Värdefullt slam

Värdefullt slam

Vattenverksslam innehåller organiska ämnen bundna till järn som används i reningsprocessen. Genom att studera slammets struktur på atomnivå kan det bli möjligt att återvinna järnet och samtidigt göra slamrester mer användbara i till exempelvis jordförbättring.

Sydvatten levererar dricksvatten till 900 000 människor i västra Skåne. Vattnet tas huvudsakligen från sjön Bolmen och leds genom en åtta mil lång tunnel till vattenverket Ringsjöverket, där råvattnet omvandlas till dricksvatten. I reningsprocessen används järnklorid för att åstadkomma en kemisk fällning som tar bort mikroorganismer, fasta partiklar och oönskade ämnen ur råvattnet. I slammet som blir kvar är organiska ämnen bundna till järnföreningar. Slammet är i sig ofarligt och skulle exempelvis kunna användas för att binda fosfor i jordbruksmark, men det finns idag ingen konkurrenskraftig metod för att återvinna järnkloriden, något som skulle kunna innebära ekonomiska vinster och samtidigt vara bra för miljön.

Kenneth M Persson, forskningschef på Sydvatten och professor i Teknisk Vattenresurslära på Lunds Tekniska Högskola
Kenneth M Persson, forskningschef på Sydvatten och professor i Teknisk Vattenresurslära på Lunds Tekniska Högskola.

Det handlar om stora volymer ‒ i Sydvattens vattenverk produceras varje år cirka 70 miljoner kubikmeter dricksvatten och det går åt flera tusen ton järnklorid.

Vi vill gärna kunna återvinna och återanvända järnkloriden, men bindningen mellan slammets organiska ämnen och de järnföreningar som bildas är mycket komplex och svår att studera. Vi vände oss därför till MAX IV-laboratoriet, genom Science Link-projektet, med förhoppningen att kunna få en klarare bild av slammets struktur.

Med hjälp av personal på MAX IV-laboratoriet identifierades EXAFS som en lämplig teknik för att analysera Sydvattens slamprover. Försöken som gjordes gav för första gången en tredimensionell bild av slammets struktur och sammansättning på atomnivå.

Man skulle kunna säga att vi med MAX IV-laboratoriet fick tillgång till mikroskopi på en detaljnivå som vi inte varit i närheten av tidigare. Försöken och den hjälp vi fick att tolka resultaten gav oss en fantastiskt detaljerad analys som nu ligger till grund för ett arbete med att hitta metoder för att effektivt separera järnet från de organiska ämnena. Det är mycket troligt att vi kommer att fortsätta använda oss av MAX IV-laboratoriets resurser för att komma vidare i den processen. Visionen är att kunna återvinna och återanvända järnkloriden i vattenreningen och samtidigt producera ett helt harmlöst organiskt slam som kan komma till nytta exempelvis för jordförbättring.

För att ta reda på hur ämnen är uppbyggda på nanometernivå krävs extremt känsliga metoder. En sådan metod är EXAFS, eller ”Extended X-ray absorption fine structure”, som används för att undersöka materials uppbyggnad på atomnivå. Metoden går ut på att skanna en röntgenstråles fotonenergi över en så kallad absorptionskant, dvs. den energi där de inre elektronerna i ett specifikt grundämnes atomer börjar absorbera fotoner och skickas ut från atomen. Hur absorptionen ter sig ger information om vilka andra slags atomer som finns runtomkring och avståndet till dem.