Univerzitet u Novom SaduPrirodno-matematički fakultet

h b h š ž dDepartman za hemiju, biohemiju i zaštitu životne sredineUdruženje za unapređenje zaštite životne sredine „Novi Sad“Fondacija "Docent dr Milena Dalmacija"

Razvoj PSV za distributivni sistem-monitoring distributivne mreže

Spasojević Jelena

Novi Sad 23-25. septembar, 2015.

Kontrola sistema za vodosnabdevanje sprovodi se u cilju utvrđivanja kvaliteta vode za piće kojom se

bd j t š či či j d isnabdevaju potrošači, čime se ujedno i proveravaju mere koje se sprovode kako bi se

osigurao traženi kvalitet vode.

Prerada idezinfekcija

vode

MonitoringMonitoringkvaliteta

vodeRezervoariIzvorište

DistributivnaDistributivnamreža

Distributivni sistem visokog kvaliteta predstavlja pouzdan sistem, koji obezbeđuje kontinualno snabdevanje vode za

piće sa odgovarajućim pritiskom, a sastoji se od d d ž ih t i l jvodovodne mreže, rezervoara, pumpnih stanica, relej

stanica za hlorisanje, različitih ventila, hidranta, uređaja za merenje protoka, uličnih vodova i servisnih linija.

Ovakva infrastruktura je skupa, ali i dugovečna.

Šta je važno kod monitoringa di t ib ti i t ?distributivnog sistema?

Implementacija odgovarajućeg sistema monitoringa distributivne mreže

Fleksibilnost sistemaFleksibilnost sistema

Frekvencija uzorkovanja (varijabilnost, estetske karakteristike i uticaj na zdravlje ljudi)j j )

Lokacija uzorkovanja i monitoringa (treba izabrati tako da se omogući monitoring zaostalih dezifekcionih sredstava i utvrdi mikrobiološka ispravnost vode)

Utvrđivanje cene monitoringa distributivne mreže

Pri identifikaciji kontrolnih mera, neophodno je definisati i operativne kriterijume kako bi se razlikovale prihvatljive od neprihvatljivih performansi sistema. Ovi kriterijumi, poznati kao "operativne granice" predstavljaju granične vrednosti kontrolnih mera koje se mogu izmeriti (direktnovrednosti kontrolnih mera koje se mogu izmeriti (direktno ili indirektno) ili opaziti.

Primeri:Primeri:

•minimalne i maksimalne vrednosti za pH,i i l i k i l d ti id l•minimalne i maksimalne vrednosti za rezidualnu

koncentraciju hlora ili •minimalne i maksimalne vrednosti za pritisak phidrauličkog sistema na strateški značajnim lokacijama u distribucionom sistemu

Najčešći parametri koji se koriste za analizu kvaliteta vode distribucionog sistema su:

1. brojnost koliformnih i heterotrofnih bakterija, 2. rezidual dezinfekcionog sredstva, e dua de e c o og s edst a,3. temperatura, 4. mutnoća, 5 pH5. pH 6. Boja7. Elektroprovodljivost, 8. Ukupne rastvorene materije,

Sekundarni mikrobiološki parametri (npr. enterokoke i p ( pklostridije), koji su otporniji na dezinfekciju, mogu takođe da se koriste za dobijanje boljeg uvida u izvor kontaminacije ili pojedinačnih sumnjivih ili poznatih izvora kontaminacijepojedinačnih sumnjivih ili poznatih izvora kontaminacije.

Č t i j j ličiti d li k d it iČesto se primenjuju različiti modeli kao dopune monitoringa. Sistemi mogu:

1 koristiti hemijske markere za kalibraciju i analizu hidrauličkih1. koristiti hemijske markere za kalibraciju i analizu hidrauličkih modela sistema;

2. locirati i izmeriti rezervoare;3. modifikovati rad sistema da bi se smanjila starost vode;3. modifikovati rad sistema da bi se smanjila starost vode;4. modifikovati dizajn i rad sistema kako bi se obezbedilo

željeno mešanje vode iz različitih izvora;5. pronaći najbolju kombinaciju zamene cevi, rekonekcije, p j j j j

čišćenja cevi, smanjenja vremena zadržavanja vode u rezervoaru, lokacije i brzine uvođenja dodatnih, relej stanica (za održavanje željenog dezinfekcionog nivoa duž distribucione mreže);

6. proceniti i minimizirati rizik za potrošače izložene dezinfekcionim nusproizvodima;

7 proceniti osetlji ost sistema na spoljašnj kontaminacij7. proceniti osetljivost sistema na spoljašnju kontaminaciju.

