UV-desinfeksjon, hva skjer nå?

1. UV-desinfeksjon, hva skjer nå? Av Dr. scient Vidar Lund, Nasjonalt folkehelseinstitutt Behandlingsmetoder for drikkevann, Tekna, 11.10.05

2. Temaer som vil bli belyst: • UV desinfeksjon – status i Norge og internasjonalt. • Typegodkjenningsordningen for UV aggregater – Er det noe nytt? • Driftserfaringer fra UV anlegg –hva er hovedproblemene? • Forbedringspotensialer • Konklusjoner

3. UV-desinfeksjon status i Norge: • Nærmere 700 norske vannverk har i følge vannverksregisteret UV desinfeksjon. • Disse vannverkene forsyner ca 800 000 mennesker. • Sterk økning i installering av UV anlegg de 2 siste årene. ”Alle” vv som har kloranlegg vurderer nå å bytte til/evt. supplere med UV desinfeksjonsanlegg. • Tidligere var det UV kun på små vv, nå planlegger også de største vannverkene UV.

4. UV-desinfeksjon status internasjonalt: • Ønske om ”Cryptobarrier” har ført til stor interesse for UV, men det er fortsatt krav om tilsats av klor (kloramin eller natriumhypokloritt) for å sikre klorrest på ledningsnettet. (jfr USA) • Noen land aksepterer vannet distribuert uten klorrest (eks. Nederland) • Store vannverk tar i bruk UV, spesielt i USA (eks. New York (300 000 m3/t) og Seattle(28 000 m3/t)) samt Rotterdam(19 600 m3/t) Inntil 2004 var Helsinki (7000 m3/t) verdens største vannverk med UV. • Østerrike, Tyskland, Sveits, USA og Norge har nasjonale krav til UV anlegg (minimumdose = 40 mJ/cm2 basert på biodosimetrisk testing). • Østerrikes norm (ÖNORM) ble for flere år siden fremmet som europeisk standard, men intet har skjedd så langt!

5. Typegodkjenningsordningen for UV aggregater – er det noe nytt? (1) • Norge har hatt en typegodkjenningsordning for UV aggregater siden begynnelsen av 1970 tallet. • En, i utgangspunktet frivillig ordning, som har blitt et ”must” for alle som ønsker å konkurrere på det norske markedet og som ”voktes” med falkeblikk av de konkurrerende parter spesielt i forbindelse med anbudsutlysninger i kommuner. • Tanken med ordningen var å gjøre det lettere å sammenlikne kapasiteten på ulike aggregater og forenkle godkjenningsprosessen for aktuelle vannverk.

6. Typegodkjenningsordningen for UV aggregater – er det noe nytt? (2) • Startet som en teoretisk beregning baser på intensiteten i UV kammererts dårligst bestrålte punkt (”veggdoseberegning”, Dosekrav: 16 mJ/cm2) og kun angivelse av kapasitet ved T50 = 80%. • På 80 tallet ble det også åpnet for å søke typegodkjenning etter en ”gjennomsnittsdose-modell” med Dosekrav: 30 mJ/cm2. • I 2002 ble de første UV aggregatene godkjent på basis av biodosimetriske tester (m/B. subtilis sporer)

7. Typegodkjenningsordningen for UV aggregater – er det noe nytt? (3) • I de siste 2 år har det vært en sterk økning i interessen for typegodkjenning basert på biodosimetriske tester og ”alle” produsenter av UV anlegg har i dag slike godkjenninger eller anlegg inne for testing hos de institusjonen som tester etter de kravene vi stiller bl.a. om en RED (reduksjons ekvivalent dose)=40 mJ/cm2 • Akseptert grunnlag for en slik typegodkjenning: • Østerriksk norm, ÖNORM M 5873-1 og M 5873-2 • Tysk ”norm”, DVGW Arbeitsblatt W 294 (er nå under revisjon, ny versjon i 2007?) (testorganisme: B. subtilis sporer) • USEPA UDGM (Ultraviolet disinfection guidance manual) Draft, juni 2003. (Testorganisme: MS2 bakterievirus)

8. Validering av UV anlegg i henhold til ÖNORM og DVGW UV-aggregat som skal testes Utgangs kons. av bakterie-sporer Inaktiverings-test med Kalibrerte UV-doser Trinn 1 Trinn 2 B.subtilis ATCC 6633 Fastsettelse av antall overlevende bakteriesporer Fastsettelse av antall overlevende bakteriesporer 0 Log. red 2 Sjekk at tilfredsstillende UV dose er oppnådd Fremstilling av standardkurve over inaktiveringseffekt versus UV-dose 20 40 UV dose, mJ/cm2

9. Driftserfaringer fra UV anlegg – Hva er de vanligste driftsproblemene? • Kilder: • Vannverksregisteret (2002) • Norvar rapport: Erfaringar med klorering og UV-stråling av drikkevatn (139/2004) • Mastergradsoppgave: Utredning om årsaker til at UV som hygienisk barriere for drikkevann blir brutt. Av Leiv Andreas Rosenlund, UMB, Ås (2005)

