Avloppsvatten – ett nytt perspektiv: nyttig återanvändning och mineralåtervinning
Av | 14 april 2026
14 april 2026
Utmaningarna med produktionsvatten
En av de mest angelägna frågorna inom olje- och gasindustrin är hur man ska hantera de enorma mängderna produktionsvatten, som utgör branschens största avfallsström.[1] Diagrammet nedan visar volymerna av produktionsvatten från Permian-bassängerna Midland och Delaware samt dess slutliga användning eller destination. Rystad Energy rapporterar att 8,7 miljarder fat producerades år 2024, varav 1,6 miljarder fat återvanns för frakturering och 800 miljoner fat återinjicerades för förbättrad oljeutvinning (EOR). Det mesta av vattnet – 6,3 miljarder fat – släpptes dock ut i saltvattenbrunnar.[2] Dessa 6,3 miljarder fat räcker för att fylla Canyon Lake i Texas två gånger om, med nästan 18 miljarder gallon över.[3]
Det är problematiskt att leda ut produktionsvatten till brunnar för saltvattenhantering (SWD). Hanteringskapaciteten per brunn i Permian-bassängen minskar snabbt, och kraven på tillstånd och rapportering för brunnarna blir allt strängare, vilket driver upp kostnaderna för operatörerna.[4]
Ett annat problem med avfallshanteringen är att injicering av avfall kan leda till att trycket stiger och sprider sig genom formationen, vilket kan störa driften av närliggande olje- och gasbrunnar. Detta problem har faktiskt tvingat ett antal operatörer att installera ytterligare foderrörssträngar för att hantera de höga trycken – ännu en faktor som driver upp kostnaderna.[5]
En lösning är att transportera det producerade vattnet bort från bassängen och/eller släppa ut det i grundare områden. Även om detta kan ge viss tillfällig lindring är det inte särskilt hållbart på lång sikt.
En annan lösning är att återvinna produktionsvatten för återanvändning vid hydraulisk spräckning, vilket allt fler operatörer faktiskt gör. Enligt Rystad täckte de tio största oljeproducenterna i Permian-bassängen år 2024 i genomsnitt 60 % av sitt behov av spräckningsvatten med återvunnet produktionsvatten, vilket är nästan en fördubbling jämfört med 36 % år 2021.[6] Det är en välkommen utveckling, men det räcker fortfarande inte.
Även om alla operatörer skulle börja hämta 100 % av sitt fraktureringsvatten från återvunnet produktionsvatten, skulle det inte räcka för att ta hand om alla de volymer som för närvarande är avsedda för bortskaffande. Produktionen av produktionsvatten kommer alltid att överstiga kompletteringsaktiviteten, eftersom volymerna som kommer ut ur formationen för ett givet jobb alltid är flera gånger större än de volymer som går in i brunnen för att spricka formationen. Dessutom, när marknadskrafter eller andra omständigheter utlöser en kraftig nedgång i kompletteringsaktiviteten, växer överskottet av produktionsvatten faktiskt eftersom det inte återvinns.
Det betyder inte att vi ska avstå från återvinning för användning vid fracking, utan bara att vi måste bredda vårt verktygslåda för att bättre hantera mängderna av produktionsvatten.
Den långsiktiga lösningen
Vi anser att avsaltning är ett utmärkt sätt att hantera det stora överskottet av produktionsvatten. Genom att avlägsna salter och andra beståndsdelar görs vattnet lämpligt för återanvändning inom jordbruk, bevattning och industri, och i förlängningen även för konsumtion av människor och boskap. Avsaltning av produktionsvatten i Permian Basin skulle inte bara förse en torr och vattenfattig region med vatten, utan processen skulle även kunna möjliggöra utvinning av viktiga mineraler.