Najviši nivo brige o potrebi zaštite distribucionog sistema, naročito je izražen posle sve češćih

terorističkih napada i doveo je do iniciranja istraživanjaterorističkih napada i doveo je do iniciranja istraživanja u razvoju sistema upozorenja na kontaminaciju (CWS -Contamination Warning System) za sirovu i obrađenu

vodu.

U cilju identifikacije kontaminacije u distribuiranoj vodi postavljeni su sledeći zahtevi za sistem upozorenja na kontaminaciju:

1. Dobijanje blagovremenog upozorenja o zagađenju2. Mogućnost otkrivanja svih potencijalnih pretnji3. Mogućnost daljinskog upravljanja sistemom4 Identifikacija mesta ulaska zagađenja4. Identifikacija mesta ulaska zagađenja5. Nizak nivo pozitivnih i negativnih grešaka6. Mogućnost kontinualnog (preko cele godine) nadzora7 Davanje rezultata prihvatljive tačnosti i preciznosti7. Davanje rezultata prihvatljive tačnosti i preciznosti8. Mali zahtevi kvalifikacija i obuke9. Mali finansijski zahtevi za većinu javnih sistema

U Smernicama SZO i Direktivi EU o vodi za piće (98/83/EC) su definisana dva nivoa monitoringa:g

1. monitoring nadzora (eng. check monitoring)

P li ij štit- Prva linija zaštite - Informacije o organoleptičkom i mikrobiološkom kvalitetu vode

2 it i

Monitoring istraživanja (eng. investigative

monitoring)2. monitoring provere (eng. audit monitoring)- Druga linija zaštite- Informacije neophodne za odluku da li su

monitoring)

ispoštovane sve vrednosti parametara kvaliteta vode propisani Direktivom

Kontrola kvaliteta vode u distributivnom sistemu se sastoji iz dve celine:

1. Stalna kontrola kvaliteta vode u distributivnom sistemu koju obavlja Vodo od t "pogonska kontrola“

sistemu se sastoji iz dve celine:

Vodovod, tzv. "pogonska kontrola“

• treba da osigura adekvatan postupak prerade i dezinfekciju sirove vode i distrubuciju vode za piće do krajnjeg potrošača.j p j j g p

2. Javna zdravstvena kontrola kvaliteta vode u distributivnom sistemu

i iti j fi ičk h ij k h ij k ik bi l šk i l šk• ispitivanja fizičko-hemijske, hemijske, mikrobiološke, virusološke, parazitološke, biološke i radiološke ispravnosti.

• Ako u sistemu postoje minimalne promene u vremenu i prostoru, dovoljan je jednostavan j j jmonitoring sistem.

Uk lik t j ć ti č j•Ukoliko postoje mogućnosti za značajne promene stanja sistema, monitoring mora biti adekvatno dizajniran da obuhvati tu promenljivostdizajniran, da obuhvati tu promenljivost.

• Zavisno od tipa i veličine promene, treba sprovesti p p , podgovarajuću akciju, da se sistem vrati u normalno stanje.

Pri vršenju monitoringa, kontrole i/ili obezbeđivanja distribucionog sistema postavljaju se mnoga pitanja:distribucionog sistema postavljaju se mnoga pitanja:

• Šta se dešava u svakom momentu u podzemnim cevima, rezervoarima pumpnim stanicama i ostalim komponentama koje činerezervoarima, pumpnim stanicama i ostalim komponentama koje čine distribucioni sistem?• Da li je pritisak dovoljan da zadovolji potebe korisnika, spreči infiltraciju i obezbedi pritisak potreban za gašenje požara?p p g j p• Da li je dovoljan rezidual hlora za dezinfekciju vode u distribucionom sistemu?• Da li kontaminanti koji su uneti u distribucioni sistem mogu izazvati zarazu prenošenjem vodom?• Da li voda koja se distribuira zadovoljava propisane standarde?

