ניטור רציף לזיהוי זיהומים ברשת המים

 אחד האמצעים העומדים לרשות ספקי המים כדי לזהות סכנה מתהווה ברשת המים, הוא ניטור רציף של פרמטרים לאיכות המים ומערכת אנליטיקה שמנתחת את הממצאים. בתאגידי המים  מותקנות כיום רק מעט מערכות כאלה, מאחר והן אינן מוגדרות ברגולציה כמרכיב הכרחי

כאשר חושבים על ביטחון מים, עולה אפשרות של פעילות טרור שעלולה לפגוע באיכות מי השתייה, למשל זיהום כימי או ביולוגי ברשת המים. אבל כאשר מתפעלים רשת מים רחבה, ישנם לא מעט אירועי זיהום משמעותיים, שיכולים לנבוע כתוצאה מרשלנות, תקלות טכניות או תפעוליות ואף אסונות טבע כמו רעידת אדמה, צונאמי ושטפונות.
בכל אחת מהסיטואציות הללו, אספקת מי השתייה שלנו יכולה להיפסק או שאיכות המים תיפגע באופן שיכול להיות אפילו קטלני.
בכדי להקטין את החשיפה לסכנה, יש צורך לזהות במהירות את נוכחות המזהם ברשת המים. אחד האמצעים העומדים לרשות ספקי המים הוא ניטור רציף של פרמטרים לאיכות מים. הניטור מאפשר למפעילי רשת המים לזהות סכנה מתהווה. בימים אלו נכתב תקן בין-לאומי בנושא ניטור רציף.
הפתרון של Blue I water technologies - BIWT מתבסס על רישות נקודות אסטרטגיות בתאגיד המים. מערכות הניטור המפוזרות לאורך רשת המים מודדות באופן מתמשך 6 פרמטרים לאיכות מים יחד עם מערכת אנליטיקה אשר מנתחת את הנתונים המתקבלים. עם הזמן, המערכת לומדת את ההתנהגות הטבעית של רשת המים, מזהה חריגות מהנורמה, לומדת ומקטלגת אירועי מים ויודעת לזהות טרנדים אשר היו אצל לקוחות אחרים, בכדי להתריע עליהם.
ה-Smart NRG, הוא הבקר אשר "מפוזר" לאורך רשת המים. הבקר יודע למדוד עד 7 פרמטרים בו-זמנית (כלור חופשי, כלור כללי, עכירות, טמפרטורה, pH, מוליכות ו-ORP [פוטנציאל חמצון חיזור]). הבקר יכול לעבוד עד שנתיים ללא חיבור לחשמל או תקשורת.


כל הנתונים הנמדדים יכולים להיות מוצגים על גבי מערכת ה-SCADA או על Smart Net, מערכת השליטה והבקרה של החברה.
לגבי הפרמטרים, הכלור החופשי מאפשר לנו להבין האם יש חומר חיטוי פעיל במים, ואילו הכלור הכללי מאפשר להבין האם ההכלרה של המים בוצעה כראוי וכמה מחומר החיטוי הושפע מחומרים אורגניים במים. נתון העכירות מאפשר להבין האם יש חומרים מרחפים במים, בעוד נתוני pH וטמפרטורה מלמדים אותנו על ערכי הכלור הנמדדים באלקטרודה וגם לאבחן פרמטרים נוספים הנוגעים לאיכות המים. לדוגמא כאשר ה-pH גבוה באזורים עם צנרת ישנה, יש סיכוי גבוה לשחרור של חומרי מבנה של הצנרת לתוך המים ויצירת "מים אדומים".
המוליכות חשובה מאחר והיא קשורה ישירות לריכוז מלחים מומסים וחומרים אורגניים כמו אלקליות, כלורידים, סולפידים ותרכובות קרבונט, מה שמאוד חשוב לנטר כאשר יש שימוש במי התפלה.
ה-Smart Insight היא מערכת האנליטיקה שפותחה על ידי ד"ר אייל בריל מחברת "מקבלי החלטות". המערכת משתמשת בחוקים שהוכתבו על ידי הלקוח, מנתחת את הקשר בין כל הפרמטרים הנמדדים, לומדת מאירועים קודמים, מזהה טרנדים קבועים ועל ידי כך גם מורידה את התראות השווא בכ-90% וגם מאפשרת זיהוי שינויים מהותיים באיכות המים מבעוד מועד. המערכת מבוססת על תקן ISO בין לאומי שנעשה במסגרת Israel NEWTech.


