Transcript Helena Almqvist - Svenskt Vatten

Att använda mikrobiologiska
riskverktyg i planeringen
Exempel: ODP vid Gäddviks vattenverk, Luleå kommun
Helena Almqvist 2011-05-05
►
1
Vad är ODP?
Fallbeskrivning Luleå kommun
◄
►
2
Optimal desinfektionspraxis - ODP
Metod för att analysera om man har tillräckliga mikrobiologiska
barriärer i vattenverket
Norsk Vann Rapport 169 (2009) ”Optimal desinfektionspraksis fase 2”
Syftet med vägledningen:
hjälpmedel → ta fram ett bra beslutsunderlag för val av
vattenbehandlingssteg - speciellt vad gäller slutdesinfektion
Rapporten är ett resultat av ett samarbete mellan
branschorganisationerna Norsk Vann och Svenskt Vatten
◄
►
3
Optimal desinfektionspraxis
Nödvändig barriärhöjd
Inaktiveringsgrad
som slutdesinfektionen
måste uppnå
Log-kredit
olika åtgärder som
resulterar i log-reduktion
◄
Nödvändig barriärhöjd = Den
logreduktion som måste uppnås
i vattenverket
Inaktiveringsgrad = återstående
barriärverkan som måste uppnås
med slutdesinfektion
Log-kredit = åtgärder från källa
till process och övervakning
som resulterar i log-reduktion.
►
4
ODP baseras på
1. Vattenverkets storlek (påverkar konsekvensen av en förorening)
2. Situationen i råvattenkällan och dess tillrinningsområde (vattenkvalitet,
sårbarhet etc.)
3. Övervakningsåtgärder i/vid råvattenkällan och dess tillrinningsområde för
snabba och adekvata reaktioner på oväntade händelser som kan påverka
vattenkvaliteten negativt
4. Vattenbehandlingssteg i vattenverket som ska säkerställa att driften sker
optimalt, och som ska säkra snabba och adekvata reaktioner på oväntade
händelser som kan påverka vattenkvaliteten negativt
5. Kunskap om olika desinfektionsmetoders effektivitet att inaktivera
patogena mikroorganismer – och korrekt användning (dimensionering och
drift) av dessa.
◄
►
5
Gäddviks vattenverk Luleå kommun
• Vattentäkt sedan 1906
• Grundvatten – konstgjord infiltration
• Dagens vattenverk byggt 1954 – behov att förnyas (65
000 p)
• Till och från förhöjda halter turbiditet (utgående vatten)
• Behov att utöka produktionskapaciteten (80 000 p)
• Planering för och projektering av nytt vattenverk inom
vattentäktsområdet – Gäddvik 2012
◄
►
7
Dricksvattenprocess idag
Råvatten = Lule älv
Snabbfiltrering - sandfilter
Konstgjord infiltration
Grundvattenbrunnar
Kalk & kolsyra
Natriumhypoklorit
Dricksvatten
◄
►
8
Dricksvattenprocess 2012
Råvatten = Lule älv
Snabbfiltrering – tvåmediafilter Filtralite®
Konstgjord infiltration
Grundvattenbrunnar
Alternativ UF
Direktfällning - tvåmediafilter Filtralite®
Kalk, lut & kolsyra
Slutdesinfektion – behov?
Dricksvatten
◄
►
9
Dricksvattenprocess 2012
Råvatten = Lule älv
Reservvatten - ytvattenverk
Snabbfiltrering – tvåmediafilter Filtralite®
Konstgjord infiltration
Grundvattenbrunnar
Direktfällning - tvåmediafilter Filtralite®
Kalk, lut & kolsyra
Slutdesinfektion – behov?