Kvalitet vode u distributivnom sistemu zavisi od:

1. Sezonskih varijacija i kvaliteta izvorne vode, 2. Komponenata distribucionog sistema, 3 Rada sistema3. Rada sistema, 4. Retencionog vremena u skladištu, 5. Vremena putovanja kroz cevi i 6 St j i t6. Stanja sistema

• Promene mogu takođe nastati zbog neobičnih pojava, kao međunarodno/slučajno zagađenje, ili hemijski proces k it ifik ijkao npr. nitrifikacija.

• Dizajn programa monitoringa kvaliteta vode mora uzeti u j p g gobzir i prirodu promene i način na koji će se koristiti podaci monitoringa.

• Sadržaj i koncentracije velikog broja parametara kvaliteta vode u toku tretmana i distribucije uveliko zavisi od k lit t i išt d bd jkvaliteta izvorišta vodosnabdevanja.

• Cilj monitoring programa mora biti definisan prema j g p g pzahtevima izveštavanja.

Parametri koji ukazuju na kvalitet vodeParametri koji ukazuju na kvalitet vode

parametri kod kojih su koncentracije značajno određene

koncentracijom u ulaznoj vodi

parametri kod kojih su koncentracije značajno određene

koncentracijom u ulaznoj vodi

parametri koji variraju u koncentraciji tokom distribucije

parametri koji variraju u koncentraciji tokom distribucijekoncentracijom u ulaznoj vodikoncentracijom u ulaznoj vodi

Arsen CijanidiSulfati Fluoridi

Pesticidi Natrijum

Arsen CijanidiSulfati Fluoridi

Pesticidi Natrijum

Aluminijum GvožđeMangan FluoridiMutnoća Miris

Aluminijum GvožđeMangan FluoridiMutnoća Miris

Kadmijum HromOlovo Cink

BakarjUkupne rastvorljive materije

jUkupne rastvorljive materije Reziduali dezifektanata i

nus-produkti dezinfekcijeReziduali dezifektanata i nus-produkti dezinfekcije

Bakar

učestvuju u reakcijama

karakteristike za koje je distribucioni sistem

osnovni izvor

Detekcija curenja i kontrola gubitka vodekontrola gubitka vode

Propuštanje cevi i ventila ali u većini slučajeva veliki deoPropuštanje cevi i ventila, ali u većini slučajeva veliki deogubitka vode potiče od curenja glavne sprovodne cevi.

R ličiti ći i k i k bi ij f ktRazličiti mogući uzroci, kao i kombinacija faktora mogudovesti do pojave curenja.

Materijal, kompozicija, starost i spojevi unutar distribucionog sistema mogu uticati na pojavu curenja cevimogu uticati na pojavu curenja cevi.

Detekcija curenja i kontrola gubitka vode

Početna instalacija komponenti distribucionog sistema, k i bi d (t t kti t i iti k)

kontrola gubitka vode

kao i osobine vode (temperatura, reaktivnost i pritisak).

Spoljašnji faktori, kao što su zalutala struja, kontakt sa p j j jdrugim strukturama, vibracije od strane saobraćaja i zamrznuto zemljište koje okružuje cevi, mogu da doprinesu pojavi curenjapojavi curenja.

Distribucioni sistem zahteva praćenje toka vode kroz i t i d đi j i ič d čj čit t d jsistem i određivanje rizičnog područja, naročito tamo gde je

prisutan veliki gubitak vode.

Ostale moguće prednosti detekcije curenja i k k j j t šk k tifik ti klj č ji popravke, koje je teško kvantifikovati, uključuju:

• uspešniju upotrebu postojećih sistema i povećanje j j jkapaciteta;• porast znanja o distribucionim sistemima, koja se mogu praktično primeniti na primer za brže delovanje pripraktično primeniti, na primer, za brže delovanje pri vanrednim situacijama, kao i za odeđivanje prioritetnih programa zamene ili rehabilitacije;

b ljš j ih i d d ih t• poboljšanu veza javnih i vodovodnih ustanova;• poboljšan kvalitet životne sredine;• smanjenu pojavu oštećenja i• smanjen rizik od kontaminacije.

