Transcript Zanieczyszczenie mikrobiologiczne w sieci rozdzielczej

Skażenie mikrobiologiczne w
sieci dystrybucyjnej
– Przyczyny oraz
środki zaradcze –
Dr.-Ing. Burkhard Wricke
E-Mail: [email protected]
Technologiezentrum Wasser - Außenstelle Dresden
TZW
Treść
• Przyczyny skażenia mikrobiologicznego
• Wyniki badań dotyczących wzrostu
drobnoustrojów
• Wyniki badań dotyczących wzrostu
bakterii grupy Coli
• Środki zaradcze
Technologiezentrum Wasser - Außenstelle Dresden
TZW
Możliwe przyczyny skażenia
mikrobiologicznego w sieci
dystrybucji
- Wniknięcie z zakładu wodociągowego (niewystarczające uzdatnianie)
- Wniknięcie w związku z pracami budowlanymi (braki w higienie,
niewystarczające płukanie i dezynfekcja)
- Wniknięcie przez zbiorniki albo zawory na- lub odpowietrzające (stan
techniczny)
- Wniknięcie przez zniszczenia w wodociągu (przy zbyt niskim ciśnieniu)
- Wniknięcie poprzez nieodpowiednie przyłącza (np. w związku z prywatnym
zaopatrzeniem w wodę)
- Wzrost drobnoustrojów jako skutek zastosowania nieodpowiednich materiałów
- Wzrost drobnoustrojów jako skutek zakłóceń w biofilmie (stagnacja nie musi
automatycznie prowadzić do wzrostu drobnoustrojów)
Technologiezentrum Wasser - Außenstelle Dresden
TZW
Wyniki badań na wzrost
drobnoustrojów
Technologiezentrum Wasser - Außenstelle Dresden
TZW
Doświadczenia stagnacyjne w
sieciach zaopatrzenia w wodę do
spożycia
Wzrost drobnoustrojów przy stagnacji?
Technologiezentrum Wasser - Außenstelle Dresden
TZW
Doświadczenia stagnacyjne w
sieciach modelowych
Technologiezentrum Wasser - Außenstelle Dresden
TZW
• Stagnacja nie musi automatycznie prowadzić do
wzrostu drobnoustrojów.
• Wzrost drobnoustrojów nie będzie miał miejsca,
jeżeli w wodociągu istnieje niezakłócony biofilm
dopasowany do rodzaju wody.
• Główną przyczyną wzrostu liczby kolonii są
zakłócenia biofilmu.
Technologiezentrum Wasser - Außenstelle Dresden
TZW
Zmiana wzrostu drobnoustrojów zależnie
od czasu eksploatacji: Rozwój biofilmu
Sieć modelowa DN 50 stal szlachetna
Doświadczenia stagnacyjne
KBE DEV20°C [1/mL]
100 000
10 000
0 Tage Betrieb
35 Tage Betrieb
90 Tage Betrieb
182 Tage Betrieb
224 Tage Betrieb
252 Tage Betrieb
1 000
100
10
1
0
24
48
72
96
120
144
168
Czas stagnacji [h]
Technologiezentrum Wasser - Außenstelle Dresden
TZW
Typowy biofilm w niskim stężeniu
skłądników odżywczych (woda do spożycia)
• monowarstwa
z bakterii i EPS
• Grubość kilku
µm
• ok. 60 – 90%
bakterii w
systemie
dystrybucji w
biofilmie
20 µm
Technologiezentrum Wasser - Außenstelle Dresden
TZW
Wpływ chlorowania na wzrost
drobnoustrojów w sieci modelowej
(instalacja doświadczalna)
KBE DEV20°C [1/mL]
10.000
1.000
Freies Chlor
0,10 mg/L bei 0h
100
Ohne
Desinfektion
10
1
0
24
48
72
96
120
144
Zeit [h]
Technologiezentrum Wasser - Außenstelle Dresden
TZW
Liczba kolonii w 20°C przed i po
odłączeniu chlorowania
140
vor Abschaltung Cl
Koloniezahl 20°C [KBE/ml]
120
nach Abschaltung Cl
100
80
60
40
20
0
Ph Ausg DEST
Grü
Eing
DEST
Grü
Ausg
MSK,
B14
Grube
Militz
Grube
Altr
Technologiezentrum Wasser - Außenstelle Dresden
Grube
Rück
Grube
Markr
G.amt
Markr
G.amt
Großl
TZW
Wpływ zwiększenia stężenia
składników odżywczych na wzrost
drobnoustrojów w sieci modelowej
KBE DEV20°C [1/mL]
10.000
1.000
mit Acetat
(25 µg C/L)
100
ohne Acetat
10
1
0
24
48
72
96
120
144
Zeit [h]
Technologiezentrum Wasser - Außenstelle Dresden
TZW
Zakłócenie równowagi przez
wypływ osadów (płukanie)
900
18.06.01 (mit Spülung)
800
15.04.02 (mit Spülung)
700
KZ20 [KBE/ml]
11.03.02 (ohne Spülung)
600
500
400
300
200
100
0
0
5
10
15
20
25
Stagnationsdauer [d]
Technologiezentrum Wasser - Außenstelle Dresden
TZW
Wnioski dotyczące wzrostu
drobnoustrojów (I)
• Zjawiska wzrostu drobnoustrojów wynikają
zazwyczaj ze zwiększonego przenikania
drobnoustrojów z biofilmu do wody.
