Praktiske erfaringer med UVdesinfeksjon. Vidar Lund Nasjonalt folkehelseinstitutt

Transkript

1 Praktiske erfaringer med UVdesinfeksjon Vidar Lund Nasjonalt folkehelseinstitutt NTNU, 8. januar 2010

2 Bakgrunn for denne presentasjonen Folkehelseinstituttets vannverksregister Tilbakemeldinger fra vannverk med UV desinfeksjon.

3 Hvordan kan vannverksregisteret si noe om hvordan desinfeksjonsanleggene fungerer i praksis (2003 data)? Gj.sn. for v.v.med tilfredsstillende bakt. Kvalitet Gj.sn. for utilfredsstillende v.v. Ant. tilfreds. vannverk Ant.utilfreds. vannverk % utilfreds. vannverk Membranfilter Kjemisk felling + klor eller UV Klorering UV bestråling ,4 4,0 11,8 11,2 Utilfredsstillende vannverk = Overskridelse av E.coli i >5% av prøvene

4 Hvordan fungerer desinfeksjonsanleggene i praksis? (Data fra Vannverksregisteret 2007) Gj.sn. for v.v.med tilfredsstillende bakt. Kvalitet Membranfilter Kjemisk felling + klor eller UV Klorering UV bestråling Gj.sn. for utilfredsstillende v.v. Ant. tilfreds. vannverk Ant.utilfreds. vannverk % utilfreds. vannverk ,5 4,8 4,2 4,2 Utilfredsstillende vannverk = Overskridelse av E.coli i >5% av prøvene

5 Hvordan fungerer desinfeksjonsanleggene i praksis? (Data fra Vannverksregisteret 2008) Gj.sn. for v.v.med tilfredsstillende bakt. Kvalitet Gj.sn. for utilfredsstillende v.v. Ant. tilfreds. vannverk Ant.utilfreds. vannverk % utilfreds. vannverk Membranfilter Kjemisk felling + klor eller UV Klorering UV bestråling ,5 4,8 2,8 2,2 Utilfredsstillende vannverk = Overskridelse av E.coli i >5% av prøvene

6 Hva kan være årsaken til at disse anleggene ikke fungerer etter forutsetningen? (1) Feildimensjonering/oppbygging Manglende forbehandling for å fjerne partikler/farge spesielt ved elv/bekk som kilde (konsekvens: Desinfeksjonen faller ut ved nedbør) Tilfeldige vannanalyser (UV trans., farge, Fe, Mn m.v.) lagt til grunn for dimensjoneringen. Anbefaling: vannkvalitetsdata for de siste 3 år legges til grunn for dimensjoneringen.

7 Hva er årsaken til at disse anleggene ikke fungerer etter forutsetningen? (2) Feildimensjonering/oppbygging Feil UV-transmisjon lagt til grunn for dimensjoneringen (benytt alltid laveste verdi!) Konsekvens: Mange alarmer/nødstopp fører til justering av alarmsettpunkt!! (eks. offshore: mange stopp/alarmer pga at UVanlegget var dimensjonert etter 91% UVtransmisjon!) Anlegget er ikke sikret mot spenningsvariasjoner og strømbortfall Konsekvens: Vannverket leverer udesinfisert vann i perioder

8 Hvordan takle perioder med kraftig Ved UV-desinfeksjon: nedbør? Partikkelfjerning viktig for å optimalisere desinfeksjonen, da mikrober ofte sitter festet på eller skjules av partikler i vann (spesielt v.v. med elv som kilde slås ofte ut ved kraftig nedbør som følge av rask turbiditetsøkning. Dimensjonere UV anlegget etter dårligste UVtransmisjon/UV-absorbans på vannet. Alt for mange små vannverk kan gis karakteristikken: Anlegget virker ypperlig når det er minst behov for det, men svikter når behovet virkelig er til stede

9 UV-anleggets konstruksjon avgjør følsomheten overfor vannkvalitetsendringer % UV-T per 5 cm UV absorbans 0,0091 0,031 0,105 UV A 212 m 3 /t 168 m 3 /t 88 m 3 /t UV B 4,0 m 3 /t 4,0 m 3 /t 3,6 m 3 /t UV A er et anlegg med tykt vannsjikt, UV B med tynt.

10 Hva er årsaken til at disse anleggene ikke fungerer etter forutsetningen? (3) Man har ikke tatt tilstrekkelig hensyn til vannkvaliteten Tre mekanismer relevante for beleggdannelse med jern (Nessim and Gehr, 2006): Utfelling av jernhydroksid Utløsning av kalsium fra Ca/NOM-komplekser fulgt av utfelling av Fe/NOM komplekser Utfelling av kalsiumkarbonat (Økende risiko for utfelling ved økende temperatur!)

11 Hva kan være årsaken til at disse anleggene ikke fungerer etter forutsetningen? (4) Dårlig drift UV-lampene skiftes ikke ved endt levetid Kvartsglassene og sensorøye rengjøres for sjelden Manglende kalibrering av UV sensor Sjeldent tilsyn ved vannverket - alarmer kan ha slått ut uten at driftsansvarlig tar affære. Dårlig oppfølging med at nødvendige reservedeler er til stede til enhver tid. (Minimum: Ekstra sett UV rør, kvartsglass m/pakninger, tennsatser/relé og sikringer)

12 Hva er årsaken til at disse anleggene ikke fungerer etter forutsetningen? (5) Dårlig drift UV-lampene skiftes ikke ved endt levetid (Det står angitt i typegodkjenningene levetiden på lampene!) Kvartsglassene og sensorøye rengjøres for sjelden/vanskelig å få rengjort skikkelig. Uheldig utformet sensorvindu (foto: Roaldset, 2008)

