Urbant vatten

Tänk dig en skoldag som börjar med att du vaknar när larmet på telefonen eller klockan ringer. Du tar dig nyvaken upp ur sängen. Kanske behöver du gå på toaletten. Du spolar efter dig och tvättar sedan händerna. Du går ut i köket och sätter på vattenkokaren. Typiskt! Du glömde sätta på diskmaskinen igår. Nu behöver du diska en tekopp och spolar därför vattenkranen tills vattnet blir riktigt varmt och diskar sedan ur koppen. Efter frukost tar du en varm dusch och borstar tänderna. Du tar på dig nytvättade kläder och går sedan till skolan. Det har regnat hela natten och stora mängder vatten rinner längs trottoarkanten ner mot närmsta brunn. Ett löv seglar med vattenströmmen ner i brunnen. Du funderar en stund över vart lövet tar vägen nu, men kommer plötsligt på att du är sen och springer snabbt vidare.

Varje person i Sverige använder omkring 150 liter dricksvatten varje dygn. Vi lånar det från vattnets naturliga kretslopp. I en stad finns det ett nätverk av ledningar för dricksvatten, avloppsvatten och så kallat dagvatten. Ledningsnätet leder vattnet till vattenverk, vidare till vattentorn, din vattenkran och slutligen till ett avloppsreningsverk innan det släpps ut i naturen igen. Det vattendrag som tar emot det renade vattnet brukar kallas för recipient. Dagvatten är regnvatten och smältvatten från snö och hagel som faller ner på vägar och hustak och som sedan rinner ner i en dagvattenbrunn.

Det vatten som vi använder i våra städer kallas urbant vatten. Allt vatten som går åt när vi diskar, duschar och spolar på toaletten kommer så småningom tillbaka till det naturliga kretsloppet. De olika kemiska ämnen som hamnar i vattnet bryts ner på olika ställen i kretsloppet. Vissa ämnen bryts inte ner alls. Det är därför viktigt att förstå hur vi sprider kemiska ämnen med vatten. Vi använder samma vatten om och om igen och måste använda det smart så vi har rent dricksvatten även i framtiden.

Dricksvatten produceras i vattenverk

I Sverige har vi nästan 1 750 vattenverk som förser oss med rent dricksvatten. Tillsammans producerar de nästan 900 miljarder liter dricksvatten per år. Råvaran till dricksvatten är råvatten.

Råvatten som kommer från en sjö eller vattendrag kallas ytvatten. Råvatten kan även pumpas upp direkt från underjorden. Det kallas grundvatten. Grundvatten rör sig naturligt mellan olika jordlager under marken. Grundvatten kan variera i förekomst beroende på årstid, geografisk plats och hur mycket vi pumpar upp. Det är även möjligt att göra konstgjort grundvatten. Då pumpas ytvatten ner i underjordiska bassänger där vattnet filtreras mellan jordlager. Det efterliknar naturens egen vattenrening. Det konstgjorda grundvattnet tillbringar några månader under marken innan det pumpas upp och blir till dricksvatten i ett vattenverk. Generellt är grundvatten renare än ytvatten. Grundvatten kan vara så rent att det går att dricka direkt när det når markytan.

Ytvatten renas innan det kan användas som dricksvatten

Sveriges ytvattenverk är få men stora och försörjer framförallt storstäder med dricksvatten. Totalt finns det 170 stycken som tillsammans producerar hälften av allt dricksvatten i Sverige.

Första steget är att råvattnet renas med kemisk fällning. Med fällning menas att lösta ämnen blir olösliga. Då faller de ut ur lösningen. Vanliga fällningskemikalier är aluminiumsulfat och järnklorid. Aluminiumjonerna och järnjonerna är positivt laddade och binder till så kallade humusämnen som är negativt laddade.  Humusämnen är organiskt material som bildas när döda växter och djur bryts ner. Tillsammans bildar jonerna och humusämnena små klumpar som kallas flockar. Flockarna leds därefter in i bassänger där de sjunker till botten och tas ut ur reningsprocessen. Vattnet leds vidare till ett snabbfilter där vattnet filtreras genom sand. De sista flockarna som finns kvar i vattnet fastnar i sanden.