Dricksvatten
◄
►
10
Klassning av råvattnets kvalitet
Fall A - grundvatten
Brunnar
År
2004
2005
2006
2007
2008
2009
Indikator
E. coli
Antal m.o. 22°C , 3 d
Antal koliforma bakt 35°C
E. coli
Antal m.o. 22°C , 3 d
Antal koliforma bakt 35°C
E. coli
E. coli
Antal m.o. 22°C , 3 d
Antal koliforma bakt 35°C
E. coli
Antal m.o. 22°C , 3 d
Antal koliforma bakt 35°C
E. coli
Antal m.o. 22°C , 3 d
Antal koliforma bakt 35°C
Antal prover
11
11
11
8
8
8
10
24
24
24
11
11
11
8
8
8
Antal positiva
0
3
0
0
5
0
0
0
6
0
1
8
0
0
6
0
% positiva
0%
27%
0%
0%
63%
0%
0%
0%
25%
0%
9%
73%
0%
0%
75%
0%
Medelvärde
antal/100 ml
0
2
0
0
95
0
0
0
80
0
0,1
126
0
0
67
0
Högsta reg.
värdet
antal/100 ml
0
2
0
0
460
0
0
0
450
0
1
740
0
0
310
0
0<EC<3
◄
►
11
Sidan 25 – figur 3.1
Historisk registrering av E. coli (EC) og Clostridium perfringens (CP) i råvann i siste 3 år
0 EC1
og
0 CP1 og/eller = 0 P1
> 0 EC1
eller
> 0 CP1 og/eller 0 P1
< 3 EC1
og
< 1 CP1 eller 0 P1
3< EC1 <10
eller
1< CP1< 3 eller 0< P1< 0,01
>10 EC1
eller
> 3 CP1 eller > 0,01 P1
Kartlegging med risikobasert
prøveprogram mhp EC og CP
Kartlegging med risikobasert
prøveprogram mhp EC og P
< 10 EC2
< 0,01 P2
A
B
< 3 EC2
og
< 3 CP2
3-5 EC2
og
< 3 CP2
6-7 EC2
og
< 3 CP2
8-10 EC2
og
< 3 CP2
B
Ca
Cb
Cc
> 10 EC2
< 0,01 P2
> 10 EC3
eller
> 3 CP3
> 0,01 P2
0,01–0,1
P2
Da
Da
>0,1<0, 3
P2
Db
> 0,3
P2
Dc
1
Funn av angitt indikator over angitt verdi
verdi (antall/100
(antall/100 ml)
ml) én eller flere ganger i løpet av de siste 3 år
Middelkonsentrasjon (antall/100 ml) av angitt indikator over prøveperioden eller registrering av angitt nivå i mer enn 1/6 av
prøvene (16,7 %) over perioden. For parasitter gjelder summen av antallet Giardia- og Cryptosporidium/l
3 Eller > 20 E Coli eller > 6 CP i enkeltprøver
2
◄
►
12
Klassning av råvattnets kvalitet
Fall B – ytvatten – Lule älv
Älv
År
2000
2002
2003
2005
2006
2007
2008
2009
◄
Indikator
E. coli
Antal m.o. 22°C , 3 d
Antal koliforma bakt 35°C
E. coli
Antal m.o. 22°C , 3 d
Antal koliforma bakt 35°C
E. coli
Antal m.o. 22°C , 3 d
Antal koliforma bakt 35°C
E. coli
Antal m.o. 22°C , 3 d
Antal koliforma bakt 35°C
E. coli
E. coli
Antal m.o. 22°C , 3 d
Antal koliforma bakt 35°C
E. coli
Antal m.o. 22°C , 3 d
Antal koliforma bakt 35°C
E. coli
Antal m.o. 22°C , 3 d
Antal koliforma bakt 35°C
Clostridium perfringens
Giardia
Cryptosporidium
Antal prover
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
3
1
1
2
2
2
Antal positiva
0
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
3
1
1
2
0
0
% positiva
0%
100%
100%
100%
100%
100%
0%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
0%
0%
Medelvärde
antal/100 ml
<1
1250
140
20
240
140
<1
90
8
6
290
96
17
38
>500
63
30
220
160
118
290
70
4,5
0
0
Högsta reg.
värdet
antal/100 ml
<1
1250
140
20
240
140
<1
90
8
6
290
96
17
38
>500
63
30
220
160
210
290
70
5
0
0
EC>10
→ utökat
provtagningsprogram!
