Erkennung von Öl, Kohlenwasserstoffen und Verschmutzung im Flusswasser

Einführung

In dieser Studie werden wir untersuchen, wie der MS1200-Analysator für Öl in Wasser / VOC / Kohlenwasserstoff von kommunalen Wasserunternehmen in Großbritannien verwendet wurde. Insbesondere werden wir zeigen, wie das Instrument zur Überwachung von Verschüttungen und Kontaminationsereignissen verwendet wurde, die sich auf das Quellwasser auswirken, und wie diese Erkennung für die betroffenen Wasserunternehmen von Vorteil war.

Wir werden uns auch einige Grafiken ansehen, die zeigen, welche Art von Reaktion bei verschiedenen Arten von Ereignissen zu erwarten ist, und wir werden auch kurz diskutieren, welche nachfolgenden Maßnahmen die Wasserunternehmen ergreifen können, und einige technische Details in Bezug auf diese Anwendung.

Fallstudie - Schutz einer Wasseraufnahme vor Kerosinverschüttung

Die Wasseraufnahme speist eine 300 m entfernte Wasseraufbereitungsanlage.

Es befindet sich in einer ländlichen Gegend mit Problemen mit hohem Ammoniakgehalt aus abfließendem Oberflächenwasser (Dünger und Vieh). Das Wasser weist je nach Niederschlag weitreichende Trübungsgrade auf. Die Umgebungstemperatur und die Durchflussmenge variieren aufgrund der Geografie ebenfalls stark.

Der Fluss befindet sich in einem steilen Tal und eine Hauptstraße verläuft über eine lange Strecke parallel zum Fluss, wobei die Wahrscheinlichkeit hoch ist, dass Unfälle zu einer Verschmutzung führen.

Die mangelnde Gasversorgung bedeutet auch, dass es viele Bauernhöfe und Häuser gibt, in denen Kerosin zum Heizen sowie Dieselkraftstoff für landwirtschaftliche Fahrzeuge verwendet und gelagert wird. Umweltverschmutzungen durch diese Quellen sind häufig und werden normalerweise nicht gemeldet.

Die Aufnahme ist auch anfällig für das illegale Abladen von Produkten auf Erdölbasis.

Leider ist die Wasserversorgung von diesem Standort aufgrund der geografischen Lage des Gebiets und des Fehlens einer alternativen Wasserversorgung für den Fall, dass die Aufbereitungsarbeiten durch einen Verschmutzungsvorfall beeinträchtigt werden, für das Wasserunternehmen von entscheidender Bedeutung.

Das Wasserunternehmen installierte 2013 einen von Multisensor Systems gelieferten VOC-Analysator als Teil einer Reihe von Instrumenten zum Schutz des Einlasses. Zuvor hatte das Unternehmen die Produkte von Multisensor erfolgreich eingesetzt, um auf eine große Kerosinverschüttung zu reagieren, die den Grundwasserleiter an anderer Stelle in ihrer Region bedrohte.

Die mangelnde Empfindlichkeit gegenüber Änderungen der Trübung des Flusswassers war ein Schlüsselfaktor bei der Auswahl der Multisensor-Technologie gegenüber anderen, z. B. optisch basierten Systemen, die von Natur aus anfällig für falsche Messwerte und für Geräteausfälle in trübem Wasser sind.

Nach einigen Monaten sah der Analysator ein Ereignis, das die Site schloss. Die Handlung davon ist unten zu sehen. Dieses Ereignis klärte sich nur langsam und war auf das Verschütten von Kerosinheizöl zurückzuführen. Der Konzentrationsanstieg ist bis zu dem Punkt zu sehen, an dem die Pumpen ausgeschaltet wurden, um Schäden an der Anlage zu vermeiden. Nach dem Vorfall wurden die Pumpen wieder eingeschaltet und der normale Betrieb wieder aufgenommen.

Die Installation des Instruments wurde ohne Probleme abgeschlossen und die Integration in das SCADA-System des Kunden über die 4-20-mA-Verbindung war nach korrekter Skalierung problemlos möglich.

Das einzige Problem, das vor Ort aufgetreten ist, war die Sauberkeit des Futters zum Probentank, der in dieser Anwendung einmal im Monat gereinigt werden muss. Dies wurde behoben, indem der Druck der Zufuhr zum Probentank erhöht, redundante Zusatzkomponenten entfernt und interne Verfahren aktualisiert wurden, um den Reinigungsprozess einzuschließen.

Das Instrument arbeitet seit der Veranstaltung und dem anschließenden geplanten Service ohne Unterbrechung weiter.

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Fallstudie - Überwachung in einem Bohrloch

Das Bohrloch befindet sich in einem städtischen Gebiet im Süden Englands und versorgt die Kunden vor Ort mit Wasser.