Avsaltning är en väletablerad och snabbt växande global industri som främst inriktar sig på avsaltning av havsvatten för kommunalt bruk, driven av bristen på sötvatten och befolkningsökningen. Mellanöstern och Nordafrika är de största marknaderna på grund av den långvariga bristen på färskvatten i dessa regioner, men avsaltning är också en viktig infrastruktur i Australien, Kina, Indien, Mexiko och USA.[7] De två huvudsakliga metoderna för avsaltning är termiska processer och membranprocesser. Den senare är den mest populära och inkluderar nanofiltrering och omvänd osmos, som man finner i de flesta filtreringssystem för hemmabruk.[8]
Utmaningarna med avsaltning
Även om avsaltning av havsvatten är en utbredd metod är det nytt och mer utmanande att tillämpa processen på bräckt produktionsvatten på grund av vattnets sammansättning. Tabell 1 visar en uppdelning av några av de beståndsdelar som finns i havsvatten och permvatten, med två punkter värda att notera. Den första är den betydligt högre halten av totalt upplösta fasta ämnen i permvatten – i genomsnitt cirka 120 000 delar per miljon – jämfört med havsvatten som i genomsnitt har 40 000 delar per miljon.
TABELL 1: Urval av beståndsdelar i havsvatten och produktionsvatten från perm.
| KONSTITUENT | I HAVSVATTEN (PPM)* I | I AVVATTNING (PPM)** |
|---|---|---|
| Totalt upplöst fast material | 34,000-45,000 | 5,000-250,000 |
| Totalt mängd suspenderade fasta ämnen | 3-20 | 60-800 |
| Ammoniak | Spår | 300-800 |
| Barium | 0,005–0,023† | 0.1-262 |
| Bor | 4-5 | 17-76 |
| Kalcium | 440-500 | 60-8,000 |
| Järn (Fe II) | < 0.1 | 0.5-7 |
| Magnesium | 1,140-1,670 | 10-1,900 |
| Strontium | 7–8† | 29-1,400 |
| Sulfat | 2,600-3,000 | 100-1,300 |
| Radionuklider‡ | 0,04–0,16 pCi/l | 1–1 000 pCi/l |
| Totalt organiskt kol | 0,2–2, 8–10 (algerblomning) | 2-250 |
| Olika ekologiska produkter | Polysackarider, Humussubstanser, Lågmolekylära syror, neutrala ‡‡ | Flyktiga organiska föreningar, semi-VOC, organiska syror, polyaromatiska kolväten |
För det andra finns det olika typer av ämnen i vattnet, framför allt:
- Tungmetaller, varav vissa är giftiga (medan andra är viktiga näringsämnen);
- Radionuklider som består av de naturligt förekommande isotoperna radium-226 och radium-228, vilka vi inte vill ska hamna i människors miljö eftersom de är radioaktiva; och
- Organiska kolföreningar, av vilka vissa är skadliga för miljön och har en betydande inverkan på livslängden och prestandan hos den membranteknik som används för avsaltning.
Denna komplexa sammansättning är anledningen till att vi inte bara kan kopiera en avsaltningsanläggning för kustvatten till Permian-bassängen, och varför vi för närvarande inte ser en uppsjö av avsaltningsanläggningar i västra Texas och östra New Mexico. Det är också anledningen till att vi behöver en mångfacetterad teknik för att avsalta produktionsvatten. Lösningen måste dessutom vara ekonomisk så att den kan konkurrera med kostnaden för avfallshantering av avsaltat vatten, transport av produktionsvatten ut ur bassängen eller andra lösningar som avdunstning.
Den kostnadseffektiva lösningen
Den ekonomiskt mest lönsamma metoden är att i en enda lösning kombinera de två huvudsakliga metoderna för avsaltning: membran- och termiska processer. Som figur 2 visar är kostnaden för membransystem lägre när halten av totalt upplösta fasta ämnen är låg, men ökar kraftigt i takt med att halten stiger. Termiska system har däremot vanligtvis mindre varierande totalkostnader beroende på salthalten och är fördelaktiga vid behandling av höga halter av totalt upplösta fasta ämnen. Ett dubbelt system utnyttjar båda processerna för att maximera effektiviteten och lönsamheten över hela intervallet av totala upplösta fasta ämnen och är i slutändan mer kostnadseffektivt än ren termisk destillationsprocess.
