Пилот

npj Чистая вода, том 6, Артикул: 52 (2023) Цитировать эту статью

671 Доступов

6 Альтметрика

Подробности о метриках

Качество питьевой воды (DW) может меняться в процессе распределения, что приводит к изменению вкуса и запаха и возобновлению роста микробов. Пилотные заводы, имитирующие распределительные сети, имеют решающее значение для понимания этих изменений. Мы представляем новый проект пилотной установки, включая материал трубопроводов, датчики и контрольно-измерительные приборы. Три независимых контура пилота (по 100 м каждый) ведут себя одинаково, что позволяет одновременно тестировать три условия. Мониторинг включает в себя образование соединений вкуса и запаха, возобновление роста микроорганизмов и изменения растворенного органического углерода. Измерения в режиме реального времени обеспечивают непрерывный мониторинг, а также возможен отбор проб биопленки из внутренней трубы. Модульность пилотного проекта облегчает изучение влияния изменения климата, различных материалов трубопроводов и исходной воды на качество ГВ в распределительной сети.

Гарантия качества питьевой воды (ПВ) для клиентов имеет важное значение для компаний, занимающихся ПВД. На гигиеническое и эстетическое качество воды влияют физико-химические и микробные процессы, протекающие в исходной воде, при производстве, хранении и распределении. DW не является стерильным продуктом после производства, поэтому возобновление роста микробов и преобразование органических компонентов и питательных веществ в системе распределения DW (DWDS) потенциально может привести к проблемам с запахом и вкусом, помутнению, обесцвечиванию, повреждению материала труб и возможному загрязнению болезнетворными микроорганизмами при влияние различных параметров окружающей среды1,2. Для изучения изменений качества в безопасной, но реалистичной среде можно использовать пилотные установки DWDS.

В этом сообщении мы представляем пилотный проект DWDS, направленный на изучение микробных сообществ, образования биопленок, а также событий вкуса и запаха. Этот пилотный проект включает в себя инновационные функции, такие как онлайн-мониторинг, летучие органические соединения (ЛОС) и отбор проб биопленки, а также модульные секции труб. Интегрируя эти возможности, мы можем внимательно изучить сложную динамику внутри DWDS. Кроме того, наши первоначальные эксперименты демонстрируют воспроизводимость системы, подчеркивая ее надежность. Важно отметить, что мы обнаружили, что наличие клапанов для отбора проб не оказывает заметного влияния на бактериальный состав. Эти многообещающие результаты закладывают прочную основу для будущих исследований, способствуя более глубокому пониманию факторов, вызывающих изменения в качестве воды, и прокладывая путь к эффективным стратегиям смягчения последствий.

Пилотная установка представляет собой конструкцию размером 5,2 м × 2,6 м, содержащую 3 одинаковых контура трубопроводов (рис. 1 и дополнительный рис. 1). В качестве материала трубопровода был выбран ПВХ-U после консультации с литературой и с различными компаниями DW во Фландрии (дополнительный рис. 2). Все материалы, используемые в этом пилотном проекте, соответствуют национальным правилам DW Бельгии (требованиям Hydrocheck от Belgaqua) (Bode GmbH, Германия).

Размеры конструкции 5,2 м × 2,6 м. Обозначены три одинаковые петли.

Каждая петля имеет диаметр DN80 и общую длину DN80 100 м. Полученное соотношение поверхности к объему составляет ~50 м-1, что значительно превышает минимум в 25 м-1, чтобы иметь достаточную биологическую активность в преобразовании органических продуктов в запах, вкус, цвет и ДАД3 и иметь <5% ( 25 Л) отклонение объема при отборе проб. Каждая петля имеет три секции труб длиной 4 м в начале, середине и конце петли, которые установлены с помощью болтовых фланцевых соединений и дроссельных заслонок типа ЛУГ (дополнительный рис. 1, красные стрелки). Эти клапаны позволяют легко заменять трубопроводы на участках длиной 4 м, проверять другие материалы труб или устанавливать старые трубы, например, с корродированной внутренней поверхностью или зрелой биопленкой, чтобы изучить ее влияние на качество DW.

Перед подключением пилота устанавливается противозагрязняющий обратный клапан типа EA для защиты внутренней сети ГВ здания от любого возможного загрязнения, вызванного пилотными экспериментами. В циркуляции каждого контура могут использоваться буферные емкости из непрозрачного полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) объемом 1 м3 (Mauser, Германия). Эти сосуды можно легко заменить транспортером для поддонов, чтобы можно было подключать различные партии другой (питьевой) воды для экспериментов.