då även de avskiljas på likartat sätt av membranet, oavsett om det är hygienprodukter, läkemedelsrester eller rengöringsmedel.

Målet med vår forskning är att man i framtiden ska kunna klassificera hur olika membranprocessers avskiljningsmekanismer fungerar. Med en sådan kunskapsbas kan vi bygga upp reningsanläggningar med maximal avskiljningsförmåga och det kan bli möjligt att förse miljarder människor med ett säker och miljömässigt hållbar produktion av dricksvatten.

TEXT: LENA FLYBORG

Läs om artikelförfattaren på nästa sida

FAKTA | OSMOS

Om det finns en koncentrationsskillnad av ett ämne på de båda sidorna av ett halvgenomträngligt membran kan vattenmolekylerna passera igenom membranet för att utjämna skillnaden. Ämnet är dock för stort och kan inte passera. Vi får en tryckskillnad mellan de två sidorna, det osmotiska trycket. Om man lägger på det osmotiska trycket och lite till kommer vattenmolekylerna att röra sig i motsatt riktning bort från ämne A. Det är den här tekniken som används i avsaltningsanläggningar
för att framställa dricksvatten av havsvatten.

Tabell över läkemedelsrester i Stockholms dricksvatten 2005-2010. Totalt antal prov uppgår till 18 stycken. I tabellen visas antal prov där koncentrationerna har varit över detektionsgräns.

Ämne

 

Påvisade antal gånger 

Atenolol

Hjärtmedicin

5

Ceterizin

Allergimedicin

6

Citalopram

Antidepressivt

1

Propoxyphene

Smärtstillande

8

Diklofenak

Smärtstillande

1

Etinylestradiol

Preventivmedel

1

Furosemide

Hjärtmedicin

3

Ibuprofen

Smärtstillande

5

Metoprolol

Hjärtmedicin

11

Naproxen

Smärtstillande

8

Oxazepam

Antidepressivt

6

Tramadol

Smärtstillande

9

Trimetoprim

Antibiotika

3

Carbamazepine

Epilepsimedicin

6