Online-övervakning av dricksvattennätet för säker dricksvattenleverans. -SVU-projekt En integrerad del av Vinnovaprojektet Sensation III

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Online-övervakning av dricksvattennätet för säker dricksvattenleverans. -SVU-projekt 15-115 - En integrerad del av Vinnovaprojektet Sensation III"

Ingeborg Amanda Persson
för 7 år sedan
Visningar:

1 Online-övervakning av dricksvattennätet för säker dricksvattenleverans -SVU-projekt En integrerad del av Vinnovaprojektet Sensation III

2 Sensation III Hållbara Attraktiva Städer Rent Vatten åt Alla! Vi skall ta fram system som levererar resurseffektiv och säker vattenhantering. Vår helhetslösning består av innovativa sensorlösningar och tjänster för onlinemonitorering i realtid av vattenkvalitet. Säkra system för både produktion och distribution av rent vatten med tidig varning för att snabbt kunna analysera och åtgärda vid problem. Våra lösningar exporteras på en global marknad.

Vår helhetslösning består av innovativa sensorlösningar och tjänster för onlinemonitorering i realtid av

3 SENSATION III Online sensorsystem för resurseffektiv vattenhantering fokuserar på övervakning av råvatten, dricksvattenkvalitet samt tjänster för drift av vattenverk och övervakning av industriellt processvatten.

råvatten, dricksvattenkvalitet samt tjänster för

4 Work packages Drinking water Industrial water WP1 Raw Water Quality WP2 Distribution Network Quality WP3 Cutting fluids WP4 Metals Automatic dosing of reagents Diagnostics and alarm algorithms WP5 System Integration and Productization IT security with distributed online sensors WP6 Commercialization WP7 Project management

reagents Diagnostics and alarm algorithms WP5 System Integration and

5 Projektdeltagare (29 parter) Organisation Norrvatten 1 Trollhättan energi 1 Kretslopp & Vatten (Gbg Stad) 1 Sydvatten 1 Tekniska Verken i Linköping AB Norrköping Vattenverk Växjö Vattenverk Vivab 1 Volvo 1 GKN Siemens Castrol Nynas GBG SSAB 1 Bodycote Roll i projektet Kravställare dricksvatten Kravställare dricksvatten Kravställare dricksvatten Kravställare dricksvatten Kravställare dricksvatten Kravställare dricksvatten Kravställare dricksvatten Kravställare dricksvatten Kravställare industri Kravställare industri Kravställare industri Kravställare industri Kravställare industri Kravställare industri Kravställare industri Organisation SETEK Cactus Vinnter Alcontrol Luode Sense2bits AB Acreo Swedish ICT 1 SICS Swedish ICT 1 IVL 1 Swerea IVF 1 Swerea Kimab 1 Linköpings universitet 1 FOI Chalmers DRICKS 1 1 Deltog i SENSATION II Gult = Deltar i SVU/WP2 Roll i projektet Producent Producent Producent Producent Producent Producent Utvecklare Utvecklare Utvecklare Utvecklare Utvecklare Utvecklare Utvecklare Kompetenscentra

dricksvatten Kravställare dricksvatten Kravställare dricksvatten Kravställare dricksvatten Kravställare industri Kravställare industri Kravställare industri Kravställare industri Kravställare

6 Dokumenterade utbrott Norden : Danmark, Finland, Norge och Sverige Guzman-Herrador (2015) identifierade 175 utbrott mellan 1998 och 2012 Ca. 21% av utbrotten orsakades av fel i distributionsnäten Orsakande mikroorganismerna i 70% av fallen: Cryptosporidium (58%), Caliciviridae viruses (17%), Campylobacter (9%) och Giardia (7%) Utbrotts storlek på treårsperiod: (B Guzman-Herrador, 2015)

21% av utbrotten orsakades av fel i distributionsnäten Orsakande mikroorganismerna i 70% av

7 Dokumenterade utbrott Sverige : Folkhälsomyndigheten (2015) fick kännedom om 78 utbrott mellan 1992 och 2011 (1). Störning i vattendistributionssystemet rapporterades för 10 (13%) av utbrotten och förorening av råvattnet 30 (38%). 2 eller 3 bidragande faktorer för 5 (6%) och ingen känd orsak för 32 (41%) Orsaken till smitta för kända utbrotten var Calicivirus (44%), Campylobacter (17%), E. coli (14%), Cryptosporidium (8%) och Giardia (5%) och i 54% av fallen var orsakande mikroorganismen okänt (2). Säsongsvariation: fler utbrott inträffade under juli och augusti Geografiska föredelning: (Folkhälsomyndigheten, 2015)

2 eller 3 bidragande faktorer för 5 (6%) och ingen känd orsak för 32 (41%) Orsaken till smitta för kända utbrotten var Calicivirus (44%), Campylobacter

8 Orsaker till vattenburna utbrott: Vanligaste orsakerna är korskopplingar, inträngning av förorening i ledningar p.g.a. tryckfall och brister i reningsprocessen. I Sverige har korskopplingar, baktryck och händelser på reservoarer varit orsak till många av utbrotten Uppgifter om föroreningars källa saknas för de flesta dokumenterade utbrotten Livsmedelsverket har funnit ett samband mellan kokningsrekommendationer och kraftig nederbörd Andra hot t.ex. sabotage och klimatförändringar i framtiden

föroreningars källa saknas för de flesta dokumenterade utbrotten Livsmedelsverket har funnit ett samband mellan

