Iltningstrappe på vandværk. Foto: Colourbox

Nu gør vandværkerne vandet blødt - men det er ikke helt simpelt

fredag 15 sep 17

Kontakt

Hans-Jørgen Albrechtsen
Professor
DTU Miljø
45 25 15 86

Kontakt

Berit Godskesen
Postdoc
DTU Miljø
45 25 16 06

Kontakt

Martin Rygaard
Lektor
DTU Miljø
45 25 15 70

Sådan vil Hofor fjerne kalk fra drikkevandet

I Brøndby Kommune skal kalken fjernes med en teknologi, der kaldes en pelletreaktor. Princippet er, at man pumper grundvandet ind i et rør og tilsætter en base, typisk natriumhydroxid, NaOH, for at forhøje pH-værdien – sammen med noget sand. Basen får kalken i vandet til at fælde ud og aflejre sig på sandkornene, som dermed forvandles til større kalkpiller kaldet pellets. De bliver så tunge, at de falder til bunds og kan tappes ud, mens det blødgjorte vand føres over i en beholder, hvor det justeres ned til normal pH med CO2.

I hovedstadsområdet er drikkevandets indhold af kalk meget højt. Det kan derfor være en fordel at blødgøre vandet fra centralt hold. Efter omfattende undersøgelser foretaget af DTU Miljø iværksætter Hofor nu afkalkning af vandet på Brøndbyvester Vandværk.

Det danske drikkevand er berømt for sin høje kvalitet, men flere steder i landet og ikke mindst i hovedstadsområdet er det også meget hårdt, dvs. fuldt af kalk og magnesium. Kalken er til stor gene for forbrugerne, for den sætter sig i kedler og vandhaner, på fliser og varmelegemer, og det hårde vand betyder desuden større energi- og sæbeforbrug.

Derfor er der et stort ønske om at få fjernet kalken, inden vandet når ud i vandhanerne. Og ønsket er nu blevet til virkelighed. Efter flere års pilotforsøg og forudgående undersøgelser igangsætter Hovedstadsområdets Forsyningsselskab, Hofor, nu afkalkning af vandet i Brøndby Kommune.

Danmark er langt fra fortroppen med central blødgøring af drikkevand. Både i Tyskland, Sydsverige og Holland har man gjort det et stykke tid, og baseret på erfaringer herfra har Hofor valgt en teknologi kaldet en pelletreaktor, hvor man tilsætter sand og en base, der får kalken til aflejre sig på sandkornene, som derefter kan fjernes som kalkpiller, pellets (se faktaboks side 37).

Pilotforsøg har vist, at processen kan blødgøre hårdt dansk grundvand med op til 71 pct. Vandet bliver altså ikke helt kalkfrit, men det er heller ikke ønskeligt, for kalkfrit vand er korrosivt og ville derfor ødelægge rørene.

Der kan siges for og imod

Kalk er generende, når det sætter sig overalt, hvor vi bruger vand, men samtidig er det et vigtigt mineral for menneskers knogler og tænder. Så det første spørgsmål, man stillede ved udsigten til mindre kalk i vandet, var, om vandets kalkindhold havde nogen betydning for helbredet.

”Vi har været involveret i nogle skrivebordsundersøgelser af kalkindholdets eventuelle virkning i forhold til forbrugernes tænder, men studierne viste ikke nogen afgørende sammenhæng mellem antallet af huller i tænderne og kalk i vandet. Der er også indikationer af, at det kan øge risikoen for hjerte-kar-sygdomme, hvis man fjerner magnesium fra vandet. På dette punkt er pelletreaktoren dog god, for den fjerner netop kun kalcium,” fortæller professor Hans-Jørgen Albrechtsen, DTU Miljø.

Rent helbredsmæssigt er der altså ikke noget, som taler imod, at vandværket blødgør vandet, og på plussiden tæller, at forbrugerne ikke behøver bruge så meget sæbe, vaskemiddel og shampoo. Med færre kalkaflejringer vil maskinerne også bruge mindre energi, ligesom de ikke nær så ofte skal afkalkes.

”Man kan sige, at forbruget af kemikalier rykker fra forbrugeren og ind på det centrale vandværk, hvor det måske kan håndteres mere kontrolleret og sikkert. Og selvom afkalkningen på vandværkerne betyder, at vandet bliver lidt dyrere, vil der alligevel være penge at spare for forbrugerne, hvis de sætter forbruget af sæbe tilsvarende ned,” siger Hans-Jørgen Albrechtsen.

Et valg mellem flere teknologier

Pelletmetoden er ikke den eneste mulige teknologi til blødgøring. Indholdet af jern og tungmetaller i vandet varierer meget fra sted til sted, så derfor ligger der også en forskningsmæssig opgave i at undersøge, hvordan teknologi og vandkvalitet hænger sammen.