Das Bohrloch wurde in Schichten versenkt, wodurch das Wasser einen hohen Eisengehalt aufweist, was die Trübung des einströmenden Rohwassers erhöht. Darüber hinaus gibt es das Problem der Kontamination durch Verschütten von Kohlenwasserstoffen, insbesondere durch einen örtlichen Kraftstoffhändler. Infolgedessen wurde der Standort als risikoreich eingestuft und die VOC-Überwachung festgelegt.

Der Multisensor MS1200 war in dieser Anwendung aufgrund seiner berührungslosen Messtechnik und seiner Immunität gegen den Zustand des zu testenden Wassers erfolgreich.

Anfänglich wurde ein Instrument verwendet, das UV-Fluoreszenz als VOC-Sensortechnik verwendete. Es wurde schnell klar, dass diese Art von System den hohen Eisengehalt des Wassers nicht bewältigen konnte, was dazu führte, dass sich Eisenoxid auf den optischen Komponenten ablagerte, was innerhalb weniger Tage zum Ausfall des Instruments führte. Die örtliche Wasserversorgung hatte das Instrument wiederholt neu einrichten und kalibrieren lassen, aber es fiel immer wieder sehr schnell aus.

Nach einiger Zeit wurde das UV-Fluoreszenzsystem zugunsten der Multisensorsysteme MS1200 aufgegeben. Dies war Anfang 2015. Der MS1200 wurde installiert und in Betrieb genommen und dann mit unterschiedlichen Konzentrationen von Diesel in Lösung im zu testenden Wasser bis zu 20 ppb herausgefordert. Dieser Test wurde erfolgreich bestanden.

Seit der Installation war der MS1200 vor Ort zu keinem Zeitpunkt außer Betrieb.

Die mangelnde Empfindlichkeit gegenüber Änderungen der Trübung des Wassers war ein Schlüsselfaktor bei der Auswahl der Multisensor-Technologie gegenüber anderen, z. B. anderen optisch basierten Systemen, die von Natur aus anfällig für falsche Messwerte und Geräteausfälle in trübem Wasser sind. Die Verwendung der E-Nasen-Technologie durch Multisensoren macht ihre Produkte trübungsunempfindlich und äußerst zuverlässig.

Der MS1200 zeigt normalerweise Werte von 0 bis 30 ppb an und dient zur Steuerung der Pumpe, sodass die Pumpen bei erhöhten VOC-Werten im Wasser automatisch ausgeschaltet werden können. Der MS1200 ist seit mehr als einem Jahr störungsfrei und muss nur alle sechs Monate gewartet werden. Das Wasserunternehmen hat auch damit begonnen, den MS1200 an anderen Standorten sowohl für Grundwasser- als auch für Oberflächenwasseranwendungen einzuführen.

Fallstudie - Schutz der Flussaufnahme

Diese Aufnahme befindet sich in den East Midlands. Der Einlass speist ein 1 km entferntes WTW. Die Aufnahme ist lizenziert, um jährlich 60 Millionen Liter zu extrahieren.

Der Fluss weist je nach Niederschlag weitreichende Trübungsgrade auf.

Der Fluss wird von leichten Seeschiffen zum Vergnügen genutzt und von Straßen überquert. Es ist auch anfällig für das illegale Dumping von Produkten auf Erdölbasis.

Das örtliche Wasserunternehmen hat nach umfassenden Tests im Jahr 2011 zwei von Multisensor Systems gelieferte VOC-Analysegeräte installiert. Dies war ein Upgrade eines früheren Systems, das ebenfalls von Multisensor Systems bereitgestellt wurde. Die mangelnde Empfindlichkeit gegenüber Änderungen der Trübung des Flusses war ein Schlüsselfaktor bei der Auswahl der Multisensor-Technologie gegenüber anderen wie optisch basierten Systemen, die von Natur aus anfällig für falsche Messwerte und Geräteausfälle in trübem Wasser sind.

Der Fluss hat nur wenige bedeutende Ereignisse mit aufgezeichneten Kohlenwasserstoffgehalten von bis zu 5 ppb gesehen.

Die Hauptprobleme waren die Sauberkeit des Probentanks, der in dieser Anwendung einmal im Monat gereinigt werden muss. Eine Veranstaltung im Jahr 2016 ist unten dargestellt. Hier ist ein deutlicher Peak bei VOCs im Wasser zu sehen. Das Ereignis war nicht hoch genug, um die Behandlungsarbeiten automatisch zu schließen, zeigt jedoch die Empfindlichkeit der Ausrüstung gegenüber jedem Ereignis, in diesem Fall einem Ereignis, das kurzfristig war und schnell vorüberging.

Was tun im Alarmfall?

