Kontinuerlig övervakning av vattenkvalitet i dricksvattennät - vad är möjligt inom kort?

Transkript

1 Kontinuerlig övervakning av vattenkvalitet i dricksvattennät - vad är möjligt inom kort? Presentation av delar av projektet Sensation III, finansierat av VINNOVA och Svenskt Vatten Utveckling Mats Eriksson, Linköpings universitet/kemiska sensorsystem

2 SENSATION III - Innovativa online sensorsystem för resurseffektiv och säker vattenhantering. Finansieras av VINNOVA On-linemonitorering i realtid av vattenkvalitet Tidig varning Applikationer: Monitorering av Råvatten Dricksvattennät (samfinansieras av SVU) Industriellt processvatten

3 Sensation III partners RISE Acreo är koordinator 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 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 Roll i projektet Producent Producent Producent Producent Producent Producent Utvecklare Utvecklare Utvecklare Utvecklare Utvecklare Utvecklare Utvecklare Kompetenscentra

4 Samfinansiering - Svenskt Vatten Utveckling Utvärdering av elektronisk tunga och andra on-linesensorer för detektion och lokalisering av kemiska och biologiska föroreningar på dricksvattennätet Leds av Tekniska Verken i Linköping och FOI Tekniska Verken övervakar idag distributionsnätet med ett sensornätverk av fysikaliska sensorer (tryck och flöde) + simuleringsverktyg som man vill komplettera med kemisk/biologisk information om vattenkvaliteten. Krav: Mäter direkt på trycksatta ledningar Så låg detektionsgräns för avloppsvatten som möjligt Så tätt mellan mätpunkterna som möjligt (gärna på sekundnivå) Minimum av falsklarm Max. 1 månads serviceintervall...

5 Fälttester hos Tekniska Verken med brutet dricksvattensystem Sensation-sensorer Elektronisk tunga (LiU) Elektrokemisk mätning, pulsad voltammetri Elektronisk näsa (LiU) Mätning av flyktiga ämnen i gasfas Flödescytometer (Acreo) Videobaserad flödescytometri där flourescerande antikroppar specifikt binder till E. coli-bakterier Kommersiella sensorer Spectro::lyser (Loude) Ljusabsorption i våglängdsintervallet nm Konduktivitet (Loude) Standard 4-punktsprob ph (Loude) Standard ph-probe Kloröverskott (Tekniska Verken)

6 Fekal påverkan smittämnen Folkhälsomyndigheten, 2015, Sjukdomsutbrott orsakade av dricksvatten Utbrott i Sverige år : 78 kända vattenburna magsjukeutbrott (gastroenterit) i Sverige orsakade av dricksvatten med totalt smittade. Vanligaste smittämnen (antal utbrott): Okänt smittämne, Norovirus, Cryptosporidium, Campylobacter, patogena E. coli, Giardia, Shigella Gemensam nämnare: Fekal påverkan Orsaker: Fekalt förorenat vatten har kommit in i distributionssystemet Sjukdomsframkallande mikroorganismer, av fekalt ursprung från människor eller djur, finns i råvattnet och har passerat genom beredningen i vattenverket till dricksvattnet. Behov enligt Folkhälsomyndigheten Medvetenhet Tillräckliga barriärer Att distributionssystemet underhålls Att det finns så kallade tidiga varningssystem för att upptäcka utbrott.

7 Avloppsvatten är en viktig källa till smittämnen Livsmedelsverket, Rapport , Mikrobiologiska risker vid dricks-vattendistribution översikt av händelser, driftstörningar, problem och rutiner Nästan 40 procent av alla kända dricksvattenrelaterade sjukdomsutbrott kan härledas till händelser i distributionsanläggningen (dricksvattenledningsnätet): Ledningsbrott (vanligast, inträffar minst en gång i månaden i över hälften av kommunerna). Tryckfall (inträffar minst en gång per år i över hälften av kommunerna). Övriga störningar, som händelser på reservoarer korskopplingar och översvämmade anordningar inträffar mer sällan än årligen i de flesta kommunerna. De flesta kommuner har över 80 procent av dricksvattenledningsnätet i samma rörgrav som avloppsledningar. Den risk som flest kommuner bedömer som störst är samtidigt ledningsbrott på dricksvatten- och avloppsledningar. Sverige har cirka km ledningar som distribuerar dricksvatten från produktionen ut till konsumenterna. Kända orsaker till utbrott (under perioden ):

8 Scenarier Forskningscentrum DRICKS vid Chalmers (Thomas Pettersson) Relevanta scenarier: Tryckfalls-scenariot (Litet inläckage) Markvatten med 1 % spillvatten tränger in i ledningsnät pga. lågt tryck/tryckfall: 0,05 % spillvatten i ledningen 1. Everöd-scenariot 2015 spillvatten förorenar dricksvattnet efter kraftigt regn: 0.7 % spillvatten i ledningen. Nokia-scenariot 2007 inpumpat renat avloppsvatten i dricksvattennätet: 10 % renat spillvatten. 1 Hur detta översätts till halter av E. coli och andra mikroorganismer beror på halterna i spillvattnet.

9 Sensation-sensorerna, respons för 0.05, 0,24, 0.70, 3.4% avlopp e-tunga Flödescytometer Särdrag 1 Särdrag % e-näsan hade problem med kondensation (snuva), klart sämre känslighet än e-tungan

10 Kommersiella sensorer, respons för 0.05, 0,24, 0.70, 3.4% avlopp spectro::lyser UV254t (s::can, Loude) spectro::lyser Apparant color (s::can, Loude) condu::lyser conductivity (s::can, Loude) Kloröverskott ph::lyser ph (s::can, Loude)

11 e-tunga vs. spectro::lyser UV254t spectro::lyser UV254t e-tunga e-tunga, brusreducering e-tunga, särdrag 2

12 Långtidsstabilitet, e-tunga

13 Kommersialisering av e-tungan påbörjad Start-up-företag:

14 Sammanfattning Nyutvecklade och kommersiella sensorer för on-linemonitorering har undersökts för avloppsdetektion i dricksvatten e-tungan presterar bäst av Sensationsensorerna (prototyp) spectro::lyser presterar bäst av de kommersiella produkterna e-tungan presterar bäst av dessa två vid låga avloppshalter e-tungan är på gång att kommersialiseras av sense2bits AB,