10. Hvordan kan vannverksregisteret si noe om hvordan desinfeksjonsanleggene fungerer i praksis? Utilfredsstillende vannverk = Overskridelse av E.coli i >5% av prøvene

11. Hvor finner vi de fleste av de utilfredsstillende vannverkene med UV desinfeksjon? • 21 vannverk i Nordland • 7 vannverk i Troms • 7 vannverk i Møre-og Romsdal • 5 vannverk i Hordaland • 4 vannverk i Finnmark • 4 vannverk i Rogaland

12. Hva kan være årsaken til at disse anleggene ikke fungerer etter forutsetningen? (1) • Dårlig drift • UV-lampene skiftes ikke ved endt levetid • Kvartsglassene og sensorøye rengjøres for sjelden • Manglende kalibrering/utskifting av UV sensor • Dette må gjøres årlig og av kvalifisert personell! Ulike metoder for ”kalibrering” av sensor ”praktiseres”, men det er viktig at driftshåndboka beskriver den metoden som er angitt av leverandør. (jfr. Typegodkjennings-kriteriene)

13. Hva kan være årsaken til at disse anleggene ikke fungerer etter forutsetningen? (2) • Dårlig drift • Sjeldent tilsyn ved vannverket - alarmer kan ha slått ut uten at driftsansvarlig tar affære. Dersom det ikke er automatisk lukkeventil som stenger ved for lav UV dose, vil utilfredsstillende vannkvalitet kunne leveres til konsumentene! • Dårlig oppfølging med at nødvendige reservedeler er til stede til enhver tid. (jfr. Typegodkjenning: nødvendige reservedeler som UV-lamper, relé for UV-lamper, sikringer, kvartsglass med pakninger, (ekstra sensor?)) Ved lang leveringstid vil man kunne måtte kjøre i lengre tid med bypass av UV anlegget… • .

14. Hva kan være årsaken til at disse anleggene ikke fungerer etter forutsetningen? (3) • Dårlig drift • Tidvise strømforstyrrelser (spenningsvariasjoner, strømbortfall (for eksempel ved tordenvær), • Svikt i effektregulering på lampene. • Lampenes levetid sterkt forkortet pga lav vanntemperatur (de fleste UV lamper er garantert ned til en vanntemperatur på ca 5 oC

15. Hva kan være årsaken til at disse anleggene ikke fungerer etter forutsetningen? (4) • Man skal ”spare penger” og erstatter originale UV-lamper med dårligere ”piratlamper”. Konklusjon: UV aggregatet klarer ikke å oppnå tilstrekkelig høy UV-dose til å gi sikker desinfeksjon.

16. Hva kan være årsaken til at disse anleggene ikke fungerer etter forutsetningen? (5) • Feildimensjonering/oppbygging • Manglende forbehandling for å fjerne partikler/farge spesielt ved elv/bekk som kilde. Ofte koblet sammen med at vannverket mangler utjevningsbasseng! • Tilfeldig UV transmisjonsmåling lagt til grunn for dimensjoneringen (benytt alltid dårligste måling!). Konsekvens: Mange alarmer/nødstopp fører til ”justering” av alarmsettpunkt!! • Anlegget er ikke sikret mot spenningsvariasjoner og strømbortfall (Konsekvens: Vannverket leverer udesinfisert vann i perioder)

17. Forbedringspotensial • Investert tid i planleggingsfasen = mindre problemer under drift! (Innhent driftserfaringer fra andre, ikke finn opp hjulet på nytt!) • Fokuser på følgende punkter i planleggings-og utbygingsfasen (ref: Norvar prosjektrapport 139/2004) • Er det perioder av året med vanntemperatur << 5oC så redusert effekt kan forventes? • Skal en velge lavtrykks- eller mellomtrykks UV-anlegg? • Er det behov for automatisk rengjørings-/viskersystem? • UV anlegget må sikres mot undertrykk! • Er det nødvendig med spesielle tiltak for å stabilisere strømforsyningen? • Ønskede modifiseringer av automatikk/styring og PLS-anlegg må skrives i manual/driftsjournal slik at en sikrer at anlegget vil fungere tilfredsstillende.

18. Konklusjon • På tross av at UV desinfeksjon har potensiale til å sikre god hygienisk kvalitet på drikkevannet er det alt for mange vannverk som allikevel ”serverer” sine abonnenter vann som er ”krydret med tarmbakterier”! • Årsaken ligger enten på dårlig drift eller på feildimensjonering/-oppbygging, evt svikt i eller manglende forbehandling. • UV-sensoren er ”hjernen” i et UV anlegg og det er viktig at det settes fokus på å oppnå gode kalibreringsrutiner.