Membranfiltrering som hygienisk barriere Erfaringer og feil

1. Membranfiltrering som hygienisk barriereErfaringer og feil Dr.ing. Lars J. Hem

2. Innhold • Generelt om membran som hygienisk barriere • Hendelse i Mostadmark vv 2002-2003 • Hendelse i Ask vv 2003-2004 • Indikatorparametre for å påvise barriereeffekt Kun mikrobiologisk vannkvalitet

3. Drikkevannsforskriften • 2 uavhengige hygieniske barrierer, hvorav én er desinfeksjon • Dvs. at barrierene må dokumenteres hver for seg

4. Veilederen til drikkevannsforskriften • Membranfiltrering med tilstrekkelig liten poreåpning kan anses som en hygienisk barriere, og i enkelte tilfeller også som desinfeksjon • Turbiditetsmåling eller partikkeltelling anses som egnede driftsparametre for å påvise funksjon

5. Hygienisk barrierevirkning i forhold til poreåpning (veileder til drikkevannsforskriften)

6. Hovedgrupper av membranfiltreringsprosesser Størrelse µm 0,01 0,001 0,1 1 10 100 1000 Salter Relativ størrelse av ulike kompo-nenter i overflate-vann Bakterier Humusforbindelser Virus Kolloider Cyster Konvensjonell filtrering Omvendt osmose Ultrafiltrering Membran- prosess Nanofiltrering Mikrofiltrering

7. Oppbygging av membrananlegget • Membranene kommer i moduler med lengde 1,5 m og settes sammen i enheter opp til 6 m • Ved å parallellkoble membranrørene oppnås ønsket kapasitet

9. Mostadmark vv • 300 pe • Nanofiltrering og alkalisk filter • Råvann: Farge 70, <5 koli pr. 100 ml • Rentvann: Farge < 10, turb. ca 0,1 FNU • Kilden og membranfiltrering er de to hygieniske barrierene

10. Mostadmark vv

11. Hendelsesforløp • 12. november 2002: ca. 200 koli/100 ml i ledningsnettet til Mostadmark vv (Klebsiella oxytoca). ca. 110 koli/100 ml i råvannet. Antatt kilde; dyr • Epidemologisk undersøkelse viste økt risiko for oppkast/diaré • Anbefaling om koking, klorering av rentvann og på nettet • Etter en uke var det ikke koli på nettet. Anbefaling om koking opphevet etter 2 uker • MEN: koli påvist ut fra membrananlegget i 4 måneder

12. Tiltak • Desinfeksjon av rentvann (og nett) var effektivt • Intensivert membranvask ga ingen effekt • Desinfeksjon (sterkklorering) av membrananlegg ga ingen effekt • Tildekking av marmorfilter ga ingen effekt • Membranbytte løste problemet, Klebsiella oxytoca ble påvist på rentvannsiden av utskiftet membran

13. Brukt membran

14. Årsaker • Lekkasje i pakning eller membran • Ingen indikatorparametre eller driftsparametre som varslet om feil. Turbiditeten og fargen på rentvannet tilsa ikke at noe var galt. Dermed: At hygienisk barriere nr. 2 hadde sviktet fikk man først et varsel om når også barriere nr. 1 sviktet

15. Ask kommunale vannverkGjerdrum kommune

16. Ask kommunale vannverkGjerdrum kommune • Ask kommunale vannverk forsyner ca. 1000 abonnenter i Gjerdrum. Vannverkets to hygieniske barrierer utgjøres av beskyttelse av råvannskilden og av membranfiltreringstrinnet i vannbehandlingen. • 13.10.03 ble det påvist koliforme bakterier i rentvann fra vannverket. Årsaken ble påvist å være at den hygieniske barrieren i vannbehandlingen ikke var tilfredsstillende • Det ble raskt gjennomført tiltak for å sikre abonnentene mot å drikke et hygienisk tvilsomt vann. Disse tiltakene besto i klorering av vannet og en anbefaling til abonnentene om å koke drikkevannet. • Det er videre gjennomført en rekke tiltak som har hatt som formål å klarlegge årsakene til at membranfilteret ikke lenger utgjorde noen hygienisk barriere, å eliminere disse årsakene, samt å sikre at en ikke skal kunne få slike hendelser i fremtiden.

17. Ask kommunale vannverkGjerdrum kommune På eget initiativ gjennomførte kommunen testing av alle membraner. Testbenk for membraner

18. Ask kommunale vannverkGjerdrum kommune Hva fant man ved testene av membranene? • I flere av rørene var det gjennombrudd, dvs. høy farge på rentvannet, i den membranen som var lengst unna innløpet. • På noen av membranene var det en synlig skade nær mantlingen i den enden som var lengst unna innløpet. • Det var ikke gjennombrudd i noen av de andre tre membranene i noen av rørene. • På bakgrunn av at gjennombruddet har skjedd systematisk i den ene enden av membranrørene kan en konkludere med at det trolig har vært en systematisk belastningsskade som må ha sin årsak i design av membrananlegget. • I tillegg kan en ikke utelukke at defekte pakninger/O-ringer har bidratt til gjennombruddet.

20. Ask kommunale vannverkGjerdrum kommune Hva har man lært? • Membranene i et membrananlegg kan svikte • Det er nødvendig med stor fleksibilitet mht. å kunne sette membranrør ut av produksjon. Denne fleksibiliteten er viktigere jo større anlegget er. • Det må være prøvetakingsmuligheter på hvert membranrør • Fleksibiliteten bør bygges inn når anlegget er nytt • Automatisk overvåkning av kvaliteten på vannet ut fra de ulike membranrørene bør gjennomføres. UV-abs er en mulighet. Her gjenstår mye uttesting.

21. Indikatorparametre for hygienisk barrierevirkning Den andre barrieren i et vannverk må dokumenteres med indikatorparametre • Veilederen til drikkevannsforskriften • Turbiditetsmåling eller partikkeltelling anses som egnede driftsparametre for å påvise barrierevirkning • Erfaringer/synsing fra leverandører/vannverk/FoU • Partikkeltelling • UV-absorbans • Farge • Ledningsevne • Vannproduksjon • Indikatorparametrene må måles for hvert trykkrør! • Med mange trykkrør vil effekten av et gjennombrudd kamufleres dersom en måler på samlestokk

22. Ask kommunale vannverkGjerdrum kommune

23. Konklusjon • Ved både nye og eksisterende vannverk må det i større grad fokuseres på dokumentasjon av hygienisk barrierevirkning • Spesielt må det legges til rette for måling av vannkvalitet fra hvert membranrør

24. Norske vannverk med E.coli påvist i >5% av rentvannsprøvene i 2003 (fra Vannverksregisteret)