Der Multisensor VOC Analyzer

Wie wir in den vorherigen Fallstudien gesehen haben, ist es sehr wahrscheinlich, dass ein Analysegerät, sobald es eingerichtet und in Betrieb ist, irgendwann während des Betriebs ein Kontaminationsereignis erkennt. Welche Optionen stehen der Wasseraufbereitungsanlage zur Verfügung, sobald der Analysator ein Ereignis erkennt? Unten finden Sie eine nicht vollständige Liste

1. Schützen Sie die Wasseraufbereitungsanlage
   Der erste Schritt besteht offensichtlich darin, die Wasseraufnahme automatisch zu schließen und zu verhindern, dass das Wasser die Wasseraufbereitungsanlage erreicht. Dies erfolgt normalerweise durch Stoppen der Wasserentnahmepumpen und / oder Umleiten des kontaminierten Wassers über ein Ventil zu einem Rückhaltetank oder zurück in den Fluss, wenn keine anderen Optionen verfügbar sind
2. Untersuchen Sie das Ereignis
   Der zweite Schritt besteht normalerweise darin, umgehend eine Untersuchung einzuleiten, um die Ursache des Verschmutzungsereignisses zu ermitteln (manchmal handelt es sich um einen echten Unfall, manchmal um eine böswillige Handlung). Schnelle Maßnahmen sind erforderlich, um potenzielle Schuldige wie eine illegale Entlassung aus einer Fabrik oder von Privatpersonen zu identifizieren​​
3. Aufräumarbeiten
   Im Falle einer erheblichen Verschüttung, die beispielsweise einen Grundwasserleiter beeinträchtigen könnte, können bei Reinigungsarbeiten der kontaminierte Boden ausgegraben, einige unterirdische Barrieren (in Form einer Mauer) usw. angebracht werden
4. Risikoabschätzung
   Sobald der Notfall behoben ist und sich das Gesamtbild ergibt, ist es jetzt an der Zeit, eine Risikobewertung vorzunehmen und die Wahrscheinlichkeit zu definieren, dass ein ähnliches Ereignis im selben Gebiet oder in anderen Bereichen, die für die Wasserversorgung von Interesse sind, erneut auftritt
5. Risikomanagement und -reduzierung
   Schließlich kann eine Reihe von Schritten unternommen werden, um das Risiko (Sperrzonen, kontrollierte Bereiche) zu verringern und das Risiko zu steuern, indem beispielsweise zusätzliche Überwachungspunkte vor und / oder nachgelagert hinzugefügt werden

Da Wasserunternehmen in einem sich ständig ändernden Umfeld tätig sind, sollte die Risikobewertung ein wiederholter Prozess und Teil eines laufenden Verbesserungsprogramms sein.

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Unerwartete Ergebnisse mit einem VOC-Analysator

Sehr oft gehen Kunden, die einen VOC-Analysator installieren, davon aus, dass sie Wasser aus einem relativ sauberen Gewässer entnehmen, das vor unerwarteten Verschmutzungsereignissen geschützt werden muss. Unsere Erfahrung auf Hunderten von Websites zeigt jedoch, dass dies in den meisten Fällen der Fall ist, in einigen Fällen jedoch bereits eine relativ hohe Hintergrundkontamination auftrat, die dem Kunden nicht bekannt war.

Dies geschieht normalerweise, wenn die Kontamination auf einige exotische Kontaminanten zurückzuführen ist, die bei der Routineanalyse nicht erkannt werden. Tatsächlich suchen Routinetests normalerweise nach einer Reihe weit verbreiteter VOCs wie Benzol, Toluol, Gesamtxylol, Trichlorethylen usw., und diese Tests liegen normalerweise im Bereich von Hunderten von Pfund. Wenn es andererseits erforderlich ist, alles zu wissen, was im Wasser vorhanden ist, sollte eine vollständige chemische Analyse durchgeführt werden, die einige Zeit in Anspruch nimmt und vor allem viel teurer ist (1000 bis 2000 GBP).

Schlussfolgerungen

Unser MS1200 Total VOC-Monitor ist ein Breitband-Erkennungsmonitor, mit dem Wasserunternehmen nicht nur Verschmutzungsereignisse und Verschüttungen erkennen, sondern auch ihre Wasserentnahmepunkte besser verstehen können.

Durch die Verwendung der Überwachung wird das Risiko gemindert, und obwohl nicht jeder Abstraktionspunkt anfällig für Verschüttungen ist, sind dies viele und die Kosten für ein solches Ereignis sind sehr hoch.

Der Einsatz dieser Technologie in Verbindung mit Risikobewertungsverfahren und Risikomanagementplänen kann Wasserunternehmen dabei unterstützen, ihre Wasserreserven zu schützen und Probleme aufgrund von Versorgungsunterbrechungen, Kontamination von Vermögenswerten, finanziellen Sanktionen und Reputationsschäden des Wasserunternehmens zu vermeiden.

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