9 Tekniska verkens vision Intellektuellt nät för säker dricksvattenleverans med hög kvalitet

10 Spårning av vattnets ursprung centrala Linköping Dag2: Kl. 11:00

11 Online-sensorer på dricksvattennätet för säker distribution Mål: Intellektuellt distributionsnät med snabb detektion av oönskad påverkan på dricksvattnet Krav/önskemål: Många enkla sensorer Generella Online i det trycksatta nätet Tillförlitlighet Lågt underhåll

påverkan på dricksvattnet Krav/önskemål: Många enkla sensorer

12 Online-sensorer för dricksvattennätet, provplatser Tester i brutet system Långtidstester

13 Tester i brutet system Sensorer: E-tunga E-näsa Flödescytometer Referenssensorer Syfte: Testa detektionsgränser Sensorernas robusthet Tillförlitlighet Driftsäkerhet

14 Scenarier DRICKS har tagit fram tre scenarier med tre olika nivåer för olika typer av inläckage av spillvatten/avloppsvatten: Normalfall (Minsta inläckage) Inträngning i ledningsnät vid lågt tryck/tryckfall 0,05 % (spillvatten i ledningen) ger 5-50 CFU/100ml E.coli Everöd-fallet inträngning av spillvatten förorenat dagvatten i reservoar, 0.7 % (spillvatten i ledningen) ger 700 CFU/100ml E.coli Nokia-fallet (värsta fallet) med inpumpat avloppsvatten i dricksvattennätet, 10 % (renat spillvatten) ger 5000 CFU/100ml E.coli

CFU/100ml E.coli Everöd-fallet inträngning av spillvatten förorenat dagvatten i reservoar, 0.

15 Online-sensorer för dricksvattennätet, provplatser Långtidstester Tryckstegringsstation Tryck Flöde Kloröverskott Vattentorn Tryck Flöde

16 Långtidstester på distributionsnätet Syfte: Mäta årstidsvariationer med E-tunga på distributionsnätet Utvärdera robusthet och tillförlitlighet i verklig driftsmiljö Samla data för diagnos- och larmalgoritmer Resultat presenteras i realtid i SCADA-liknande system

robusthet och tillförlitlighet i verklig driftsmiljö Samla data

17 Dataanalys av befintliga sensorer

18 Spårning av vattnets ursprung centrala Linköping Dag2: Kl. 11:00

19 Tidplan Arbete Uppstart Plan för pilot Analysplan Tid Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Analys av historiska data Halvårsrapport Långtidstest med elektroniska tungan Halvårsrapport Tester med brutet system Utveckling av diagnos- och larmalgoritmer Halvårsrapport Utvärdering och rekommendationer Slutrapport

elektroniska tungan Halvårsrapport Tester med brutet system Utveckling av

20 Projektmål Utvärdering av Sensation-sensorernas detektionsgräns, robusthet, tillförlitlighet etc i en verklig driftsmiljö på dricksvattensidan. Utveckling och utvärdering av diagnostik- och larmalgoritmer för att upptäcka avvikelser i dricksvattenkvalitet. Planen är att utnyttja online-data både från befintliga och Sensation-sensorer. Ge driftteknikerna erfarenhet av praktisk handhavande av både sensorer och sensordata. Ge rekommendationer hur diagnostik och varningssystem baserade på online-sensorer kan implementeras i ett driftsystem på sikt.

Planen är att utnyttja online-data både från befintliga och Sensation-sensorer.

21 Tack!

Electronic tongue electrochemical detection Tongue with grinding 1 or more ring electrodes (Au, Pt, Rh), diameter 1 mm Continuously grinding of working and counter electrodes to reduces med coatings.

23 Electronic tongue electrochemical detection Tongue with grinding 1 or more ring electrodes (Au, Pt, Rh), diameter 1 mm Continuously grinding of working and counter electrodes to reduces med coatings. Standard tongue 4 working electrodes (Au, Pt, Rh), diameter 1 mm Counter electrode and sensor housing: Stainless steel (316L, ), diameter 15 mm, length 150 mm Microelectrode array (Au) Working electrode: Hexagonal array of 188 gold microdisks, diameter µm, spaced by 250 µm; substrate p-silicon, passivation layer SiO2 and Si3N4. Counter electrode & sensor body: Stainless steel (316L, ), diameter 12 mm, length 100 mm

24 Electronic tongue results and challenges Earlier results Tested on drinking and raw water in field trials Detection limit of sewage water, approx ppm Problems electrical disturbance Challenges Detection limits down to 100 ppm (done in the lab) Reduce the sensitivity of 50 Hz noise Measure directly in the pressurized network.

25 Flow cytometry on E. coli Pinciple: Fluorescence-tagged antibodies for E.coli Counting the number of bacteria with optical detection (NIR region) Instrument in Sensation-II

26 Flow cytometer results and challenges Results Tested on raw water in field trials Low background in NIR Unspecific binding With (blue) and without (red) reagent in purified waste water Challenges Higher throughput (now 1-2 ml/min) More robust design Increase the specificity Ratio between measured concentration and manual counting in a microscope

27 Electronic nose for diesel detection Principle: Valve Pump Gas/Liquid separation Gas sensors Data treatment Presentation of results Air Ref. Sample Results: Detection limit: 2 5 ppb diesel in raw water. Sensor signal linear with concentration. Some classifcation capability. Insensitive to humus. Challenges: More robust prototype Test it for sewage water detection

Relevanta dokument

Onlinemätning av mikrobiologisk påverkan i råvatten, beredning och ledningsnät

Onlinemätning av mikrobiologisk påverkan i råvatten, beredning och ledningsnät Johanna Hilding Processingenjör Trollhättan Energi AB Överby vattenverk Förser Trollhättan med omnejd med dricksvatten. Årlig