Styrker og svakheter ved klorering som hygienisk barriere

Transkript

1 Styrker og svakheter ved klorering som hygienisk barriere Senioringeniør Eyvind Andersen Avdeling for vannhygiene Fagtreff, Driftsassistansen i Sogn og Fjordane 31. mars 2009

2 Krav til hygieniske barrierer mot mikrober (Kilde: Grundfos) Vannbehandlingsmetoden bør uskadeliggjøre bakterier og virus med 99,9% og eventuelle parasitter (og bakteriesporer) med 99% for å bli akseptert som en hygienisk barriere. Som vi skal snart skal se vil ikke klorering kunne være en full hygienisk barriere mot alle mikrober.

3 Klor er sannsynligvis det kjemikalium som har reddet flest menneskeliv Effektivt mot de fleste aktive bakterier og virus. Klorrest etter 30 min.>0,05 mg/l (i Norge, andre land, for eksempel USA, har opptil 1 mg/l) Klor angriper bakterienes cellevegg (oksidasjon) Klor trenger gjennom den ødelagte celleveggen og angriper proteiner og DNA/RNA inne i cellen

4 Skisse av et kloreringsanlegg Cl 2 Innkommende vann Min. 30 minutters kontakttid Desinfisert vann Vannprøver, råvann eller forbehandlet vann Eventuell plassering av klorelektrode Prøver for testing av klorrest, 0,05 mg/l fritt klor

5 Styrker ved klorering som hygienisk barriere (1): God barriere mot de fleste aktive bakterier og virus. Dette gjelder også Adenovirus, som tåler norske UV-doser. Log 10 - reduksjoner 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 Startkons. Klor, mg/l Campyl. Yersinia E. coli B.subtilis

6 2. Klorering kan enkelt tilpasses endringer i vannkvaliteten Årstidsvariasjoner Raske endringer i vannkvaliteten pga et villere klima. Permanent forverring av vannkvaliteten over lengre tid: Kan øke klordosen dersom det organiske stoffmengden øker. Ikke nødvendig å oppgradere behandlingsanlegget (så lenge fargekravet oppfylles).

7 Årstidsvariasjoner i bakterieinnhold i råvannet til Oset vannbehandlingsanlegg TKB per 100 ml UKE

8 Årstidsvariasjoner som påvirker Nedbør gir: desinfeksjonen: Økning i innhold av organisk stoff som fører til økt klorbehov på vannet. Tilsatt mengde klor - klorbehov = klor til desinfeksjon Erfaringstall for klorbehov: Fargetall 10 Fargetall 25 Fargetall 50 0,4 mg/l 0,7 mg/l 1,0 mg/l Klorbehovet kan variere mye avhengig av humustype, jerninnhold, samt en rekke andre faktorer

9 Hvordan takle perioder med kraftig vind eller nedbør? Dersom erfaring viser at råvannet påvirkes sterkt (spesielt mht turbiditet og bakterieinnhold) i vind- eller nedbørsperioder kan det være nødvendig å legge inn rutiner for økning i klortilsetningen når værvarselet indikerer slike forhold!

10 3. Klorering er en billig desinfeksjonsmetode Spesielt for store vannverk For små vannverk kan den bli dyr: Krever større innendørs areal pga klorkontaktbasseng. Klorering krever daglig oppfølging med bl.a. manuell analyse av klorrest, og er derfor mer arbeidskrevende.

11 4. Andre styrker ved klorering Kan oppnå god effekt mot biofilm i ledningsnettet ved kombinasjon med ammoniakktilsetning (gir kloramin) Kraftig økning av klortilsetningen kan benyttes som signal til forbrukerne om at en ekstraordinær situasjon har oppstått.

12 Svakheter med klor som hygienisk barriere (1) Ingen barriere mot parasitter! Eks: For 99 % inaktivering av Cryptosporidium oocyster kreves Ct = 7200 mg min/l, ved vanntemp på 25 o C og ph 7. Reduseres vanntemperaturen til norske temperaturer vil Ctverdien øke ytterligere. Dette tilsvarer 80 mg/l klor med 90 min kontakttid. Alternativ: 1,8 mg/l Klordioksid og kontakttid på 60 min gav også 99 % inaktivering (Ct = 105) under de samme betingelsene, men klorittnivået blir sannsynligvis uakseptabelt.

13 Svakheter med klor som hygienisk barriere mot bakteriesporer (2): Sporeformende bakterier (Bacillus og Clostridium): 1,5-13 mg/l klor og 30 min kontakttid nødvendig for 99 % inaktivering. Altså: I praksis umulig å oppnå hygienisk barriere mot parasitter som Cryptosporidium og Giardia og mot sporedannende bakterier ved akseptable klordoser!

14 Log 10 reduk ksjoner Effekt av klor på sporeformende bakterier Kontakttid = 30 minutter, ph 6,3-6, Konsentrasjon av fritt klor, mg/l, geometrisk middelverdi B. cereus B. subtilis ATCC6633 B. subtilis fra vann C. perfringens H3

15 Effekten av klordesinfeksjon ved ulike ph-verdier for Bacillus subtilis ATCC6633 Log 10 reduk ksjoner ph 6,3 ph 6,6 ph 7,4 ph 7, Konsentrasjon av fritt klor mg/l, geometrisk middelverdi

16 Svakheter med klorering som hygienisk barriere (3): Feil drift kan være en trussel mot hygienen: 21 % av de norske vannverkene oppgav at de hadde problemer med klordoseringen ( Klorering av dricksvatten et samnordisk prosjekt, 2000) Opplysninger i Vannverksregisteret avslører også at en del norske vannverk har problemer med kloreringen

17 Svikt i desinfeksjon er ikke uvanlig, jf 2002-tall fra Vannverksregisteret Membranfilter Kjemisk felling + klor eller UV Klorering UV bestråling Gj.sn. for v.v.med tilfredsstillende bakt. Kvalitet Gj.sn. for utilfredsstillende v.v. Ant. tilfreds. vannverk Ant.utilfreds. vannverk % utilfreds. vannverk ,4 4,0 11,8 11,2 Utilfredsstillende vannverk = Overskridelse av E.coli i >5% av prøvene

18 Eksempler på driftsfeil Svikt i desinfeksjonen pga for lite klor tilsatt: Teknisk svikt i doseringsutstyret Feil utforming av kloreringsanlegget Varierende vannkvalitet For gammel klor Klordoseringen styres etter de som klager har alltid rett prinsippet medfører at klortilsetningen justeres opp og ned avhengig av antall klager vannverket får på klorsmak.

19 Svakheter med klorering som hygienisk barriere (4): Klorering fører til dannelse av noen uheldige biprodukter (trihalometaner m.fl.), men i Norge er mengdene er normalt helt ubetydelige. I motsetning til hva noen tror, har norsk lavklorering ingen eller marginal effekt på begroing eller innsug på ledningsnettet!

20 Og til slutt, husk at Innenfor rammen av de beskrevne begrensningene er klor fortsatt en hygienisk barriere mot de fleste mikrober i drikkevann, men det forutsetter at kloreringen utføres etter riktige prosedyrer