Introduction to AMS and the THM-100 Systems that Enable the - PowerPoint PPT Presentation

Introduction to AMS and the THM-100 Systems that Enable the Optimisation of THM Control

Overview ¡ ¡ • AMS ¡History ¡& ¡Creden1als ¡ • Regulatory ¡Background ¡ • What ¡causes ¡Disinfec1on ¡By-­‑Product ¡Forma1on ¡ • Exis1ng ¡Paradigm, ¡and ¡need ¡for ¡Online ¡THM ¡Monitoring ¡ • Benefits ¡ • THM–100 ¡: ¡Organisa1on, ¡Features, ¡Accuracy ¡ • THM ¡Management ¡: ¡Costly, ¡Problema1c, ¡Cost/Benefit, ¡ Loca1ons ¡ 2

History and Background ¡ Aqua ¡Metrology ¡Systems ¡Limited ¡(“AMS”) ¡-­‑ ¡incorporated ¡in ¡UK, ¡March ¡2010 ¡ • From ¡predecessor ¡US ¡business, ¡Metara ¡Inc., ¡licensed ¡IP ¡ • Founding ¡team ¡working ¡together ¡for ¡over ¡10 ¡years, ¡Silicon ¡Valley, ¡California ¡ ¡ Technology ¡ Original ¡technology ¡for ¡online ¡water ¡analysis ¡and ¡contaminant ¡monitoring ¡for ¡semiconductor ¡ • industry ¡(parts ¡per ¡trillion) ¡ Applica1on ¡for ¡the ¡drinking ¡water ¡industry ¡launched ¡in ¡the ¡UK ¡in ¡2008, ¡and ¡independently ¡ • validated ¡in ¡conjunc1on ¡with ¡Severn ¡Trent ¡Services, ¡Analy1cal ¡Laboratories ¡ ¡ All ¡IP ¡secured ¡by ¡InternaGonal ¡Patents ¡ • 13 ¡issued ¡patents ¡ • A ¡PCT ¡Applica1on ¡specific ¡to ¡the ¡detec1on ¡of ¡THMs ¡in ¡potable ¡water ¡ ¡ Over ¡20 ¡operaGng ¡sites ¡worldwide ¡since ¡2010, ¡at ¡: ¡ • Water ¡u1li1es, ¡and ¡their ¡analy1cal ¡labs ¡ • Design ¡build ¡& ¡operate ¡par1es; ¡and ¡ • THM ¡remedia1on ¡technology ¡partners ¡ ¡ Global ¡network ¡of ¡distributors ¡and ¡agents ¡ 3

Regulatory Background Water ¡Supply ¡Regula1on ¡26, ¡DWI, ¡2010 ¡(England ¡& ¡Wales): ¡ ¡ “ Design, ¡operate ¡and ¡maintain ¡the ¡disinfec3on ¡process ¡so ¡ ¡ as ¡ to ¡ keep ¡ disinfec3on ¡ by-­‑products ¡ as ¡ low ¡ as ¡ possible ¡ ¡ without ¡ compromising ¡ the ¡ effec3veness ¡ of ¡ the ¡ disinfec3on ” ¡ ¡ ¡ The ¡ online ¡ THM-­‑100 ¡ monitor ¡ from ¡ AMS ¡ enables ¡ the ¡ achievement ¡of ¡RegulaGon ¡26 ¡with ¡minimum ¡operaGng ¡ and ¡capital ¡costs ¡in ¡the ¡water ¡treatment ¡process. ¡ 4

