Fejlesztési erőforrások optimalizálása kockázatbecsléssel (Törésponti klórozásos vízműveknél) Név Cím Munkánk során olyan módszert kerestünk, törésponti klórozásos ammónium eltávolítást alkalmazó vízműveknél, ami a vízbiztonsági szempontok figyelembevételével összehasonlíthatóvá teszi az egyes vízellátó rendszereket. Az összehasonlítás alapján pedig meghatározhatóak azok a területek, ahová vízbiztonsági kockázatok csökkentése céljából fejlesztési forrásokat kell csoportosítani. Készítette: Gergelics Gergő technológus főmunkatárs Szabó Kinga Lugosi Ramóna Technológus víztechnológiai csoportvezető Budapest, 2018.05.09.

Kockázatértékelés Vízbiztonsági terv: A kockázatértékelés konkrét vízműre vonatkozik. Az összegyűlt tapasztalatok, ismert kockázatok kiterjeszthetőek mintaterület szerűen típustechnológiákra. Az azonos/közel azonos kialakítású vízkezelő berendezések vízbiztonsági szempontból összehasonlíthatóak. Meghatározhatóak a fejlesztési prioritások. A tavalyi évben már elkészültek, engedélyezésre kerültek a vízbiztonsági tervek A kiépítést típustechnológiánként csoportosítva végeztük el A VBT kiépítés során egy konkrét vízművet elemzünk Nem az összehasonlítás a cél Azonban az összegyűlt tapasztalatokat felhasználva megpróbáltuk a kockázatértékelés módszertanát kiterjeszteni A Vízbiztonsági tervezésnél alkalmazott 5*6-os mátrix, helyett egy kibővített több változós értékelési rendszert alakítottunk ki. A kibővített kockázatértékelés segítségével párhuzamosan tudtuk értékelni a vízműveket. Meghatároztuk, hogy a fogyasztók egészségvédelme érdekében hol, milyen beavatkozásokat, fejlesztéseket kell végezni, Értékeltük, hogy a különböző fejlesztési lehetőségek miként csökkentik az egyes vízműveknél a kockázatok súlyosságát.

Miért pont a törésponti klórozásos vízművek? Nagy számú üzemelő és tervezési fázisban lévő új vízmű Jelentős vízbiztonsági kockázatok - THM - Nitrit A teljes működési területünkön lévő vízellátó rendszerek egyharmad része törésponti klórozás lesz. A törésponti klórozás során, mind a túladagolásból adódóan, mind az esetleges aluladagolás miatt olyan vízbiztonsági kockázatok léphetnek fel amelyek a szolgáltatott víz ivóvízként való felhasználását megakadályozzák. Túladagolásnál klórozási melléktermékek Aluladagolásnál spontán nitrifikációs folyamatok miatti nitrit-ion képződés.

Miért pont a törésponti klórozásos vízművek? KEOP Ivóvízminőség Javító Program 25 db megvalósult vízkezelő KEHOP Ivóvízminőség Javító Program 22 db tervezett új vízkezelő Számosságát tekintve a DRV Zrt.-nél az egyik leggyakoribb vízkezelési eljárás a Tp.klórozás A KEOP program során 25 új vízkezelő létesült A KEHOP programban pedig legalább 22 db kivitelezése tervezett

Miért pont a törésponti klórozásos vízművek? Nagy számú üzemelő és tervezési fázisban lévő új vízmű Jelentős vízbiztonsági kockázatok - THM - Nitrit A teljes működési területünkön lévő vízellátó rendszerek egyharmad része törésponti klórozás lesz. A törésponti klórozás során, mind a túladagolásból adódóan, mind az esetleges aluladagolás miatt olyan vízbiztonsági kockázatok léphetnek fel amelyek a szolgáltatott víz ivóvízként való felhasználását megakadályozzák. Túladagolásnál klórozási melléktermékek Aluladagolásnál spontán nitrifikációs folyamatok miatti nitrit-ion képződés.