Hans-Jørgen Albrechtsen peger f.eks. på, at når man har med særlig jern- eller fosfatholdigt vand at gøre, kan de pellets, afkalkningen resulterer i, blive mere luftige og nærmest cornflakesagtige, så de får svært ved at falde til bunds og dermed bliver sværere at skille ud fra vandet. Det skete dog ikke ved nogen af de vandværker og vandtyper, hvor teknologien foreløbig er blevet afprøvet.

Ligger boringen tæt ved kysten, kan vandet være så natriumholdigt, at man kommer over grænseværdien, når man yderligere tilsætter basen natriumhydroxid for at starte kalkudfældningen. Her kan det så komme på tale at bruge en anden base, f.eks. læsket kalk, men dermed tilfører man jo yderligere kalk og får tilsvarende flere pellets ud af processen.

Alternative teknologier kan være ionbytning, som man kender fra opvaskemaskiner, hvor kalcium og magnesium byttes ud med natrium, hvorefter vandet regenereres med salt. Eller membranbehandling, hvor man filtrerer vandet så grundigt, at det kun er H2O, der kommer igennem. Det er det, man gør, når man afsalter havvand.

"Forbruget af kemikalier rykker fra forbrugeren og ind på det centrale vandværk, hvor det måske kan håndteres mere kontrolleret og sikkert"
Hans-Jørgen Albrechtsen, professor, DTU Miljø

Membranteknologien kan komme på tale, hvis der er usædvanlig mange tungmetaller, pesticider og måske endda opløsningsmidler fra tidligere industrier i vandet. Metoden koster meget energi, men den er effektiv og kan måske spare et ekstra led med aktivt kul, som ellers skulle være sat ind for at fjerne de uønskede stoffer. Men membranen fjerner også de mineraler, som man faktisk ønsker i vandet, bl.a. magnesium, og de skal så efterfølgende tilsættes.

Aktion og reaktion

Ved siden af denne afvejning af metoder er der også en forskningsopgave i at undersøge, hvordan den nye blødgøringsteknologi spiller sammen med den normale behandling af vandet for bl.a. tungmetaller.

Mange vandværker sender vandet igennem et sandfilter. Det fungerer både som en si, der fjerner naturligt forekommende stoffer, f.eks. jern og andre metaller, og som biologisk reaktor, fordi bakterierne i sandet omdanner stoffer som ammonium og mangan.

Men den nye blødgøringsteknologi kan ændre på disse processer. Pelletreaktoren fjerner en del af jernet i vandet, og da det er jernet, der trækker tungmetaller som nikkel og arsen gennem sandfilteret, kan det blive et problem at få dem fjernet. Ligeledes vil bakteriernes biologiske omsætning af f.eks. ammonium måske blive nedsat, hvis der mangler kobber i vandet.

På den anden side vil mindre jern betyde mindre slam i sandfiltrene, og dermed vil der skulle bruges mindre vand og energi på at skylle dem, ligesom færre returskylninger giver bakteriepopulationerne mere ro.

For at få helt styr på disse sammenhænge vil forskerne tage prøver og måle på vandet i løbet af det første år.

Hvad kan man bruge kalken til?

Sidste led i den kæde af begivenheder, som en central blødgøring af vandet sætter i gang, er kalkpillerne. Når afkalkningen er indført på alle Hofors vandværker, vil man stå med ca. 14.000 ton pellets om året, vurderer Hans- Jørgen Albrechtsen. Og hvad skal man så gøre med dem?

De vil f.eks. kunne anvendes som jordforbedring i landbruget. Men igen er det nødvendigt med grundige analyser, før man handler. DTU Miljø undersøger derfor sammen med Hofor og Niras, hvilke fysiske og kemiske egenskaber disse pellets har.

Kalk i form af pellets vil ikke være umiddelbart udskifteligt med landbrugskalk, da de er hårde som marmorkugler og vil være længere tid om at blive opløst og begynde at virke på en mark. Man kan knuse dem mekanisk, men det koster energi, og det oprindelige sandkorn kan måske ende med at være en irritation for processen.

En alternativ løsning, hvor kalken ikke udfældes på sand, men på knuste pellets, ville gøre slutproduktet renere og dermed mere anvendeligt. Men der er også andre muligheder for at genbruge kalkpillerne, bl.a. som erstatning for sand i byggesektoren, til glasproduktion og til fyld i tæppefliser.

Samlet set mener Hans-Jørgen Albrechtsen, at der er flest positive lodder i vægtskålen for det blødgjorte vand, både samfundsøkonomisk, teknisk, miljømæssigt og for forbrugerne. Men forsøget skal følges tæt, så man får solid videnskabelig dokumentation for de gavnlige effekter.

Derfor er der igangsat en undersøgelse under ledelse af postdoc Berit Godskesen fra DTU Miljø, som med målinger før og efter indførslen af den centrale blødgøring skal vise, om der faktisk opnås de forventede effekter, dvs. om energi- og sæbeforbrug reduceres, om vandkogere, vaskemaskiner, toiletter osv. får en længere levetid, og hvor mange afkalkninger der kan spares.

Relaterede Videoer