What Causes Disinfection By-Product Formation? DBPs ¡ Naturally-­‑Occurring ¡ ¡ Chlorine ¡Based ¡Compounds ¡for ¡ ¡ DisinfecGon ¡By-­‑Products* ¡ Organic ¡MaTer ¡(NOM ) ¡ Microbiological ¡DisinfecGon ¡ e.g.: ¡ e.g.: ¡ e.g.: ¡ -­‑ ¡Trihalomethanes ¡ -­‑ ¡Humic ¡Acids ¡ ¡ ¡ -­‑ ¡Chlorine ¡ -­‑ ¡Haloace1c ¡Acids ¡ -­‑ ¡Fulvic ¡Acids ¡ ¡ -­‑ ¡Hypochlorite ¡ -­‑ ¡Bromate ¡ ¡ -­‑ ¡Chlorine ¡Dioxide ¡ -­‑ ¡Chlorite ¡ DisinfecGon ¡By-­‑Products * ¡ ¡ ¡ -­‑ ¡known ¡DBPs: ¡Several ¡thousand ¡ -­‑ ¡Toxicologically ¡Reviewed: ¡>500 ¡ ¡ ¡ Regulated ¡in ¡Drinking ¡Water: ¡Several ¡classes ¡and ¡compounds ¡ - ¡Trihalomethanes ¡(Globally) ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ - Haloace1c ¡Acids ¡(in ¡US) ¡ ¡ ¡ ¡ www.ams-h2o.com 5 ¡

Paradigm Today – Grab Samples www.ams-h2o.com 6

Standard Method for DBP Laboratory Analysis Grab ¡Sample ¡Process: ¡prone ¡to ¡errors ¡ • (collec1on, ¡storage, ¡sample ¡prepara1on) ¡ Operator ¡collects ¡a ¡water ¡sample ¡ • Physically ¡delivers ¡it ¡to ¡the ¡lab ¡ • Skilled ¡technician ¡required ¡to ¡prepare ¡the ¡ • sample ¡ ¡ Sample ¡is ¡analysed ¡on ¡expensive ¡ • laboratory ¡equipment ¡(GC-­‑MS ¡or ¡GC-­‑ECD) ¡ Laboratory ¡results ¡are ¡reported ¡to ¡the ¡ • water ¡treatment ¡plant ¡in ¡3-­‑10 ¡days ¡(+) ¡ Water ¡u1lity ¡puts ¡the ¡report ¡in ¡a ¡binder ¡ • No ¡capability ¡to ¡use ¡results ¡to ¡adjust ¡ • treatment ¡process ¡ 7

Requirements for Effective Online THM Monitoring ¡ ¡ • ‘Real-­‑Time’ ¡ac1onable ¡results ¡ • Automated ¡& ¡unaeended, ¡ideal ¡for ¡remote ¡loca1ons, ¡ equipped ¡with ¡telemetry ¡ • High ¡sampling ¡frequency ¡ • High ¡accuracy, ¡high ¡repeatability ¡ • Self-­‑calibra1ng ¡ ¡ • THM ¡Specia1on ¡Analysis ¡(for ¡accuracy) ¡ • Specificity ¡for ¡THMs ¡(for ¡accuracy) ¡ • Integra1on ¡with ¡remedia1on ¡technologies ¡ 8

Benefits of an Online THM Monitor ¡ • Control ¡of ¡THM ¡Remedia1on ¡Opera1ng ¡Costs ¡ – Mi1ga1on ¡chemicals ¡(e.g. ¡coagulants, ¡alterna1ve ¡disinfectants) ¡ – GAC, ¡filters ¡and ¡membranes ¡ – Source ¡Water ¡blending ¡ – Sludge ¡removal ¡ – Energy ¡(e.g. ¡RO, ¡EDR, ¡Aera1on) ¡ • Enables ¡avoidance ¡of ¡unnecessary ¡capital ¡expenditure ¡ • Avert ¡regulatory ¡breaches ¡ • Improvement ¡in ¡Ofwat ¡OPA ¡scores ¡ • Reduced ¡manual ¡sampling ¡costs ¡ 9

Organisation of the THM-100 System ¡ W ¡– ¡2.0’ ¡(610mm) ¡ D ¡– ¡1.3’ ¡(406mm) ¡ H ¡– ¡5.0’ ¡(1524mm) ¡ Weight ¡– ¡100 ¡lbs ¡(45 ¡kg) ¡ Electronics ¡Cabinet ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Process ¡Cabinet ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Chemical ¡Cabinet ¡ 10

