Fjernelse af metaller fra grundvand ved traditionel vandbehandling på danske vandværker / sammenfattende artikel

Baggrunden for projektet har været resultater af tidligere gennemførte undersøgelser af indholdet af metaller i okkerslam fra danske vandværker. Det blev herved konstateret, at der udfældes en del metaller med okkerslammet ved den traditionelle filtrering af grundvand på vandværker. Generelt blev der især fundet ret høje indhold af arsen i okkerslammet.

Projektets formålet har været at undersøge fjernelsen af metaller fra grundvand ved den traditionelle vandbehandling på danske vandværker med luftning og enkelt eller dobbelt filtrering. Endvidere har det været målet at undersøge, om filterskyllevand efter bundfældning har en uacceptabel kvalitet med hensyn til indhold af metaller i forhold til afledning af filterskyllevandet fra vandværkerne.

Der er udvalgt 20 vandværker til deltagelse i projektet. Alle 20 vandværker var også omfattet af de tidligere gennemførte undersøgelser af indhold af metaller i okkerslam. Foruden de 20 værker har Københavns Vand stillet data til rådighed for projektet omfattende 7 vandværker med i alt 37 tilknyttede kildepladser.

Alle udvalgte vandværker er under projektet blevet besøgt og gennemgået med henblik på så fyldestgørende beskrivelse af værkerne som muligt. I forbindelse med disse besøg eller ved efterfølgende besøg er der udtaget vandprøver på de 20 værker. Der er udtaget følgende vandprøver:

• Råvand fortrinsvis udtaget fra samlet tilledning til værk.
• Mellem for- og efterfiltre for værker med dobbeltfiltrering.
• Rent vand udtaget fra rentvandstank eller prøvehaner herefter.
• Skyllevand udtaget som ufiltreret henholdsvis filtreret prøve.

Vandprøverne er analyseret for indhold af spormetallerne: Arsen (As), antimon (Sb), bly (Pb), cadmium (Cd), chrom (Cr), kobber (Cu), nikkel (Ni), molybdæn (Mo) og zink (Zn). Endvidere er der analyseret for indhold af jern (Fe) og mangan (Mn).

Ved undersøgelsen er det fundet, at indholdene af spormetallerne i råvandsprøverne fra såvel de 20 værker som fra Københavns Vands 37 kildepladser generelt ligger på lave niveauer. De fundne indhold ligger typisk på niveauer, som er størrelsesordener mindre end drikkevandskvalitetskravene for metallerne.

Kun for nikkel og zink er der fundet få overskridelser af drikkevandskvalitetskravene:

• Ud af de 20 vandværker er der 2, hvor der er fundet indhold af
  nikkel over 20 µg/l.
• Ud af de 37 KV kildepladser er der 2, hvor der er fundet indhold af
  nikkel over 20 µg/l.
• Ud af de 20 vandværker er der 2, hvor der er fundet indhold af
  zink over 100 µg/l. På de 37 KV kildepladser er der ikke fundet indhold af zink over 100 µg/l.

Det er umiddelbart vurderet, at de få fundne høje indhold af zink i råvand må tilskrives afsmitning fra pumper, rør, prøvetagningshaner m.v., mens de fundne høje indhold af nikkel antagelig kan tilskrives høje indhold i grundvandsmagasinerne.

Korrelation mellem indholdene af de forskellige metaller i råvandsprøverne er undersøgt for henholdsvis de 20 vandværker omfattet af projektet og data fra Københavns Vands 37 kildepladser. Generelt kan indholdene ikke betegnes som velkorrelerede. Dog synes resultaterne at pege på, at der er sammenhæng mellem indholdene af følgende spormetaller:

• nikkel og zink,
• nikkel og antimon,
• zink og antimon.

Hverken indholdene af jern eller mangan synes velkorrelerede med nogen af spormetallerne.

For de enkelte vandværker er fjernelsen af metaller beregnet. Fjernelsen er beregnet som reduktion af metalindhold fra indhold i råvand til indhold i behandlet vand.