13 Årsak til driftsproblemer(6) : Problemer med sensorer: Manglende kalibrering/utskifting av UV sensor Dette må gjøres årlig og av kvalifisert personell da følsomheten av sensoren avtar over tid! Ulike metoder for kalibrering av sensor praktiseres (for gamle UV anlegg), men det er viktig at driftshåndboka beskriver den metoden som er angitt av leverandør. (jfr. Typegodkjennings-kriteriene). Luftbobler i vannet har skapt problemer med sensoravlesningen/intensitesovervåkningen (+ evt. desinfeksjonseffekten?) Lekkasje i sensorhus/tetning ved sensorøye gir feilavlesninger som gir driftsproblemer. (Eks. på at det har tatt måneder å få byttet sensorhus)

14 Hva er årsaken til at disse anleggene ikke fungerer etter forutsetningen? (7) Komponentsvikt: For eksempel feil i styringssystemer. Der on-line UV-transmisjonsmålinger benyttes som et styringssignal krever måleutstyret hyppige kalibreringer. UV-sensor (jevnlig sjekk, årlig kalibrering) Vannmengdemålere (jevnlig sjekk) UV lampenes effekt faller mye raskere enn forutsatt. Problemer med ballaster (tidlige ballastfeil v/elektroniske ballaster) Manglende leverandøroppfølging/-kompetanse?

15 Hva er årsaken til at disse anleggene ikke fungerer etter forutsetningen? (8) Dårlig drift/konstruksjon Sjeldent tilsyn ved små vannverk - alarmer kan ha slått ut uten at driftsansvarlig tar affære. Manglende automatisk lukkeventil som stenger ved for lav UV dose, vil medføre at utilfredsstillende vannkvalitet vil bli levert til konsumentene! Manglende vannmålere for styring av desinfeksjons-prosessen. x

16 Hva er årsaken til at disse anleggene ikke fungerer etter forutsetningen? (9) Dårlig drift Dårlig oppfølging ved at nødvendige reservedeler ikke er til stede til enhver tid. jfr. Typegodkjenning: nødvendige reservedeler som UV-lamper relé for UV-lamper sikringer kvartsglass med pakninger, (ekstra sensor?) Ved lang leveringstid må man kanskje kjøre i lengre tid med reserveklorering.

17 Hva er årsaken til at disse anleggene ikke fungerer etter forutsetningen? (10) Driftsforstyrrelser Tidvise strømforstyrrelser (strømblink eller spenningsdip) Ser ut til å være vanlig i Norge. Rapporter om flere tusen start/stopp over en 2 års periode (SINTEF Energiforskning, 2007) Stikkord: PLS, UPS og Nødstrømsaggregat Svikt i effektregulering på lampene. Lavtrykks UV lamper påvirkes av lav vanntemperatur

18 UV-anlegget ute av drift 20 timer pga flom (kokevarsel) (Bergen) Flomsikring kan være nødvendig!

19 Merk! UV-anlegg er følsomme for tordenvær Elektronikken kan slås ut og anlegget vil da stoppe. (anlegget må restartes manuelt. Oppstarttid LPHO: 4-7 min., MP: 1-10 min, avhengig av varm- eller kaldstart ) Kan føre til lange driftsavbrudd da det kan være nødvendig og få skaffet til veie reservedeler som ikke er vanlig hyllevare på vannverket. I tordenværsområder bør v.v vurdere om man bør ha visse utsatte deler på lager. I tillegg er nødstrømsaggregat spesielt viktig her, og de må ha tilstrekkelig kapasitet!

20 Årstidsvariasjoner som påvirker Lav vanntemperatur desinfeksjonen: Lavtrykks UV-lamper har lavere effekt ved lav vanntemperatur. Rapporter om forkortet levetid, vanskeligere/tregere start på UV lamper pga lav vanntemperatur (LPHO lamper kan trenge > 10 min oppvarmingstid ved lav vanntemp.). Standard UV lamper er utviklet for vanntemperaturer ned til 5 o C. Mellomtrykkslampers effekt påvirkes ikke av lav vanntemperatur.

21 Hva er årsaken til at disse anleggene ikke fungerer etter forutsetningen? (11) Man skal spare penger og erstatter originale UV-lamper med dårligere piratlamper. (be om dokumentasjon på lampeeffekten, effekttap, garantert levetid) Eksempel på feillevering av lamper som ikke fungerte sammen med effektreguleringen på anlegget. Resultat: UV-aggregatet klarer ikke å oppnå tilstrekkelig høy UV-dose til å gi sikker desinfeksjon. (medførte kokepåbud i 14 dager ved et vannverk!)

22 Forbedringspotensial Investert tid i planleggingsfasen = mindre problemer under drift! (Innhent driftserfaringer fra andre, ikke finn opp hjulet på nytt!) Fokuser på følgende punkter i planleggings-og utbygingsfasen (ref: Norvar prosjektrapport 139/2004) Er det perioder av året med vanntemperatur << 5 o C så redusert effekt kan forventes? Skal en velge lavtrykks- eller mellomtrykks UV-anlegg? Er det behov for automatisk rengjørings-/viskersystem? UV anlegget må sikres mot undertrykk! Er det nødvendig med spesielle tiltak for å stabilisere strømforsyningen? Ønskede modifiseringer av automatikk/styring og PLSanlegg må skrives i manual/driftsjournal slik at en sikrer at anlegget vil fungere tilfredsstillende.

23 Takk for oppmerksomheten!