Mineralutvinning
För att öka kostnadseffektiviteten kan vi inkludera mineralutvinning i lösningen. Produktionsvatten innehåller ofta värdefulla mineraler, såsom brom, cesium, kobolt, gallium, jod, litium, magnesium, mangan, nickel, platina, rubidium och strontium.[10] Om dessa värdefulla mineraler utvinns och säljs kan de täcka kostnaderna för avsaltningen och därmed förbättra projektets lönsamhet.
Ett annat skäl till att utvinna mineraler är att bidra till att stärka säkerheten i mineralförsörjningen i USA, som är mycket bristfällig. Landet är för närvarande beroende av import för mer än hälften av sitt behov av kritiska mineraler. Av dessa importerar USA 100 % av sitt cesium, gallium, mangan, rubidium och strontium. Och efterfrågan på litium kommer, som vi vet, att fortsätta öka avsevärt med tanke på dess användning i batterier och storskaliga energilagringstekniker.[11]
TETRA-lösningen
I december 2024 tillkännagav TETRA lanseringen av den nya TETRA Oasis Total Desalination Solution (TDS), en patenterad helhetslösning som omvandlar produktionsvatten till två värdefulla resurser – avsaltat vatten för nyttjande och viktiga mineraler som kan kompensera för driftskostnaderna. Lösningens konstruktion bygger på vår mångåriga kemiska expertis inom behandling av produktionsvatten för återanvändning vid fracking och tillämpning av denna kunskap för att säkerställa kostnadseffektiv livslängd för avsaltningsmembranen och därmed en kommersiellt hållbar lösning. Vi har även tillämpat vår expertis inom utvinning av mineraler samt formulering av vattenbaserade saltlösningar och återvinning av dessa saltlösningar för återanvändning.
TETRA Oasis är en anpassningsbar lösning som är utformad för att hantera produktionsvatten med mycket varierande sammansättning, volym och krav på slutanvändning. Lösningen omfattar förbehandling, avsaltning och efterbehandling, med mineralutvinning som en extra funktion som ger mervärde. I kombination med ett automatiserat styrsystem arbetar tekniken på ett intelligent sätt för att maximera effektiviteten och åstadkomma avsaltning av exceptionell kvalitet.
Vårt trestegssystem inleds med en förbehandling, ett avgörande steg som innebär att olika organiska ämnen, suspenderade partiklar och avlagringsbildande ämnen avlägsnas. Detta förlänger membranens livslängd och förbereder vattnet för en effektivare avsaltning.
Det andra steget är avsaltningsprocessen, som optimeras genom att man väljer den mest lämpliga tekniken eller kombinationen av tekniker för att uppnå maximal effektivitet. TETRA Oasis kan använda membranbaserad osmotiskt assisterad omvänd osmos (OARO) eller termisk vakuummembrandestillation (VMD), eller en kombination av de båda, för att tillhandahålla en avsaltningsmetod som är exakt anpassad efter matningsvattnet och kundens specifikationer.
För det tredje finns efterbehandlingen, där olika metoder kan tillämpas på det avsaltade vattnet för att avlägsna oönskade restämnen, tillsätta mineraler, justera pH-värdet samt andra tekniker beroende på slutanvändningen, inklusive industriellt bruk och utsläpp till ytvatten som kräver godkända WET-tester (Whole Effluent Toxicity).
TETRA-fältstudie
I ett fältförsök i Permian Basin användes TETRA Oasis för att avsalta produktionsvatten med en grumlighet på 15 NTU, totalt upplöst fast material på 136 000 ppm, totalt organiskt kol på 49,7 ppm och totalt metallinnehåll på 2 105 ppm (exklusive kalcium, magnesium och natrium). Vattnet innehöll även 500 ppm ammoniakkväve och 55,8 ppm bor samt 6,6 pikocurie per liter (pCi/L) av radionukliderna radium-228 och radium-228.