For en del af spormetallerne overskygges fjernelsen på værkerne dog i nogen grad af, at der også er set væsentlige bidrag til vandets indhold af spormetaller fra pumper, rør, beholdere, prøvehaner m.v. Dette gælder især metallerne bly, cadmium, chrom, kobber, nikkel og zink. Bidragene til vandets indhold af disse metaller synes at følges i et vist omfang således, at der typisk er bidrag fra to eller flere af metallerne samtidigt. Bidrag med zink synes at være en god indikator for bidrag med andre metaller også.

De bedste resultater med hensyn til fjernelse af spormetaller på vandværkerne er opnået for arsen. Blandt de 20 vandværker er der 18, hvor der er påvist arsen i råvandet. Der er set fjernelse af arsen på 15 af disse 18 værker. Endvidere er der set fjernelse af arsen på alle de 7 værker, hvor Københavns Vand har leveret data. På de 15 henholdsvis 7 værker blev der fundet gennemsnitlig fjernelse af arsen på 57% henholdsvis 32%. For nogle få værker er der set arsenfjernelse på op til 80-90%.

For molybdæn er der stort set ikke konstateret bidrag på værkerne. De fundne fjernelser af molybdæn på værkerne er imidlertid ringe. Molybdæn har således vist sig at være det mest konservative af de indgående spormetaller.

Fjernelse af visse af spormetallerne er koblet til og dermed korreleret med mængden af fjernet jern eller mængden af fjernet mangan på værkerne (molfjernelsen). Væsentligt er derfor den mængde af jern henholdsvis mangan, som fjernes på de enkelte værker og dermed også indholdene af jern og mangan i værkernes råvand.

Fjernelserne af metallerne beregnet ud fra metalindhold i råvand henholdsvis i behandlet vand udtrykker den absolutte mængde fjernet metal ved vandbehandlingen på vandværkerne. Ved sammenligning af fjernelserne af jern henholdsvis mangan med fjernelserne af spormetaller er de bedste sammenhænge mellem fjernelse af spormetaller og jern henholdsvis mangan fundet for følgende:

• arsen og jern,
• nikkel og mangan.

Sammenhængen mellem nikkel- og manganfjernelsen er dog kun gældende for så vidt, at der alene ses på værker uden bidrag af nikkel. Det bemærkes, at arsen- og manganfjernelsen henholdsvis nikkel- og jernfjernelsen ikke er korrelerede.

Sammenfattende indikerer resultaterne således, at der ved den traditionelle vandbehandling på danske vandværker sker en fjernelse af arsen sammen med jernfjernelsen henholdsvis en fjernelse af nikkel sammen med manganfjernelsen. Ud fra resultaterne synes det dermed også rimeligt at antage, at der for vandværker med en god jern og manganfjernelse sker en fjernelse af arsen henholdsvis nikkel, såfremt disse metaller forekommer i værkernes råvand.

For filterskyllevand fra de 20 værker omfattet af nærværende projekt er der generelt fundet en stor effekt på fjernelsen af opslemmet jern og mangan ved filtreringen af prøver af filterskyllevand. Prøvefiltreringen synes også at have haft en effekt på arsenindholdene, hvilket indikerer, at arsen er knyttet til jernslammet. Ved prøvefiltreringen er der generelt fjernet over 95% af filterskyllevandets indhold af jern. Tilsvarende er der ved prøvefiltreringen generelt set en stor fjernelse af filterskyllevandets indhold af arsen for værker med arsen i råvandet.

Prøvefiltreringen har også i nogen grad effekt for antimon, bly, cadmium, chrom, kobber og nikkel om end ikke i samme omfang som for arsen. For molybdæn er der ikke set nogen effekt.

Sammenfattende synes en passende henstand med henblik på sedimentation af jern- og manganslam inden afledning af filterskyllevandet således primært at have en effekt på afledning af arsen fra værkerne. Dette er i overens-stemmelse med resultaterne af det tidligere gennemførte okkerslamprojekt. Det må dog dermed også som udgangspunkt antages, at en uacceptabel afledning af arsen fra værkerne også vil være fulgt af en uacceptabel afledning af jern.

Givet en passende henstand inden afledning af filterskyllevandet vurderes det, at indholdet af metaller i filterskyllevandet (dog evt. bortset fra arsen) generelt ikke vil give anledning til overskridelser af kvalitetskravene (fersk-vand) til vådområder for metaller.