P<0,01
►
13
Utvidgat provtagningsprogram
•  24 prover under 1 år
• E.coli
• Clostridium perfringens
• Giardia och Cryptosporidium
• Bakteriofager (önskvärt men ”frivilligt”)
• Genom provtagning vid ”rätt” tillfälle fånga upp tillfällen när riskerna för påverkan är
som störst:
•
•
•
•
◄
Vårcirkulation ( 1/6 av det totala antalet prover)
Höstcirkulation ( 1/6 av det totala antalet prover)
Normaldygn ( 1/6 av det totala antalet prover)
Dygn med stora nederbördsmängder, snösmältning etc. ( 3/6 av det totala antalet prover)
►
14
Sidan 25 – figur 3.1
Historisk registrering av E. coli (EC) og Clostridium perfringens (CP) i råvann i siste 3 år
0 EC1
og
0 CP1 og/eller = 0 P1
> 0 EC1
eller
> 0 CP1 og/eller 0 P1
< 3 EC1
og
< 1 CP1 eller 0 P1
3< EC1 <10
eller
1< CP1< 3 eller 0< P1< 0,01
>10 EC1
eller
> 3 CP1 eller > 0,01 P1
Kartlegging med risikobasert
prøveprogram mhp EC og CP
Kartlegging med risikobasert
prøveprogram mhp EC og P
< 10 EC2
< 0,01 P2
A
B
< 3 EC2
og
< 3 CP2
3-5 EC2
og
< 3 CP2
6-7 EC2
og
< 3 CP2
8-10 EC2
og
< 3 CP2
B
Ca
Cb
Cc
> 10 EC2
< 0,01 P2
> 10 EC3
eller
> 3 CP3
> 0,01 P2
0,01–0,1
P2
Da
Da
>0,1<0, 3
P2
Db
> 0,3
P2
Dc
1
Funn av angitt indikator over angitt verdi
verdi (antall/100
(antall/100 ml)
ml) én eller flere ganger i løpet av de siste 3 år
Middelkonsentrasjon (antall/100 ml) av angitt indikator over prøveperioden eller registrering av angitt nivå i mer enn 1/6 av
prøvene (16,7 %) over perioden. For parasitter gjelder summen av antallet Giardia- og Cryptosporidium/l
3 Eller > 20 E Coli eller > 6 CP i enkeltprøver
2
◄
►
15
Nödvändig barriärhöjd i vattenverket
Barrierehøyde
(nødvendig logreduksjon i
vannverket
totalt)
Vannverkstørrelse
Vannkvalitetsnivå i kilde
A
B
C
D
< 1000
3,0b + 3,0v + 1,0p
4,0b + 4,0v + 1,5p
a. 4,5b + 4,5v + 1,5p
b. 4,5b + 4,5v + 2,0p
c. 4,5b + 4,5v + 2,5p
a. 5,0b + 5,0v + 2,0p
b. 5,0b + 5,0v + 2,5p
c. 5,0b + 5,0v + 3,0p
1000 –
10.000
3,5b + 3,5v + 1,5p
4,5b + 4,5v + 2,0p
a. 5,0b + 5,0v + 2,0p
b. 5,0b + 5,0v + 2,5p
c. 5,0b + 5,0v + 3,0p
a. 5,5b + 5,5v + 3,0p
b. 5,5b + 5,5v + 3,5p
c. 5,5b + 5,5v + 4,0p
> 10.000
4,0b + 4,0v + 2,0p
5,0b + 5,0v + 2,5p
a. 5,5b + 5,5v + 3,0p
b. 5,5b + 5,5v + 3,5p
c. 5,5b + 5,5v + 4,0p
a. 6,0b + 6,0v + 4,0p
b. 6,0b + 6,0v + 4,5p
c. 6,0b + 6,0v + 5,0p
Fall A
Grundvatten
Fall B
Ytvatten – Lule älv
Sidan 26 – tabell 3.2
◄
►
16
Nödvändig barriärhöjd
Bestämning av log-kredit

s. 28-38
Nödvändig log-avskiljning
genom slutdesinfektion
►
17
Desinfektion genom avskiljning
Partikelavskiljningsmetod
Sandfiltrering
Fällning/sandfiltrering
Membranfiltrering1
RO och NF
UF
MF
UF/MF m/fälln.
