Wszelkie zaburzenia w pracy systemu przygotowania i uzdatniania wody, również w aspekcie jakości, można skutecznie monitorować i wykrywać za pomocą stacji monitorujących. Mogą one stanowić istotny element systemu ostrzegania. W połączeniu z doświadczeniem i wiedzą technologa pozwalają eliminować wiele zagrożeń. W realizacji takich zadań możliwość kompleksowej, zdalnej analizy zgromadzonych danych pomaga reagować natychmiast – w momencie wykrycia nieprawidłowości.
System ostrzegawczy
Uzdatnianie wody ujmowanej ze źródeł powierzchniowych niesie za sobą dużą zmienność jakości „surowca”. Liczne zjawiska (np. opady atmosferyczne, susze, niekontrolowane wymywanie nawozów z pól uprawnych) w istotny sposób zmieniają parametry wody. Największą dynamikę zmian zaobserwować można w ciekach takich jak potoki górskie, w których krystalicznie czysta woda może w ciągu krótkiego czasu zamienić się w rzekę zanieczyszczoną wypłukanymi kwasami humusowymi z gleb oraz ściółki. Stacja monitoringu, odpowiednio wyposażona w zestaw sond pomiarowych, jest połączona poprzez sterownik z pompami oraz przepustnicą zamykającą dopływ wody. Ze względu na nakłady ekonomiczne nie jest opłacalne lub nawet możliwe uzdatniać taką wodę. Wyżej opisany monitoring stanowi niezbędny element systemu bezpieczeństwa produkcji i dystrybucji wody.
Najistotniejsze pomiary jakościowe
Pozornie stabilny skład wody ujmowanej np. ze złóż infiltracyjnych może usypiać czujność i redukować potrzebę analiz parametrów online. Stosowane od lat badania laboratoryjne potwierdzają dobrą jakość wody i podtrzymują przekonanie, że występuje bardzo niewiele czynników będących w stanie zachwiać procesem uzdatniania. Bezwzględnie należy jednak zwrócić uwagę, że pomiary online otwierają diametralnie inne możliwości, dając szeroki obraz przebiegu procesu i jakości wody w czasie. Takiego spojrzenia nie zapewnią nawet częste oznaczenia laboratoryjne. Dzięki stacji monitoringu jesteśmy w stanie zaobserwować m.in.: chwilowe pogorszenie jakości wody, utrzymujący się długoterminowy (pozytywny lub negatywny) trend, zmienność w ciągu określonego interwału czasu, skuteczność procesu płukania filtrów, wpływ zmiany surowca, ewentualną zmianę w technologii itp.
Kontrola wody uzdatnionej
Kontrola jakości wody dystrybuowanej do sieci wodociągowej to dla eksploatatorów stacji uzdatniania kluczowy etap w Planie Bezpieczeństwa Wodnego (PBW). Stały, niezawodny monitoring efektów uzdatniania pozwala potwierdzić poprawną pracę zakładu, ale również lepiej zrozumieć zachodzące podczas uzdatniania procesy. Analiza zmierzonych i zarejestrowanych parametrów pozwala ocenić możliwości usprawnienia pracy instalacji, a przy wsparciu doświadczonego zespołu jeszcze lepiej przygotować się na nieoczekiwane sytuacje awaryjne.
Detekcja wtórnego zanieczyszczenia
Zjawiskiem powszechnym, lecz wysoce niepożądanym w całym procesie dostarczania wody do odbiorców, jest zanieczyszczenie wtórne w sieci wodociągowej. Rozproszony system i znaczne odległości, na jakie woda jest przesyłana do odbiorców, a zwłaszcza czas, w jakim się to odbywa, mają znamienny wpływ na pogorszenie jej jakości. Na porządku dziennym występują również awarie sieci wodociągowej, powodujące przedostawanie się zanieczyszczeń do wnętrza systemu wodociągowego. W szczególnych przypadkach parametry wody mogą ulec istotnemu pogorszeniu, sprawiając że woda przestaje spełniać wymagania stawiane wodzie przeznaczonej do spożycia przez ludzi.