TETRA Oasis lyckades producera avsaltat vatten med en grumlighet på mindre än 0,5 NTU, totalt upplöst fast material på 19 ppm, totalt organiskt kol på 2,47 ppm och totalt metallinnehåll på 0,03 ppm. Alla salter och metaller reducerades till försumbara spårmängder och ammoniakkvävet till 0,11 ppm, boret till 0,66 ppm och de två radiumisotoperna till 0,82 pCi/L. Halten av totalt upplöst fast material (19 ppm) var betydligt lägre än i typiskt kommunalt vatten i USA, som innehåller 300–500 ppm.
TABELL 2: Ett urval av beståndsdelarna i produktionsvatten från Permian-bassängen jämfört med vatten som avsaltats med hjälp av TETRA Oasis i ett fältförsök 2024.
| INNEHÅLL | OBEHANDLAT VATTEN | TETRA AVSALINERAT VATTEN |
|---|---|---|
| Grumlighet | 15 NTU | < 0.5 NTU |
| Totalt upplöst fast material | 136,000 PPM | 19.0 PPM |
| Totalt organiskt kol | 49.7 PPM | 2.47 PPM |
| Metaller totalt* | 2,105 PPM | 0.03 PPM |
| Ammoniakkväve | 500 PPM | 0.11 PPM |
| Bor | 55.8 PPM | 0.66 PPM |
| Ra-226 och Ra-228 | 6,6 pCi/l | 0,82 pCi/l |
*Med undantag för kalcium, magnesium och natrium.
Vattnet som avsaltats med TETRA Oasis uppnådde dessutom 100 % i akuta och kroniska WET-tester på två sötvattensorganismer. Testet utvecklades i enlighet med Clean Water Act från 1972 och mäter effekterna av utsläppt avloppsvatten på vattenlevande organismer. Det är även ett krav för tillståndsgivning enligt National Pollutant Discharge Elimination System (NPDES), som tillämpas i New Mexico och Texas.
Slutligen visade fältförsöken och testerna att avsaltat vatten från TETRA Oasis skulle vara lämpligt för återanvändning, beroende på användningsområdet, vilket därmed bevisar att tekniken är ett effektivt verktyg för att hantera överskottet av produktionsvatten.
Brist på sötvatten och produktionsvatten
För hundra år sedan utlöste vattenbristen de ökända kaliforniska vattenkrigen mellan Los Angeles och de omgivande jordbrukarna, en konflikt som utgör den avgörande bakgrunden till filmen Chinatown från 1974. Mer nyligen, i januari 2025, ledde svår torka och tomma reservoarer till att skogsbränder svepte över förorterna till Los Angeles, brände ner 58 000 hektar och dödade 29 människor.[12] Situationen i Texas är inte lika dödlig, men den är inte heller bra. Ihållande torka har minskat vattenförsörjningen som är avgörande för jordbruket i Rio Grande Valley, vilket tvingade delstatens sista sockerfabrik att stänga i februari 2024.[13] I västra Texas har befolkningen vuxit snabbare än infrastrukturen och tusentals människor saknar tillgång till rent rinnande vatten.
Vattenbrist har länge varit ett utmärkande drag för den västra delen av USA. År 1879 fastställde John Wesley Powell, chef för US Geological Survey, den 100:e longitudlinjen som den klimatiska skiljelinjen mellan det vattenrika öst och det torra väst. Longitudlinjen sträcker sig från pol till pol och skär genom delstaterna Dakota, Nebraska, Kansas, Oklahoma och Texas, där den bildar den östra gränsen till Texas Panhandle. År 1931 flyttade historikern Walter Prescott Webb den klimatiska gränsen österut till den 98:e meridianen, ett drag som stöds av modern forskning som visar att torkan sakta rör sig österut.[14]
Den smygande utbredningen av torka och vattenbrist i hela Västern, i kombination med befolkningsökningen, kommer att fortsätta att öka belastningen på sötvattenkällorna, vilket gör ett gammalt problem aktuellt igen. Precis som de amerikanska pionjärerna förr i tiden står vi återigen inför den uråldriga utmaning som präglade civilisationen vid gränsen – vattenbrist. Denna gång finns dock en perfekt lösning till hands: vi har nu tekniken för att omvandla avfallsströmmen från produktionsvattnet till värdefulla resurser: avsaltat vatten för nyttig återanvändning och viktiga mineraler som används i en mängd olika tillämpningar.