1
◄
Bakterier
Virus
Parasiter
Dålig
Mkt dålig
Ganska dålig
Mkt god
God
Mkt god
Mkt god
God
Ganska god
Mkt god
Mkt god
Ganska god
Mindre god
Mkt god
Mkt god
Mkt god
Mkt god
Mkt god
RO-omvänd osmos, NF-nanofiltrering, UF-ultrafiltrering, MF-mikrofiltrering
►
18
Log-avskiljning olika behandlingsmetoder
Vannbehandlingsmetode
Hurtigsandfiltrering uten koagulering (filterhastighet < 7,5 m/h)1
Membran (MF) filtrering2
Membran (UF) filtrering3
Membran (NF) filtrering 4
Langsomsandfiltrering (filterhastighet < 0,5 m/h)
Koagulering/direktefiltrering (mediafilter)5
Koagulering/direktefiltrering (mediafilter)6
Koagulering + sedimentering (evt. flotasjon) + filtrering5
Koagulering + sedimentering (evt. flotasjon) + filtrering6
Koagulering/membran (UF/MF) filtrering6
Log-kreditt
0,5b +0,25v +0,5p
2,0b + 1,0v + 2,0p
3,0b + 2,0v + 3,0p
3,0b + 3,0v + 3,0p
2,0b + 2,0v + 2,0p
3,0b + 2,0v + 2,0p
3,0b + 3,0v + 2,0p
3,0b + 2,0v + 2,5p
3,0b + 3,0v + 2,5p
3,0b + 3,0v + 3,0p
1 Gjelder også biofiltre, ionebytterfiltre og marmorfiltre
2 Forutsatt nominell poreåpning på membran < 1000 nm
3 Forutsatt nominell poreåpning på membran < 100 nm
4 Forutsatt nominell poreåpning på membran < 10 nm
5Forutsatt midlere turbiditet i produsert vann < 0,2 NTU
6 Forutsatt at tilstrekkelig koagulantdosering og god overvåkning slik at turbiditet i produsert vann
< 0,1 NTU i minst 90 % av tiden. Dersom anlegget er bygget for humusfjerning forutsettes
fargefjerningen > 70 % i minst 90 % av tiden.