Därefter leds vattnet till långsamfilter. I bassängerna finns ett skikt av aktiva mikroorganismer som bryter ner organiska ämnen i vattnet. Vattnets färg, lukt och smak minskar eftersom innehållet av organiska ämnena minskar i vattnet.

Innan vattnet pumpas ut i ledningsnätet behandlas det med ultraviolett ljus. Detta ljus förstör DNA i mikroorganismerna så att de inte kan föröka sig. När vattnet kommer ut tillsätts en liten mängd klor så att ingen tillväxt av mikroorganismer ska ske i det flera mil långa ledningsnätet.

Järn-, mangan- och kalciumjoner tas bort ur grundvatten

I Sverige finns det omkring 1450 grundvattenverk som förser mindre områden med dricksvatten. Nästan 130 vattenverk använder konstgjort grundvatten. En del grundvatten innehåller ämnen som tas bort eftersom de ger sämre smak eller orsakar missfärgning. För att få bort järnjoner och manganjoner luftas vattnet i ett vattenfall. I vattenfallet blandas vattnet med luft som innehåller syre. Manganjonerna bildar manganoxid och järnjonerna blir järnoxid. Dessa oxider bildar fasta partiklar som går att filtrera bort.

Om vattnet innehåller mycket kalciumjoner kallas det för hårt vatten. Hårt vatten kräver mer tvättmedel när vi tvättar. Det är bättre ju mindre tvättmedel vi behöver använda. Hårdhetsgraden anges i °dH. Under 5 °dH räknas som mjukt vatten. Över 10 °dH räknas som hårt vatten.

Grundvatten har en högre hårdhet än ytvatten. För att få bort kalciumjoner ur vattnet tillsätts natriumhydroxid som gör att kalciumoxid fälls ut. Kalciumoxiden fäster på sandkorn som blir tyngre ju fler lager som byggs på. Sandkornen faller så småningom till botten. Denna sand kan sedan användas för att kalka försurade våtmarker och sjöar.

Vatten är ett kontrollerat livsmedel

I Sverige är dricksvatten ett av våra mest kontrollerade livsmedel. Dricksvatten består av vattenmolekyler men också olika joner. Ett glas dricksvatten innehåller dessutom omkring 40 miljoner bakterier. Det är helt naturligt och ofarligt. Att dricksvatten smakar olika i olika delar av landet beror på vilket råvatten som används. Råvatten har olika sammansättningen av joner och bakterieflora vilket ger vattnet dess smak. Varmvatten är inte klassat som livsmedel och kontrolleras därför inte på samma sätt. Drick därför aldrig varmt vatten direkt ur kranen.

Leverantörer av dricksvatten är skyldiga att regelbundet ta prov och undersöka förekomst av kemiska ämnen och mikroorganismer. Dessutom mäts grumlighet, färg och ledningsförmåga. Ju mer människor som bor i ett område desto fler kontrollpunkter och desto oftare måste prover tas. Den vanligaste anledningen till att dricksvatten i Sverige tillfälligt inte är drickbart är att vattnet förorenas i ledningarna.

Avloppsrening är viktig för att förhindra övergödning och smittspridning

Förr släpptes avloppsvatten från våra städer rakt ut i havet. Först i början av 1950-talet började byggandet av avloppsreningsverk ta fart Sverige. Några år senare kom en ny lag som innebar att den som ska släppa ut avloppsvatten i en sjö eller vattendrag måste rena avloppsvattnet. I vissa delar av världen finns inte denna rening av avloppsvatten vilket påverkar vattenkvaliteten i hav och sjöar.

På 1960-talet uppmärksammades att många svenska sjöar och vattendrag runt våra städer påverkades av utsläpp från dåtidens avloppsreningsverk. Vattnet var grumligt, sjöar växte igen, fisk dog och badplatser fick stänga på grund av algblomning. Det var framförallt fosfor (P) som var den stora orsaken till övergödningen i vattendragen. Om det finns för mycket fosfor växer alger till väldigt snabbt. Under 60- och 70-talen byggdes nya kommunala avloppsreningsverk och efter några år blev vattendragen renare, fisken kom tillbaka och badplatser kunde användas igen. Under 80- och 90-talen var det framförallt kväve (N) som var den stora orsaken till övergödning. För att minska detta problem utvecklades kväverening på avloppsreningsverken.