AMS THM-100 Automated, ¡Unaeended, ¡Online ¡ • 5-­‑200 ¡μg/L ¡range ¡for ¡TTHM ¡and ¡Dominant ¡Species ¡ • (Chloroform ¡or ¡Bromoform) ¡ Self-­‑Calibra1ng ¡(with ¡onboard ¡THM ¡Standards) ¡ • Typical ¡Accuracy: ¡< ¡5% ¡ • Typical ¡RSD: ¡< ¡2% ¡ • 80 ¡mins ¡throughput ¡ • Default ¡schedule: ¡6 ¡analyses ¡/ ¡day ¡(every ¡4 ¡hours) ¡ • 4-­‑20 ¡mA ¡telemetric ¡SCADA ¡no1fica1ons ¡ • USB ¡data ¡retrieval ¡+ ¡system ¡SW ¡upgrades ¡ • Quarterly ¡servicing ¡(at ¡default ¡sampling ¡schedule) ¡ • Facili1es: ¡Power, ¡Water ¡Drain, ¡CDA ¡(or ¡air-­‑compressor) ¡ • www.ams-h2o.com 11

THM-100 Principles of Operation Analysis ¡Steps ¡ THM-­‑100 ¡Process ¡Flow ¡ Draw ¡Finished ¡Water ¡Sample ¡ Fill ¡Reservoir ¡(Purge ¡Vessel) ¡ Extract ¡THMs ¡ Purge ¡Reservoir ¡and ¡Trap ¡THMs ¡ Concentrate ¡THMs ¡ Desorb, ¡Trap ¡and ¡Dissolve ¡THMs ¡into ¡ Reagents ¡ React ¡THMs ¡with ¡Reagents ¡ Ini1ate ¡the ¡Fujiwara ¡Reac1on ¡ Measure ¡change ¡in ¡Absorbance ¡ Spectrophotometric ¡Detec1on ¡at ¡540 ¡nm ¡ Determine ¡Concentra1on ¡of ¡the ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Quan1ta1ve ¡Determina1on ¡of ¡dominant ¡ dominant ¡THM ¡and ¡TTHM ¡ THM ¡and ¡TTHM ¡Concentra1ons ¡ Report ¡TTHM ¡and ¡CHCl 3 /CHBr 3 ¡ Make ¡Results ¡Available ¡on ¡the ¡System ¡and ¡ via ¡4-­‑20 ¡mA ¡Telemetry ¡ www.ams-h2o.com 12

) ¡ Data Reliability: Online THM-100 vs. Labs ¡ • 5 ¡US-­‑EPA ¡Accredited ¡Labs ¡& ¡3 ¡THM-­‑100 ¡Monitors ¡ • Sample ¡Water ¡Spiked ¡at ¡TTHM ¡79.5 ¡ug/L ¡(60% ¡CHCl 3 ) ¡ ¡ THM-­‑100 ¡1 ¡ THM-­‑100 ¡2 ¡ THM-­‑100 ¡3 ¡ Lab ¡1 ¡ Lab ¡2 ¡ Lab ¡3 ¡ Lab ¡4 ¡ Lab ¡5 ¡ 30 ¡ 30 ¡ 20 ¡ 20 ¡ % Error CHBr1-3 % Error CHBr1-3 10 ¡ 10 ¡ 0 ¡ 0 ¡ -­‑10 ¡ -­‑10 ¡ -­‑20 ¡ -­‑20 ¡ -­‑30 ¡ -­‑30 ¡ -­‑30 ¡ -­‑20 ¡ -­‑10 ¡ 0 ¡ 10 ¡ 20 ¡ 30 ¡ -­‑30 ¡ -­‑20 ¡ -­‑10 ¡ 0 ¡ 10 ¡ 20 ¡ 30 ¡ % Error CHCl3 % Error CHCl3 13

Data Reliability: Online vs. Grab-Samples (WTW & SR) 90 ¡ WTW ¡: ¡THM-­‑100 ¡ 80 ¡ WTW ¡: ¡Grab-­‑Sample ¡ THM ¡Zone ¡ Storage ¡Reservoir ¡1 ¡ 70 ¡ Storage ¡Reservoir ¡2 ¡ Storage ¡Reservoir ¡3 ¡ 60 ¡ TTHM (ug/L) 50 ¡ 40 ¡ 30 ¡ 20 ¡ 10 ¡ 0 ¡ 17-­‑Apr ¡ 1-­‑May ¡ 15-­‑May ¡ 29-­‑May ¡ 12-­‑Jun ¡ 26-­‑Jun ¡ 14