Hur aktiv omrörning förbättrar vattenkvaliteten och sänker kostnaderna för kemikalier
Inledning
Hälsoorganisationer världen över erkänner vikten av klorering av dricksvatten för folkhälsan. I USA, innan klordesinfektion infördes i stor skala i början av 1900-talet, dödade kolera, tyfus, dysenteri och hepatit A tusentals människor varje år. Förutom att klor dödar bakterier, virus och parasiter minskar det också obehaglig smak och lukt i vattnet. Klor eliminerar slembakterier, mögel och alger som växer på väggarna i rör och vattentankar. Klor är så viktigt för att upprätthålla en hälsosam dricksvattenförsörjning att den amerikanska miljömyndigheten EPA kräver att behandlat dricksvatten ska innehålla en mätbar halt av klor – en klorresthalt – för att skydda mot bakterier hela vägen fram till konsumentens kran. Förlusten av klorrestvärde gör distributionssystemen sårbara för mikrobiell kontaminering. Vattenverk förstår vikten av att övervaka klorrestvärdena i sina distributions- och lagringssystem. Det är dock inte helt enkelt att förstå vad dessa övervakningsdata egentligen säger. I det här inlägget tittar vi på vad dina övervakningsdata för klorrestvärden försöker säga dig – och ger korta förklaringar om ämnet.
Klorrester och vattenkvalitet
I allmänhet måste dricksvattnet behandlas innan det desinficeras. Koagulering, filtrering och klarning är vanliga behandlingsmetoder. Desinfektionen sker efter behandlingen i tanken för klart vatten. Eftersom klor är lätt att dosera, mäta och kontrollera är det ett av de mest använda desinfektionsmedlen. Det är relativt billigt och mycket effektivt för att inaktivera patogena mikroorganismer. Eftersom klor är mycket reaktivt börjar det omedelbart reagera med eventuella föroreningar som finns kvar efter behandlingen när det tillsätts i vattnet. Dessa reaktioner är förutsägbara:
1.) Klor börjar med att oxidera eventuellt organiskt material som finns kvar i vattnet efter behandlingen. Detta kallas klorbehov av vattnet.
2.) Kloret reagerar sedan med eventuella kväveföreningar. Detta kallas totalt klor och kan inte desinficeras.
3.) Det som återstår är fritt klor, vilket dödar eventuella kvarvarande mikrobiella föroreningar i vattnet.
Efter reaktioner med organiskt material, bindning med kväve och desinfektion är det klor som återstår klorresthalt.
Klorrester i distributionsnät
Efter desinfektionen leds vattnet in i distributionsnätet med klorrester. Vad som händer med klorresterna i ett system beror på kvaliteten på det inkommande vattnet, interaktioner i distributionsnätet och systemets drift.
Kvaliteten på det tillströmmande vattnet
Höga organiska belastningar
Klor reagerar snabbt med eventuellt organiskt material som finns kvar i det inkommande vattnet och bryter ned restämnena. Organiska sediment som följer med vattnet från rör och tankar kan öka klorbehovet ytterligare.
Stratifiering, temperatur och vattnets ålder
Vid varmt väder sker ofta en skiktbildning i vattnet i omrörda ovanjordiska tankar. Det varma vattnet samlas högst upp i tanken, medan det kalla, färska vattnet som tillförs stannar kvar längst ner. Vatten som tas upp från botten påverkar inte det övre skiktet, som med tiden blir varmare och äldre. Högre temperaturer påskyndar också klorets nedbrytning.
Interaktioner mellan distributionssystem
Metalltankar / Metallrör
I metalltankar och rör reagerar klor med reducerat järn och bildar metalloxider. Dessa reaktioner avlägsnar klor från systemet och leder till avlagringar i rören, vilket begränsar flödet.
Biofilmer och sediment
Biofilmer på rör- och tankväggar är svåra att få bort och förbrukar klorresthalterna. Sediment i tankar är oftast av organisk natur, vilket ytterligare minskar klorresthalterna.
Systemdrift
Multifunktionella, flytande och isolerade tankar
Vattentankar i distributionsnät är ofta utformade för att hantera toppar i vattenbehovet, utjämna trycket och tillhandahålla reserver för brandbekämpning och andra nödsituationer. Om tankarna hålls fulla men inte utnyttjas till fullo åldras det lagrade vattnet och vattenkvaliteten försämras. Resthalten sjunker i takt med att kloret bryts ned över tid.