Kockázatértékelés során figyelembevett szempontok Nyersvíz minőség hatása a technológia működésére. Ammónium tartalom. Trihalo-metán képző potenciál (THMFP). Elosztó hálózat sajátosságai, spontán nitrifikációs folyamatok előfordulása. Üzemirányító rendszer kiépítettsége. A vízkezelő berendezés üzemelési paramétereinek változtathatósága, technológia rugalmassága. Utófertőtlenítés módja. A kockázatértékelés során Hat szempontot vettünk figyelembe a maximális súlyosság megállapításához. Ezek a nyv minőség Elosztóhálózati nitrifikációs folyamatok előfordulása Vízkezelő berendezések üzemeltetési paramétereinek változtathatósága (betudunk avatkozni ?) Milyen fertőtlenítőszert alkalmazunk

Ammónium koncentráció tartományok A jellemző nyersvíz ammónium-ion tartalom alapján a vízművek csoportosításra kerültek. 1 mg/l NH4+-ból képződhet 2,55 mg/l NO2- Nitrit-ion mérgezési küszöb: 3 mg/l NH4+ koncentráció Szorzó tényező < 0,5 mg/l 1 0,5-1 mg/l 2 1-3 mg/l 4 > 3 mg/l 5 A nyersvizek ammónium ion tartalma alapján négy kategóriát alakítottunk ki Figyelembe vettük, hogy 1 mg/l feletti ammóniumból már képződhet az akut mérgezési küszöböt elérő nitrit-iont tartalom. Ezért 1 fölötti ammónium tartalmú nyersvizeknél magasabb kockázati szorzó tényezőt alkalmaztunk.

Nitrifikációs „hajlam” A vízellátó rendszerben tapasztalhatóak voltak spontán nitrifikációs folyamatok: Spontán nitrifikáció Szorzó tényező NEM 1 IGEN 2 A második szempont a vízellátó rendszer értékelése a nitrifikáció előfordulása alapján Ha aluladagolás történik és ammónium jut a hálózatba, akkor kell-e számolni nitrit-ion képződéssel. Üzemeltetünk olyan vízellátó rendszereket ahol 2 mgl/l-es ammónium tartalmú ivóvíz jut a vízelosztó rendszerbe, de nem tapasztalható nitrit képződés, Illetve van tapasztalatunk olyan vízkezelő berendezéssel, amelynél ha a törésponti klórdózis egy kicsit is lecsökken, és ammónium jut a hálózatba akkor rögtön fellép a nitrit képződés.

Ö.THM képző potenciál (THMFP) Az ö. THM képződési potenciált befolyásolja ­­– Nyersvíz minőség: NH4+ >3 mg/l; KOIps >2 mg/l; pH >8 ­­– Víz hőmérséklet (kritikus hőmérséklet: 19 oC) ­­– Klór-dózis ­­– Kontakt idő (egyes szakirodalmak alapján 80 h reakcióidő esetén maximális a THM keletkezés) A klórozási melléktermékek képződésének mértéke megbecsülhető laboratóriumi vizsgálatokkal A THM képződés mértéke nagyban függ a nyersvíz minőségétől Trihalometán képződési potenciál vizsgálatokat végeztünk Az összes trihalo-metán meghaározásra két minta került előkészítésre. Az adott nyersvizmintához nátrium-hipokloritot adagoltunk az elméleti törésponton túli mennyiségben. Az egyik minta tartósítva lett a másik tartósítás nélküli volt Minimum 24 óra tartózkodás után elvégzésre került a THM meghatározás. Abban az esetben, ha az ö. THM képző potenciál vizsgálat, akár tartósítással, akár tartósítás nélkül nagyobb, mint 30 ug/l, vagy a hálózaton volt mérhető nagyobb, mint 30 ug/l ö. THM akkor a szorzó tényező 2, ellenkező esetben 1, vagyis nem számolunk ezzel a hatással. THM Szorzó tényező < 30 mg/l 1 > 30 mg/l 2