• Przy stabilnych warunkach granicznych
istnieje równowaga procesów
bakteriologicznych  w sieci istnieją
stabilne liczby kolonii.
Technologiezentrum Wasser - Außenstelle Dresden
TZW
Wnioski dotyczące wzrostu
drobnoustrojów (II)
• Zwiększone ryzyko wzrostu drobnoustrojów istnieje
wtedy,
- Gdy nie ma w ogóle biofilmu (nowe wodociągi)
- Gdy wahaniom ulegają parametry wpływające na
wzrost bakteriologiczny
- Gdy zakłócona zostaje struktura biofilmu (możliwe
przy płukaniach).
• Zakłócenia są rozpoznawalne zwłaszcza w
wodociągach o wolnym przepływie.
• Wzrost czasów retencji lub stagnacja nie muszą
koniecznie powodować wzrostu drobnoustrojów.
Technologiezentrum Wasser - Außenstelle Dresden
TZW
Wyniki badań dotyczących wzrostu
bakterii grupy Coli
Technologiezentrum Wasser - Außenstelle Dresden
TZW
Wzrost bakterii grupy Coli w wodzie
monokultura Enterobacter asburiae
monokultura Enterobacter asburiae
+ naturalna biocenoza
1E+9
1E+9
Enterobacter asburiae/100 mL
Enterobacter asburiae/100 mL
(doświadczenia na stan wzrostu drobnoustrojów)
Reinkultur E. asburiae
TW ausTalsperrenwasser
1E+8
1E+7
1E+6
1E+5
1E+4
0,00 mg C/l
1E+3
0,05 mg C/l
1E+2
0,10 mg C/l
1E+1
0,15 mg C/l
1E+0
E. asburiae mit Mischbiozönose
TW aus Talsperrenwasser
1E+8
1E+7
1E+6
0,00 mg C/l
1E+5
0,05 mg C/l
1E+4
0,10 mg C/l
1E+3
0,15 mg C/l
1E+2
1E+1
1E+0
0
7
14
21
Tage (d)
28
Technologiezentrum Wasser - Außenstelle Dresden
0
7
14
21
Tage (d)
28
TZW
Zmiana E. asburiae w biofilmie
(próba reaktorowa)
10000
20°C 0 μg/L C
20°C + 50 μg/L C
20°C + 100 μg/L C
20°C + 150 μg/L C
E. asburiae / cm²
1000
100
10
1
0,1
0,01
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Tage (d)
Technologiezentrum Wasser - Außenstelle Dresden
18
20
22
24
26
28
30
TZW
1,0E+10
10
1,0E+09
9
1,0E+08
8
1,0E+07
7
1,0E+06
6
1,0E+05
5
1,0E+04
4
1,0E+03
3
1,0E+02
2
1,0E+01
1
1,0E+00
0
0
2
4
8
6
10
12
Sauerstoff [mg/l]
Coliforme und
Koloniezahl 22°C / 100 mL
Wzrost bakterii grupy Coli w osadach w
warunkach utlenialności
14
Tage (d)
Coliforme 500 g/L Sediment 20°C
KBE 22°C 500 g/L Sediment 20°C
Technologiezentrum Wasser - Außenstelle Dresden
Sauerstoff 500 g/L Sediment 20°C
TZW
Wnioski dotyczące bakterii grupy Coli
• Wzrost bakterii grupy Coli w wodzie do spożycia nie
występuje w obecności naturalnej biocenozy
• Wzrost bakterii grupy Coli nie występuje w biofilmie
wody do spożycia (jeżeli zastosowane zostały
odpowiednie materiały).
• Wzrost bakterii grupy Coli w osadach.
• Możliwymi przyczynami częstszych pozytywnych
wyników na bakterie grupy Coli mogą być:
• Wpływ z zewnątrz
• Odłączenie się przy ponownym wzruszeniu osadów
• Niewłaściwe materiały
Technologiezentrum Wasser - Außenstelle Dresden
TZW
Środki zaradcze przy skażeniu
mikrobiologicznym w sieci
dystrybucyjnej
• W każdym przypadku należy usunąć przyczyny, gdyż
inaczej nie uzyska się długotrwałego efektu.
• Celem ograniczenia ryzyka należy zaprowadzić ciągłą
dezynfekcję (Uwaga! Utrudnione stwierdzenie przyczyn).
• Płukanie i czyszczenie ma miejsce przed dezynfekcją.
Technologiezentrum Wasser - Außenstelle Dresden
TZW