I avloppsvatten finns allt som vi spolar ut från våra hem, från toalett, diskmaskin, tvättmaskin, vask och dusch. Även avloppsvatten från industrier, företag och skolor ska hanteras i avloppsreningsverket.

Avloppsvatten innehåller kol, kväve och fosfor

Innehållet i vårt kiss och bajs beror på vad vi äter. Gemensamt är att bajs generellt innehåller cellulosa, vatten, fetter, salt, fosfater, levande och döda bakterier. De döda bakterierna utgör ungefär 30 %. Det kan dessutom finnas osmält mat som majs och andra sädesslag med hög cellulosahalt. Lukten från fekalier, bajs, kommer framför allt från två ämnen som heter skatol och indol.

När du spolar hemma på toaletten påbörjar avloppsvattnet sin resa till ett avloppsreningsverk. Väl på plats i avloppsreningsverket börjar en reningsprocess. Denna process tar omkring 24 timmar innan det renade vattnet släpps ut i naturen.

Kol, kväve och fosfor är värdefulla resurser på rätt ställe i kretsloppet. Det finns gott om dem i avloppsvatten. I avloppsreningsverk fångas kol, kväve och fosfor upp så de kan återföras till rätt ställe i kretsloppet. Förenklat innebär det att ämnena ska stanna på land och inte hamna i sjöar och hav där de orsakar övergödning och syrebrist.

I avloppsreningsverket renas vattnet i flera steg

Vattnet passerar först ett galler där allt som är större än 2-3 millimeter fångas upp. Det som fastnar i rensgallret är till exempel tamponger, strumpbyxor, bindor, cigarettfimpar, kondomer, trasor och en hel del toapapper. Spola aldrig ner något annat än toalettpapper i toaletten. Det finns en stor risk att det orsakar stopp i avloppsrören.

Det mesta av föroreningarna i vattnet tas bort genom sedimentering. Vid sedimentering sjunker partiklar till botten och bildar slam. Slammet kan används som gödsel på åkrar och eller rötas till biogas. Biogas kan vi elda med och använda som bränsle till bilar.

I försedimentbassängen avskiljs tunga partiklar. Det som sjunker till botten bildar så kallat primärslam. På botten av bassängen finns stora skrapor som skrapar upp slammet och skickar det till anläggningen för slambehandling.

I nästa bassäng finns mikroorganismer som bryter ner ammoniumjoner (NH4+) från kiss och bajs. Det är en form av biologisk rening som kallas för nitrifikation. Ammoniumjonerna omvandlas till nitratjoner (NO3-). För att mikroorganismerna ska kunna göra detta krävs syre. Därför finns det maskiner som blåser in luft i bassängerna. Nitrat följer med vattnet vidare till nästa bassäng.

Här arbetar mikroorganismerna utan syre, det kallas för denitrifikation. Nitratjonerna från föregående bassäng omvandlas här till kvävgas (N2). Kvävgasen bubblar upp ur bassängen. Det slam som bildades i den biologiska reningen avskiljs i mellansedimenteringsbassängen.

Fosfor fångas upp i avloppsreningsverket genom att järnklorid tillsätts. Detta kallas för kemisk fällning. Fosfor är ett gödningsmedel och det slam som bildas i detta steg kan användas som gödsel på åkrar. Slutligen minskas vattenhalten i slammet i en så kallad förtjockare.

Slamrötning ger gödsel

Det förtjockade slammet leds till en rötkammare. I rötkammaren är det 37 °C eller högre temperatur och syrefritt. Bakterierna som finns i rötkammaren tål inte syre. Många olika sorters mikroorganismer är med och bryter ner delar av det organiska materialet. Ur det organiska materialet bildas främst koldioxid och metangas. Det tar mellan 20 och 30 dygn. Slutligen minskas vattenhalten i slammet genom centrifugering.