Üzemirányító rendszer kiépítettsége Technológiai paraméterek felügyelete. (Vízhozam, klórszintek) Adagoló szivattyúk hibajele, adagolás érzékelők jele. Vegyszer fogyások nyomonkövetése Üzemir. rendsz. kiépítettsége Szorzó tényező Teljes kiépítettség 1 Hiányosan, de kiépült 2 Teljes hiány 3 Keop programot követően az az üzemirányító rendszer befejezésére nem jutott idő. Megfelelő on-line felügyelet mellett beszélhetünk igazi ivóvíz biztonságról Klórmérő szondákkal ellenőrizfető a megfelelő klórdózis, adagolásérzékelők segítségével észlelhető ha nincs vegyszer szállítás, a vegyszertartályok szinérzékelése segít nyomonkövetni, hogy valóban a megfelelő dózisban adagolunk. Ez a vizsgált kockázati tényező pluszban behozza a SCADA információkat. Amennyiben fejlesztés szükséges a SCADA-ban, akkor 2 súlyossági szorzót; ha teljesen hiányzik a SCADA, akkor 3 súlyossági szorót kap ez a tényező. Ha azonban a SCADA információkban nincs hiány, akkor ezzel a hatással nem számolunk, tehát 1 a szorzó tényező.

Ezt a SCADA ábrát meg szerettem volna mutatni, a próbaüzem lezárásakor így üzemltettük a vzművet A szelepállásokon kívül nem látni semmit Még a nyersvíz hozamot sem…

További kockázati tényezők Fertőtlenítőszer típusa Ha magas a THMFP, akkor van-e lehetőség beavatkozni? Fertőtlenítőszer Szorzó tényező Klór-dioxid 1 Nátrium-hipoklorit 2 Beavatkozási lehetőségek Szorzó tényező Igen 1 nem 2 További két szempontot értékeltünk Klór dioxid kettős hatású fertőtlenítőszer: adagolásakor nem képződnek trihalo-metán vegyületek, illetve az ammónium oxidáló mikroorganizmusok élettevékenységét gátolva segíti a hálózati spontán nitrifikációs folyamatok visszaszorítását A jelzett vízműveknél megvizsgáltuk az utófertőtlenítőszer hatását. A klór-dioxid 1 értéket kap, vagyis nem súlyosbítja az össz. THM képződés és a lehetséges hálózati nitrifikáció hatását, ezzel szemben a Na-hipoklorit, tulajdonságaiból adódóan, 2 értéket kap, így növeli a táblázat végén látható össz. súlyossági végeredményt. A másik ugyancsak fontos szempont a vízkezelő berendezés üzemeltetési rugalmassága. Van-e lehetőség több ponton, megosztva beadagolni a nátrium-hipokloritot? Van kontakttartály? Van legalább két adszorber tartály? Amennyiben az ö. THM értéke > 30 mg/l, akkor számolunk a táblázatban látható további kockázatokkal is, ami további 2 súlyossági szorzót jelent, ellenkező esetben nem számolunk ezzel a hatással és 1 a szorzó tényező.

Összes súlyosság eloszlása (öszesen 25 db vízmű) A kockázatértékelés utáni súlyosságok eloszlását szeretném bemutatni Három kategóriába sorolva a vízműveket. Látható, hogy magas kockázat csak hét rendszer esetében áll fenn. A legtöbb vízellátó rendszer az alacsony kockázati kategóriába került. A hét magas kockázatú vízműnél a fejlesztési javaslataink szerepeltetésre kerültek a gördülő fejlesztési tervben