Den mest akuta utmaningen är den gordiska knuten kring vatten- och mineralrättigheterna i New Mexico och Texas. Vi behöver att folkvalda politiker och tillsynsmyndigheter i dessa delstater påskyndar beslutsfattandet och ger teknikföretag och operatörer tydliga riktlinjer samt smidiga tillståndsförfaranden, så att vi kan frigöra den enorma potentialen i det underjordiska Permiska havet och stilla törsten i den amerikanska vildmarken.
Slutnoter
[1] A. Gangwar m.fl., 2024, ”Aktuella framsteg inom teknik för behandling av produktionsvatten: ett perspektiv på teknoekonomisk analys och livscykelanalys”, Environment, Development and Sustainability, vol. 27, s. 15077–15111, 16 februari.
[2] Rystad Energy, 2025, ”Rapport om vattenförvaltningstjänster – 1:a kvartalet 2025.”
[3] Canyon Lake, beläget mellan Austin och San Antonio, har en kapacitet på 378 852 acre-feet, vilket ungefär motsvarar 123,4 miljarder gallon. 6,2 miljarder fat motsvarar 264,6 miljarder gallon. Om man dubblar sjöns kapacitet (123,4 miljarder x 2) blir det 246,8 miljarder gallon. Om man sedan drar av detta från den volym som släpps ut i SWD-brunnar (264,6 miljarder gallon) återstår 17,8 miljarder gallon.
[4] Railroad Commission of Texas (TRRC), 2023, ”Meddelande till operatörer: Krav på övervakning och rapportering av avfallsbrunnar i Permian Basin”, 19 december.
[5] R. Bruant, 2023, ”The Growing Pressures of Produced Water Disposal”, Journal of Petroleum Technology, 14 november.
[6] Rystad Energy, 2025 och 2022, ”Water Management Report – 1Q 2022.”
[7] J. Williams, 2022, ”Desalination in the 21st Century: A Critical Review of Trends and Debates”, Water Alternatives, vol. 15, nr 2, s. 193–217.
[8] J. Kucera, 2014, Desalination: Water from Water (Scrivener Publishing).
[9] M. Wilf m.fl., 2011, The Guidebook to Membrane Desalination Technology: Reverse Osmosis, Nanofiltration, and Hybrid Systems Process, Design, Applications, and Economics (Balaban Publishers); W. Jiang m.fl., 2022, ”Characterization of Produced Water and Surrounding Surface Water in the Permian Basin, the United States,” Journal of Hazardous Materials, vol. 430, nr 128409; M. Bernat m.fl., 1972, ”Barium- och strontiumkoncentrationer i vatten från Stilla havet och Medelhavet med direkt isotoputspädningsmasspektrometri”, Earth and Planetary Science Letters, vol. 16, nr 1, s. 75–80.
[10] W. Jiang m.fl., 2022.
[11] G.W. Lederer och E.A. McCollough, 2018, ”Meeting the Mineral Needs of the United States”, Eos, 18 juli.
[12] Cal Fire, 2025, ”2025 Incident Archive”, delstaten Kalifornien (online).
[13] M. Borden, 2025, ”I västra Odessa söker lokalbefolkningen efter sätt att utöka tillgången till rinnande vatten”, Texas Standard, 19 mars (online); J. Tomascik, 2024, ”Texas enda sockerfabrik stängs permanent”, Texas Farm Bureau, 22 februari (online).
[14] J.W. Powell, 1879, Lands of the Arid Region of the United States, 2:a upplagan (US Government Printing Office); J.W. Powell, 1890, ”Institutions for the Arid Lands”, The Century Magazine, maj, s. 111–116; W.P. Webb, 1931, The Great Plains (Ginn); H. Leifert, 2018, ”Dividing Line: The Past, Present and Future of the 100th Meridian”, Earth Magazine, 9 januari.