Pomiar zmętnienia
Pomiar mętności online to podstawowe źródło informacji o stanie wody. Mierząc mętność wody surowej ujmowanej powierzchniowo, możemy reagować natychmiast, np. poprzez czasowe zaprzestanie pobierania wody ze strumienia czy też zwiększenie dozowania środka koagulującego. Zastosowanie sondy mętności na wodzie ujmowanej ze źródeł głębinowych może wskazać z kolei nadmierne pompowanie i „piaszczenie” studni. Innym zastosowaniem jest także monitoring skuteczności poszczególnych procesów uzdatniania. Pomiar sondą Turbimax CUS52D jest realizowany zgodnie z normą ENISO7027, obowiązującą dla wody przeznaczonej do spożycia. Bada ona rozproszenie światła pod kątem 90˚. Mętność jest parametrem niezbędnym do monitorowania jakości wody uzdatnionej przed jej wprowadzeniem do sieci wodociągowej oraz w trakcie jej dystrybucji. Sonda jest instalowana bezpośrednio w rurociągu lub jako element stacji monitorującej w bypassie.
Pomiar rozpuszczonych związków organicznych
Pomiar absorpcji światła przy długości fali 254 nm służy do określenia stopnia zanieczyszczenia wody tymi związkami (zawierającymi węgiel organiczny), które są niewidoczne dla sondy zmętnienia. Sondy Viomax CAS51D (SAC254 nm) lub Memosens Wave CAS80 z technologią Memosens pozwalają w bezpieczny sposób kontrolować procesy: ozonowania, uzdatniania z użyciem węgla aktywnego czy dezynfekcji lampami UV. Jest to kluczowy parametr wykorzystywany w celu ochrony ujęcia wody oraz kontroli wody produkowanej i dystrybuowanej do sieci. W Szwajcarii, gdzie występują bardzo rygorystyczne normy w odniesieniu do jakości wody oraz ścieków, parametr ten jest wymieniony w ustawie jako parametr kontrolny wody przeznaczonej do spożycia.
Ogólny wskaźnik mineralizacji w formie występujących soli
Na temat zasolenia wody informację przynosi pomiar przewodności elektrolitycznej wody. Pomaga on w obserwacji zmienności jakości wody ujmowanej ze źródeł podziemnych – jej stopień mineralizacji powinien być bowiem ustabilizowany. Przewodność możemy zmierzyć sondą Condumax CLS15E lub CLS16E z technologią Memosens lub jako dodatkowy sygnał z przepływomierza elektromagnetycznego.
Jakość dezynfekcji wody
W zależności od stosowanego dezynfektanta zawartość określonej formy chloru w wodzie można kontrolować sondami wolnego chloru Cl2, dwutlenku chloru ClO2 lub chloru całkowitego. Znane są też aplikacje, w których używany jest brom (np. dezynfekcja wód balastowych) lub ozon (np. zastosowania w branży spożywczej). Te parametry można również mierzyć sondami amperometrycznymi z portfolio Endress+Hauser.
Kontrola zawartości środka dezynfekcyjnego przed podaniem wody do sieci jest istotna z uwagi na określoną w rozporządzeniu maksymalne dopuszczalne stężenie tego składnika. Ponowną kontrolę – w celu ochrony wody przed skażeniem wtórnym – należy wykonać jeżeli długość systemu wodociągowego jest znaczna oraz czas przetrzymywania w nich wody jest również odpowiedni.
Zdalny nadzór technologiczny
W ramach PBW należy wybrać te parametry wody, które będą monitorowane online. Trzeba również określić liczbę i rozmieszczenie stacji monitorujących tak, aby objąć kontrolą newralgiczne elementy systemu uzdatniania i dystrybucji wody. W ramach planowania działań istotnym elementem może okazać się konsultacja z zewnętrznym ekspertem. Poprzez regularną analizę danych zarejestrowanych w stacji monitorującej może on w skuteczny sposób zapobiec dającym się przewidzieć sytuacjom awaryjnym. Wykorzystując przy tym technologie cyfrowe, np. smartfon, tablet, osoba taka będzie miała doraźny nadzór nad prowadzonym procesem. Przestrzegając kluczowych dla bezpieczeństwa kwestii nie zatraci czujności, a w wymagającym reakcji momencie doradzi odpowiednie działania zaradcze.
Bartłomiej Biczysko
Menedżer produktu – Analiza fizyko-chemiczna cieczy, Endress+Hauser