Bonnya Vízmű Kockázatértékelés NH4+: 1,1 – S=4 Hálózati nitrifikáció jellemző S=2 THMFP: 66 mg/l S=2 SCADA kismértékű fejlesztése S=2 Csak egy GAC tartály van S=2 NaOCL-os utófertőtlenítés S=2 S. Összesen = 4x2x2x2x2x2 = 128 A kockázatértékelésre példának bonnya vízművet szeretném bemutatni. Nátrium-hipokloritos oxidáció vastalanítás céljából, homokszűrést követően, törésponti klórozás, nátrium hipoklorit adagolásával majd pedig granulált aktívszenes adszorpció következik. A nyersvíz ammónium tartalma bonnya vízműben meghaladja az 1 mg/l-t tehát a szorzó tényező 4-es A vízkezelő berendezés létesítését megelőzően a hálózaton rendszeresen tapasztalható voltak spontán nitrifikációs folyamatok- A laboratóriumi vizsgálatok magas, 66 ug/l-es trihalometánképződési potenciált mutattak Az üzemirányító rendszer kiépítettsége elégséges, de volna még mit fejleszteni. Csak egy db aktívszén töltetű tartály van, ami ugyancsak növeli a kockázatot, illetve az utó-fertőtlenítőszer nátrium-hipoklorit Az egyes tényezőket összeszorozva 128-as súlyosságot kapunk. A maximális szám 240 lehet

Bonnya vízmű Lehetséges kockázatcsökkentés Az eredeti technológiai összeállítás mellett megvizsgáltuk három lehetséges beavatkozás kockázat csökkentő hatását. Az eredeti súlyosság az első oszlopon látható A második a klór-dioxidos utó-fertőtlenítőszer kockázatcsökkentő hatását mutatja A harmadik oszlop az üzemirányító rendszer fejlesztésével elérhető szintet mutatja A negyedik oszlop pedig a klórdioxid és scada fejlesztés együttes eredményét szemlélteti

Bonnya vízmű Beavatkozások költségvonzata Utófertőtlenítőszer váltás klór-dioxid hatóanyagra 9500 m3/év szolgáltatott vízmennyiségre 0,5 mg/l fajlagos adagolással számolva: ~ 546.000 HUF/év Vízmű üzemelés on-line ellenőrzésének és SCADA integrációjának fejlesztése: vegyszerszint érzékelő, vegyszeradagolás, áramlás érzékelő, SCADA szoftver integráció: ~ 300.000 HUF + műszerek helyszíni PLC integrációja : ~ 400 000 HUF Összesen: ~ 700 000 HUF Az előző dián látható volt, hogy a klór dioxidos utófertőtlenítés és a scada rendszer fejlesztése hasonló kockázatcsökkentő hatást fejthet ki Megpróbáltuk összehasonlítani a két eljárás költségvonzatát A folyadék fázisban generált klór-dioxid alkalmazásakor éves szinten több mint félmilió ftos költséggel lehet számolni Az üzemirányító rendszer fejlesztése nagyobb berüházási költséggel járnaviszont már a második évben megtérülne a beruházás és a vízbiztonság is javulna.

Összefoglalás Összehasonlíthatóak a közel azonos kialakítású vízkezelő művek vízbiztonsági kockázatok szempontjából. A kockázatértékelés segítségével jobban bemutathatóak egyes vízművek üzemeltetési nehézségei. Vízbiztonsági alapelvek és kockázatértékelés segítségével priorizálhatóak a fejlesztési források (GFT). Műszaki elvárások megalapozása KEHOP programban létesülő vízművekhez! Nagyon fontos eredménye az általunk végzett kibővített kockázatértékelési módszernek, hogy jobban kiemeli az egyes vízművek közti vízbiztonsági különbségeket, ezért jobban összehasonlíthatóak a vízművek A kockázatértékelés segítségével bemutathatók mind a tulajdonos önkormányzatok, mind a felsővezetők felé a meglévő vízbiztonsági kockázatok, Priorizálhatóak, illetve segítségével indokolható a fejlesztések anyagi forrás igénye. A legfontosabb pedig, hogy a kehop programban megvalósuló új vízkezelő berendezések tervezésekor is előzetesen elemezhetőek a kockázatok és a üzemeltetői elvárásokban szerepeltethetőek, illetve indokolhatóak is a vízbiztonsági szempontból lényeges technológiai elemek.