Slam från reningsprocessen på avloppsreningsverk innehåller kol och fosfor som kan återföras till åkermark. Ungefär 25 % av det slam som bildas i Sverige hamnar på åkermark. Resten av slammet hamnar i parker, golfbanor och i bullervallar. För att kunna använda slammet som gödsel på åkermark får det inte innehålla oönskade ämnen. Både tungmetaller och mikroföroreningar kan finnas i slammet. Avloppsreningsverken är utvecklade för att ta hand om organiskt material, fosfor och kväve. Tekniken i avloppsreningsverk är dock inte utvecklad för att ta hand om tungmetaller, mikroföroreningar och gifter. Det händer att gifter dödar mikroorganismer i reningsstegen på avloppsreningsverk. Det är därför viktigt att aldrig hälla ut farliga ämnen i avloppet. Lämna dem istället till en återvinningscentral. Vissa gifter kan följa med i slammet och på så vis hamna på åkermarken.

Framtidens avloppsreningsverk

Våra städer växer och vi blir fler och fler som behöver rent vatten och fungerande avloppssystem. Tuffare reningskrav och ökad belastning på grund av befolkningsökning och att fler bor i städer gör att de befintliga avloppsreningsverken behöver uppgraderas och byggas ut. Vi använder och äter olika produkter som ger olika och nya ämnen i avloppsvattnet. Forskning pågår kontinuerligt kring avloppsrening och i takt med mer kunskap, teknikutveckling och politiska beslut så tillämpas nya reningstekniker.

Quiz - Urbant vatten

Kallas allt det vatten vi använder i våra städer?

Innehåller kväve och fosfor och kan därför användas som gödsel.

Vad kallas det när tunga partiklar får falla till botten och bilda slam?

Vad kallas reningsmetoden när positivt laddade joner binder till humusämnen i råvattnet så att det bildas flockar som sjunker.

Förstör DNA i mikroorganismerna så att de inte kan föröka sig.

Vad kallas det när vattnet får sjunka genom en sandbädd?

Vad kallas det regn- och smältvatten som rinner ner i brunnar längs gatan?

Vad kallas det vattenområde som används som mottagare av orenat avloppsvatten?

Vad kallas reningssteget när mikroorganismer bryter ner ammoniumjoner.

Uppgifter

Förklara och beskriv

  1. Du använder ungefär 150 liter vatten under ett dygn. Till vad?
  2. Beskriv vattnets naturliga kretslopp.
  3. Vad är dagvatten?
  4. Vad räknas till urbant vatten?
  5. Vad betyder recipient?
  6. Vad är slam?
  7. Vad är organiskt material?
  8. Vad är dagvatten?
  9. Beskriv vad som händer i ett vattenverk.
  10. Varför används vattentorn?
  11. Förklara vad som händer när råvatten blir till dricksvatten.
  12. Vad innebär kemisk fällning?
  13. Vad menas med hårt vatten?
  14. Hur går det till när vatten görs mindre hårt?
  15. Hur kommer det sig att vatten smakar olika på olika ställen i Sverige?
  16. Förklara hur reningen av avsloppsvatten har ändrats från 1940-talet och fram till idag.
  17. Beskriv vattnets väg från det att du spolar toaletten tills dess at det renade vattnet släpps ut i ett vattendrag.
  18. Varför är det så viktigt att rena avloppsvattnet från kväve och fosfor?
  19. Förklara vad som händer vid de olika stegen i reningsprocessen:
    a) sedimentering
    b) försedimentbassängen
    c) nitrifikation
    d) denitrifikation
    e) kemisk fällning
    f) slamrötning

    Resonera och argumentera
     
  20. Försök räkna ut hur många liter vatten du använt hittills idag.
  21. Hur kommer det sig att 80% av allt skräp i havet kommer från gatorna inne i städer?
  22. På vilket sätt bidrar utsläpp av kväve och fosfor till övergödning?
  23. Vilka naturvetenskapliga argument finns för och /eller emot följande påståenden?
    a) Spola aldrig ned läkemedel i toaletten.
    b) Kiss, bajs och toalettpapper är det enda som får spolas ned i toaletten.
    c) Kranvatten är det mest kontrollerade livsmedlet.

    Ta reda på
     
  24. Hur många dagvattenbrunnar finns det på skolgården?
  25. Vilken form har brunnslocket? Har brunnen någon märkning eller beteckning?
  26. Finns det någon recipient i närheten av din skola?
  27. Var renas vattnet som spolas ned på din skola?
  28. Vilka områden i Sverige har hårt vatten?
  29. Från vilken vattentäkt kommer kranvattnet i din skola?