Absolut renat

Vi guidas runt i den stora hallen i Hammarby Sjöstadsverk av Andrew Martin, professor i energiteknik vid KTH. Det väser och bubblar från ventiler och slangar. Vi har satt på oss vita skyddsrockar, obligatorisk klädsel i hallen.
 
Sjöstadsverket är lite större än en fotbollsplan och byggdes av Stockholm vatten som en demonstrationsanläggning. För ungefär åtta år sedan skulle den läggas ner. Då fångade några eldsjälar från KTH och IVL Svenska Miljöinstitutet tillfället att göra ett forskningslabb för vattenrening.

Och vattenrening kan ske på flera sätt. Ett sätt är att sila vattnet under yttre tryck genom ett membran. Där finns flera tekniker, till exempel omvänd osmos. Problemet är att vattnet oftast bara blir nästan rent eftersom porerna i membranen inte kan vara oändligt små. Dessutom slammar membranen igen och det krävs mycket elenergi för att driva processen, förklarar professor Andrew Martin.

Problem alltså. Ett annat sätt är att koka vattnet och destillera bort smutsen, som finkeloljor ur brännvin. Då blir vattnet renare, men ändå inte helt rent.
Ett tredje sätt är att göra både och. Först förånga vattnet, så filtrera ångorna genom ett membran och sedan kyla ner de renade ångorna på andra sidan.

Det kallas membrandestillation, MD. Det är vad Andrew Martin sysslar med vid en pilotanläggning på Sjöstadsverket.
– Med membrandestillation kan man åstadkomma så kallat ultrarent vatten. Det har stor potential och skulle kunna användas både inom industrin och på andra sätt, säger Andrew Martin på perfekt svenska men med svag amerikansk brytning. Han växte upp i Florida.

Hur rent är ultrarent vatten? Andrew kastar in en brasklapp:
– Det är en definitionsfråga. Det finns begränsningar även här. Lättflyktiga ämnen kan leta sig förbi…
Ultrarent vatten fungerar i ett antal industriella processer, som till exempel pannvatten i kraftvärmeverk där ytterst små mängder mineraler kan orsaka korrosion vid högt tryck. Eller vid halvledartillverkning.
Ultrarent vatten kan också användas för att rena vatten från läkemedelsrester. Här pågår ett projekt tillsammans med Astra Zeneca.
 
Problemet här är att ultrarent vatten blir dyrt. Det kräver energi att först värma vatten och sedan kyla ner det. I dag kostar en kubikmeter membrandestillerat vatten 15 kronor.
I vissa fall är man beredd att ta den kostnaden, som vid dagens halvledartillverkning med allt mindre datachip. Då kan minsta partikelkorn förstöra kretsarna.
– Det finns farhågor om huruvida dagens vattenreningsteknik klarar av framtidens chiptillverkning. Här skulle MD-tekniken kunna vara ett alternativ, säger Andrew Martin.

Tanken är dock att bredda användningsområdena. Därför är Andrew Martin sysselsatt med att göra vattenreningen energisnålare och billigare. Till exempel genom att använda en värmeväxlare för att tillvarata energin från nedkylningen. Eller att använda restvärme från andra värmeprocesser.

Pilotanläggningen drivs med fjärrvärme och just nu pågår ett projekt, Fjärrsyn, där Andrew Martin och hans medarbetare tar tillvara överskottsvärmen från fjärrvärmeverket.

I ett SIDA-finansierat projekt i Bangladesh undersöks möjligheten att utnyttja spillvärme från biogaseldad kraftproduktion för att producera ultrarent vatten.
– På lite sikt skulle membrandestillation kunna vara lösningen för länder i tredje världen som kämpar med förorenat grundvatten, säger Andrew Martin.

Företaget Xzero AB tog initiativ till pilotanläggningen som ligger nedsänkt i en fyra meter djup och torrlagd bassäng i hallens ena ände. Det dånar från fläktar och maskiner.
150 liter ultrarent vatten i timmen är kapaciteten idag. Fullt utbyggd kan anläggningen bli stor nog för ett större hotell som vill rena havsvatten till dricksvatten.

– Fördelen med en stor anläggning är att man verkligen kan se hur processen beter sig. Det går att göra bättre modeller då. Det är svårt att simulera förångningsprocesser, så det krävs tester med fullskaliga utrustningar. Dessutom är det ett sätt att visa att detta går att satsa på, säger Andrew Martin.

Själva ultrareningen sker i kassetter i storlek mindre resväska. Membranen ligger i skikt med tunna luftspalter emellan så att vattnet kan kondenseras. Membranen, 0,2 millimeter tunna, är i ett material som starkt påminner om goretex. Det stöter bort vatten men låter ånga passera.

Vid vattenrening är slagget ett ofrånkomligt problem. En smart framtida lösning är att koncentrera smutsvattnet och utvinna ämnen därifrån. Det kan exempelvis handla om sällsynta så kallade jordartsmetaller som används vid tillverkning av mobiltelefoner.
– Det är sådant vi pratar om. Men det tillhör framtiden, säger Andrew Martin.

FAKTA

Hammarby Sjöstadsverk

-En FoU-anläggning som sysslar med vattenrening. Ägs till hälften var av KTH och IVL Svenska Miljöinstitutet
-Ligger i anslutning till Henriksdals reningsverk.
-Föreståndare: Christian Baresel, IVL Svenska Miljöinstitutet.

ULTRARENT VATTEN
Målet är att vattnet ska innehålla mindre än en ppm (miljondel) partiklar av varje substans.


Text Thomas Heldmark

Foto Håkan Lindgren

KTH Magazine 14 OKTOBER, 2015