◄
►
19
ODP Gäddvik idag
Ytvatten med konstgjord infiltration
Åtgärder vid källan
Konstgj infiltration
Övervakning råvattenkvalitet
Vattenbehandling
Systematisk driftövervakning
Log-kredit
vattenskydd, zon 2 - inte älv
0,5
10-30 dygn
2,0
ingen (on-line)
0,0
snabbfiltrering u fällning
0,5
turb mätn + reservkraft **
1,0
Summa log-kredit:
4,0
Nödvändig barriärhöjd:
6,0
Inaktivering gm slutdesinfektion 2,0
b
b
b
b
b
b
b
b
0,5
1,0
0,0
0,25
1,0
2,75
6,0
3,25
v
v
v
v
v
v
v
v
0,25
1,0
0,0
0,5
0,75
2,5
4,0
1,5
p
p
p
p
p
p
p
p
Uppnådd effekt NaOCl: 4-6 B + 1-1,5 V + 0 P
◄
►
20
ODP ”Gäddvik 2012” alternativ UF
NYA GÄDDVIK 2012 flockning + UF
Åtgärder vid källan
Konstgj infiltration
Övervakning råvattenkvalitet
Vattenbehandling
Systematisk driftövervakning
Summa log-kredit:
Summa log-kredit:
◄
vattenskydd, zon 2 - inte älv
10-30 dygn
turbmätning on-line
snabbfiltrering u fällning
UF m fällning
turb mätn + reservkraft **
S:a fällning m UF
Log-kredit
0,5
2,0
0,75
0,5
3,0
1,0
7,8
b
b
b
b
b
b
b
begränsad av max log-k redit **
6,3 b
Nödvändig barriärhöjd:
6,0 b
Inaktivering gm slutdesinfektion ** -0,3 b
0,5
1,0
0,75
0,25
3,0
1,0
6,5
v
v
v
v
v
v
v
5,3 v
6,0 v
0,8 v
0,25
1,0
0,5
0,5
3,0
0,75
6,0
p
p
p
p
p
p
p
4,8 p
4,0 p
-0,8 p
►
21
Logreduktion vid Gäddviks vattenverk enligt
ODP-analys
Bakterier
6
Virus
6
Parasiter
6
5
6
5
5
4,5
4
4
4,5
4
4
4
3,5
3
2,5
Nödvändig
barriärhöjd
◄
2,5
Innan
Innan
Kontaktfiltrering
ombyggnad utan ombyggnad med
klorering
klorering
UF med
förfällning
Som
reservvatten =
ytvattenverk
►
23
Olika desinfektionsmetoders effektivitet
Desinfektionsmetod
Bakterier
Virus
Parasiter
Klorering
Mkt god
Ganska god
Dålig
Ozonering
Mkt god
Mkt god
Delvis god1
UV-bestrålning
Mkt god
God2
Mkt god
1
God för Giardia, mindre god för Cryptosporidium
2 Bättre för vissa virus än andra
Principbeslut – minst en avdödande desinfektionsprocess?
◄
►
24
ODP → teknikval Gäddvik 2012
Enligt ODP → planerade åtgärder – d.v.s. tillägg av fällning/snabbfiltrering
eller fällning/UF - i processlayouten för Gäddvik 2012 medför kraftfulla
förbättringar av den mikrobiologiska barriärverkan
Erhålla en tillräcklig barriärverkan → behov att installera inaktiverande
slutdesinfektionssteg. Enligt ODP-analysen är behovet tydligast för
desinfektion av virus.
Om barriär sätts ur funktion → tydligt behov av slutdesinfektion
För att uppfylla SLV:s rekommendation/krav på avskiljande och inaktiverande
metoder – behov av inaktiverande steg
Ctnödvändig för klorering är 175 för parasiter → ej effektivt → talar för UV som
inaktiverande metod
◄
►
25
Hur funkade ODP som verktyg i planeringen?
I fallet Gäddvik 2012 – analysera olika scenarier inför projektering av ny
anläggning
Analysera tillräckligheten hos barriärerna i befintliga anläggningar –
identifiera eventuella svagheter – underlag för t.ex. åtgärdsplan, politisk
förankring, taxeändringar etc.
En ODP-analys ger ett användbart underlag som beskriver
barriärverkan i olika alternativ
• VA-huvudmän (uppfyller SLVFS?)
• Beställare/konsulter
• Kommunicera med beslutsfattare
◄
►
26
Hur göra ODP-analys?
• ODP-rapporten bra, tydlig, hyfsat lätt att tillämpa (lite krångligt med
Norska ibland…)
• Tar tid
• Man måste känna sin anläggning
• Alldeles för tunt dataunderlag avseende mikrobiologisk status i
råvattnet
• Svaren blir övergripande
• Resultat: Förståelsen om anläggningen ökar – förbättrar
möjligheten att kommunicera om anläggningens status –
åtgärdsplanering
◄
►
27