Postoje različite metode detekcije curenja distribucionog sistema. Ove metode obično uključuju upotrebu akustične opreme za detekciju curenja, koja vrši određivanje zvuka isticanja vode iz cevi. Koriste se precizni uređaji za osluškivanje ventila i hidranta,

ik f i k i f i ći k jih di ktmikrofoni, kao i geofoni pomoći kojih se direktno osluškuje tlo.

Efikasnost akustičnih metoda za detekciju curenja zavisi od više faktora:

1. vrste, veličine i dubine cevi, 2. tipa i zasićenosti zemljišta, 3. vrste i veličine curenja, 4. pritiska u sistemu, 5. interferencije zvuka i 6. osetljivosti opreme.

Detekcija pukotinaDetekcija pukotina predstavlja samo prvi korak

u eliminaciji curenjau eliminaciji curenja

Značaj programa detekcije curenja i popravke

Unapređuje sledeće aktivnosti:

popravke

Unapređuje sledeće aktivnosti:

1. kontrola hidranta i ventila distribucionog sistema;2. izrađivanje mape distribucionog sistema;2. izrađivanje mape distribucionog sistema;3. upotrebu udaljenih senzora i telemetrijske tehnologije za napredni

monitoring i analizu distribucionog sistema;4. kontrolu cevi, čišćenje, postavljanje cevi i ostale mere održavanja u j p j j j

ciju poboljšanja distribucionog sistema i prevencije od curenja i ostalih smetnji. Mogu se uzeti u razmatranje i metode smanjenja vode, koja se troši za rutinsko održavanje distribucionog sistema.

Pored detekcije curenja i popravke, postoje i drugi načini č j d t di t ib i i t k štočuvanja vode unutar distribucionog sistema, kao što

su:

1. testiranje vodomera i popravka/zamena;2. postavljanje uređaja za redukovanje protoka;3. kontrola korozije;4. politika vrednovanja vode koja podržava njeno očuvanje;5. javni obrazovni programi;6. redukcija pritiska i zahtev za dobrovoljno smanjenje ili zabranu

i t š j dizvesne potrošnje vode

Monitoring tokom i nakon dezinfekcije vode u distributivnom sistemu preporučena praksadistributivnom sistemu - preporučena praksa

Preporučena praksa (AWWA 1999)

Preporučena praksa(W UK 1998 WAA 1988)

Za nove mreže

(AWWA, 1999) (Water UK, 1998; WAA, 1988)Uzimanje dva uzastopna uzorka vode (najmanje nakon 24 h) i mikrobiološka analiza

Punjenje sistema vodovodskom vodom naredna 24 hUzorkovanje tokom punjenja sistema i mikrobiološka analiza

Puštanje u rad ako je uzorak bakteriološki ispravan Puštanje u rad ako u uzorku nema koliforma i ako je j j p(nema koliforma)

j jvoda prihvatljivog ukusa i mirisa

Za mreže nakon popravkePreporučena praksa

(AWWA, 1999)Preporučena praksa

(Water UK, 1998; WAA, 1988)

Popravke na delimično ili u potpuno ispražnjenoj mreži Popravke na aktivnom sistemu bez pada pritiska i odvajanja delova mreže

Uzorkovati za mikrobiološke analize za potvrduUzorkovati za mikrobiološke analize za potvrdu efikasnosti dezinfekcije. Nastaviti sa analizama dok dve

uzastopne analize ne budu negativne na sadržaj bakterija.

Uzorkovati za mikrobiološke analize

P titi dPustiti u rad, osim u slučaju potencijalne interne k t i ij t d d ili lič iPustiti u rad kontaminacije sa otpadnom vodom ili sličnim

visokorizičnim izvorom.

Model Plana za bezbednu distribuciju vode za piće

Vrsta problema Uzrok Visina rizika Monitoring Korektivna meraVrsta problema Uzrok Visina rizika Monitoring Korektivna meraŠta Kada Ko

Rezervoar –mikrobiološka kontaminacija

Životinje (ptice)

Neverovatno/

katastrofalno

Sanitarnipregled Dnevno Osoblje

Popravka i zamena oštećenih ventila i poklopaca za preglede. Odseći grane drveća.

