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
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
Sensation III 2015-2017 29 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
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...
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 190-720 nm Konduktivitet (Loude) Standard 4-punktsprob ph (Loude) Standard ph-probe Kloröverskott (Tekniska Verken)
Fekal påverkan smittämnen Folkhälsomyndigheten, 2015, Sjukdomsutbrott orsakade av dricksvatten Utbrott i Sverige år 1992-2011 : 78 kända vattenburna magsjukeutbrott (gastroenterit) i Sverige orsakade av dricksvatten med totalt 70 000 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.
Avloppsvatten är en viktig källa till smittämnen Livsmedelsverket, Rapport 19 2013, 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 70 700 km ledningar som distribuerar dricksvatten från produktionen ut till konsumenterna. Kända orsaker till utbrott (under perioden 2002-2012):
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.
Sensation-sensorerna, respons för 0.05, 0,24, 0.70, 3.4% avlopp e-tunga Flödescytometer Särdrag 1 Särdrag 2 0.05 0.24 0.70 3.4 % e-näsan hade problem med kondensation (snuva), klart sämre känslighet än e-tungan
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)
e-tunga vs. spectro::lyser UV254t spectro::lyser UV254t e-tunga e-tunga, brusreducering e-tunga, särdrag 2
Långtidsstabilitet, e-tunga 161208 161213 161215 161220 170112 170117 170126
Kommersialisering av e-tungan påbörjad Start-up-företag: www.sense2bits.se info@sense2bits.se
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, www.sense2bits.se