Inlopps- och utloppsanordningar
I många kommunala vattentankar används samma rör för både påfyllning och tömning av tanken. Detta leder till kortslutning i tankar utan omrörning, eftersom det kallare inkommande vattnet samlas på botten och töms ut först.
Upprätthållande av klorresthalter
Optimera behandlingen i tidigare led
Klorbehovet kan minskas genom att förbättra avskiljningen av organiska ämnen i tidigare led. Vilka behandlingsmetoder som används beror på egenskaperna hos det organiska materialet i vattnet och omfattar bland annat:
- optimering av koagulationen
- tillägg av koladsorption
- biologisk rening
Underhåll av tankar
Underhåll och rengöring
Regelbundet underhåll och rengöring av tankar samt spolning av rör minskar klorbehovet i ett system. AWWA har tagit fram en standard för vattentankar av stål*. Standarden rekommenderar att tankarna minst vart tredje år ska tömmas, spolas ur och genomgå en professionell inspektion. Vid inspektionerna bör man kontrollera uppenbara hygienrisker, såsom biofilm och sedimentansamlingar.
Minskad biofilmbildning i välblandade tankar
Biofilmer ökar klorbehovet i ett system och frodas när klorhalten sjunker. Biofilmer tenderar att bildas högst upp i tankarna, där vattennivån stiger och sjunker under den dagliga driften. Som nämnts tenderar vattnet högst upp i tankar utan omrörning att vara äldre och varmare, med låg klorhalt. Genom att öka cirkulationen – antingen passivt genom omlopp och pumpning eller aktivt med omrörare – får kloret tillgång till biofilmerna och eliminerar dem.
Drift av tanken
Minska vattnets ålder
Operatörerna minskar vattnets ålder genom att främja en hög omsättning och genom att justera vattennivåerna i vattentankarna. Vissa vattenverk måste pumpa in och ut vatten ur tankar som ”flyter” i systemet för att upprätthålla tillräckliga resthalter. För att öka den passiva blandningen kan tankarna konstrueras eller eftermonteras med separata in- och utlopp. Inloppet placeras högre upp i tanken för att främja blandningen av färskare, kallare tillflödesvatten med äldre, varmare vatten i tanken. Vissa passiva blandningssystem använder en komplex serie av rör och munstycken för att sprida det tillförda vattnet jämnt i hela tanken.
Klordosering
Vissa distributionssystem kräver extra klortillsats vid vissa punkter. Systemet kan vara omfattande, eller så kan behållarna vara isolerade. I dessa fall måste mer klor tillsättas för att upprätthålla resthalterna.
Upprätthållande av klorresthalter genom aktiv omrörning
Aktiv omrörning i vattentankar bidrar till att upprätthålla klorresthalter genom att förhindra skiktbildning och eliminera ”kortkretsning”, vilket leder till lång ståndtid för vattnet. Aktiv omrörning säkerställer en fullständig blandning av vattnet, vilket ger jämna klorhalter i hela tanken. I situationer där det krävs tilldosering av klor i tankarna möjliggör en aktiv omrörare en fullständig blandning av de tillförda kemikalierna. Kasco erbjuder en NSF-61-godkänd och kostnadseffektiv lösning för dina behov av omrörning i tankar. Överlägsen design, enastående effektivitet och enkel installation gör att Kascos CertiSafe™-tankblandare där dricksvatten står högst upp på listan.
Slutsats
Klorering av dricksvattnet är ett av de största framstegen inom folkhälsan. Att klorera dricksvattnet är dock inte något man kan göra en gång och sedan glömma bort. Genom att övervaka klorhalten i hela distributionssystemet får man en bättre förståelse för systemets dynamik. Ett aktivt blandningssystem installerat i din vattentank hjälper till att upprätthålla en jämn klorhalt i hela tanken. Att upprätthålla en tillräcklig klorhalt förhindrar tillväxt av biofilm och minskar organisk förorening. Detta minskar i sin tur klorbehovet i vattnet. De bästa aktiva blandningssystemen för dricksvattentankar är utformade för effektivitet, säkerhet och hållbarhet. För att lösa problem i dina vattentankar, läs mer om Kascos CertiSafe™-tankblandare.