Rezervoar –biofilm i/ili talog usled mikrobiološke kontaminacije

Biofilm i spiranje taloga Verovatno/

nizak

Sanitarnipregled, rez. hlora, mutnoća, biofilm

Dnevno Osoblje

Isključiti rezervoar iz mreže tokomčišćenja i ispiranja. Isprati cevovodeposle upotrebe hlorisanom vodom.

ČRezervoar –ulazak zagađene vode

Procurivanje u rezervoar pod zemljom ili s površine

Neverovatno/ nizak

Sanitarnipregled Dnevno Osoblje

Čisti drenažni kanali. Isključitirezervoare iz upotrebe radi opravke. Isprati rezervoar i mrežu pre upotrebe.

Rezervoar –ulazak zagađenja

Ventili supotopljeni

Sanitarni pregled

Opravlja drenove koji cure, kao iventile Opravlja ventile ako pokažuulazak zagađenja

kroz ventile na rezervoaru

potopljenizagađenompovršinskomvodom

Srednji/ glavni

pregledDnevno Osoblje

ventile. Opravlja ventile ako pokažuznake slabosti.

Glavni ventili –ulazak zagađenja

Glavni ventili su potopljeni Srednji/

Sanitarni pregled, rezidual D O blj

Opravlja curenja drenova šahtova saventilima. Opravka ventila ako pokažug j p p j

zagađenom vodom

j /veliki

p g ,hlora, mutnoća Dnevno Osoblje p p

znakove slabljenja.

Povratni tok –unos zagađenja izvelikih institucija

Promenlljiv ilislab pritisakdovodi do

Verovatno/ srednji

Sanitarni pregled zaštite od povratnog

Sedmično/ mesečno Osoblje

Obezbediti savet institucijama o planuupravljanja kvalitetom vode. Opravkazaštite od povratnog toka.

kontratoka toka

Vrsta problema Uzrok Visina rizika Monitoring Korektivna meraŠta Kada Ko

Model Plana za bezbednu distribuciju vode za piće

Povratni tok zagađenevode

Curenje iz cevi u kombinaciji sa padom pritiska dozvoljava ulaz vode sa

i i

Verovatno/ srednji

Rezidualhlora, mutnoća, sanitarnipregled/

d l i ikDnevno Osoblje

Smanjiti prekide. Program kontrole curenja. Gde su prekidi neizbežni razviti strategiju dezinfekcije. Pregradni zidovi k i ipatogenima iz

fekalijama zagađenog zemljišta

srednji model rizika konstruisani za zone visokog rizika. Smanjiti talase promenljivog pritiska.

Ukrštanje instalacija –zagađenje usled

Curenje kanalizacije u

Rezidual hlora Osoblje

Curenje iz vodovoda ikanalizacije treba brzozagađenje usled

ukrštanja sakanalizacijom

kanalizacije u blizini vodovodne cevi i omogućen direktan ulaz patogena

Verovatno/ katastrofalan

hlora, mutnoća, sanitarni pregled/ model rizika

Mesečno

Osobljevodovod

a ikanaliza

cije

kanalizacije treba brzopopraviti; prepravka u cilju unapređenjahidrostatičkog pritiska; pregradni zidovi u zonamavisokog rizika

Popravke – ulazak zagađenja tokom popravki na distribucionom sistemu

Niska higijena tokom radova omogućava ulaz zagađenja Srednji/

katastrofalan

Mutnoća, rezidulni hlor, pregled lokaliteta Dnevno Uprava/

osoblje

Obezbediti da je higijenski protokolpripremljen i dostupansvim radnicima. Obukatima za opravke za

d ž j d b hi ijodržavanje dobre higijenetokom radova.

Spiranje biofilma Visok AOC i nedostatak strategije kontrole Srednji/

Rezidual hlora, boja, mutnoća, miris žalbe

Zamena cevi od materijalapogodnog za razvojbiofilma, unapređenjebiološke stabilnosti vodekontrole.

Hidrauličke promene dovode do otkidanja biofilma

Srednji/ nizak

miris, žalbe potrošača, korozija.

Dnevno Osoblje biološke stabilnosti vodeoptimizovanompripremom vode, unapređen ravnomeranprotok

H l ž jiHvala na pažnji...