פרויקט מעיינות העמקים
הפרויקט יצא לדרך באפריל 2018, כאשר פריסת מערכות הניטור בפרויקט נעשתה ב-4 רשויות שונות ב-19 נקודות אסטרטגיות אשר נבחרו על פי דרישות התאגיד. לאחר התקנת הבקרים בשטח יחד עם הפעלת מערכת האנליטיקה, נדרשו כשלושה חודשי למידה למערכת האנליטיקה. לאחר תקופת הלמידה מתכנסים צוות BIWT ותאגיד המים פעם בחודש ובוחנים את הדו"ח החודשי המספק אינדיקציות לגבי טרנדים ואירועים שהיו במהלך החודש.
בנוסף למערכת הניטור, ניתן לחבר למערכת חיישנים נוספים כגון מדי זרימה, לחץ וכדומה. תאגיד מעיינות העמקים בחר לחבר 5 תחנות שאיבה למערכת, כאשר הפרמטרים שנמדדים הם לחץ בכניסה, לחץ ביציאה וזרימה. הסיבה העיקרית הייתה בכדי לבדוק האם המשאבות עובדות בחלק מהנקודות ללא צורך.
כאשר 19 בקרים מפוזרים לאורך רשת המים של התאגיד, מתקבלים כ-12 אלף פרמטרים חדשים בכל יום לגבי איכות המים. בתחילת הדרך הבקרים שולחים מספר עצום של התראות שווא, מאחר שהמערכת עדיין לא למדה את ההתנהגות הטבעית של הנקודות בהן היא מותקנת. לדוגמא - אם יש לנו אזור מסוים שיש בו עבודות תחזוקה קבועות, המערכת תציף את המשתמש בהתראות, מאחר ועבודות התחזוקה פוגעות בנתונים של רשת המים. ככל שהזמן עובר והנתונים זורמים למערכת, המודל הסטטיסטי משתפר ומאפשר להבין האם החריגה רגעית או משקפת בעיה אמיתית. תאגיד המים מבקש פידבק לגבי פרמטרים שחשובים לו בנקודות מסוימות, למשל רגישות יתר באזורים שחשובים לו (נקודות חיבור רשת המים למקורות, בתי ספר, בתי חולים, אזורי תעשייה וכדומה).
מספר דוגמאות לאופן טיפול בהתראות:
• התראות על טרנדים קבועים. אם יש קפיצה בעכירות שהיא לזמן קצר מאוד, ייתכן ואפשר להתעלם ממנה. אבל אם הקפיצה הזאת מתרחשת במרווחי זמן קבועים, ברור שמדובר בהתראת אמת שיש לחקור אותה.
• התראה מבעוד מועד על טרנד איטי אך קבוע. עכירות שמטפסת באיטיות אך באופן קבוע, תהפוך להתראת אמת גם כאשר הערך בתוך הרגולציה מאחר ויש חשש אמיתי שישנה בעיה מתפתחת.
• שינוי שסובב בין מספר פרמטרים, לדוגמא ירידה בריכוז כלור חופשי אינה בהכרח בעיה, אבל אם הירידה הזו מתרחשת יחד עם עליה בעכירות, יש סיבה אמיתית לבדוק את הנושא.
• התראה במספר תחנות עם "קשר מים" (המים שנמדדו בתחנת דגימה א' עוברים בהמשך לתחנת דגימה ב'). מוליכות גבוהה בנקודה א' תהפוך בסבירות גבוהה להתראת אמת, כאשר היא צצה שוב גם בנקודה ב'.
• שינוי לא עקבי במספר תחנות עם "קשר מים". עם הזמן המודל הסטטיסטי יודע לצפות מה יהיה הערך של פרמטר מסוים בתחנה ב' כאשר מדדנו אותו בתחנה א'. אם השינוי אינו תואם, תהיה התראה.
כמובן שגם אחרי כל הסינונים הללו ועוד הרבה ניתוחי אלגוריתמיקה אחרים, חלק מההתראות תהיינה בכל זאת התראות שווא, משלל סיבות. ככל שהזמן עובר והמערכת "לומדת" את רשת המים יחד עם קטלוג אירועים אקטיבי של התאגיד, כך נגיע מהר יותר למצב בו המערכת מודיעה כמעט אך ורק על התראות אמת. בתאגיד מעיינות העמקים כאשר המערכת החלה לעבוד, מספר ההתראות עמד על 513 בחודש. כבר לאחר 4 חודשי עבודה כמות ההתראות ירדה בכ-94%, כאשר רק 15% מההתראות היו התראות שווא.

דוגמא לטרנד איטי ועקבי של עליה בעכירות. רק אחרי חודש הייתה חריגה מהתקינה, אבל היה ברור הרבה לפני כן, שזה בדרך לשם

דוגמא


מאחר וה-Smart NRG (מערך הניטור) מופעל על ידי סוללות והתקשורת מבוצעת על ידי הרשת הסלולרית, אין כמעט מגבלה של מיקום הבקרים.
תמיד יש לזכור שחשוב לבצע תחזוקה לבקרים, מאחר וללא תחזוקה שוטפת לא יהיה שום ערך לתוצאות המערכת. סוללות מחליפים כל שנתיים, יש לכייל את האלקטרודות אחת לשבעה חודשים ולבקר בכל נקודה לפחות אחת לשלושה חודשים. מערכת האנליטיקה עוזרת גם בתחזוקה, מאחר והיא מנתחת את הנתונים באופן מתמשך ועקבי, ומהר מאוד מזהים שישנה בעיה בנקודה כל שהיא.
סיכום
כיום בתאגידי המים והרשויות המקומיות, מותקנות מעט מערכות ניטור רציף וזאת מאחר והרגולציה איננה מגדירה את הניטור הרציף כמרכיב הכרחי ברשת המים, אלא רק מחייבת דגימות ידניות, שרלוונטיות לרגע הדגימה. מה שקרה חמש דקות לאחר הדגימה, יתגלה רק לאחר 24 שעות במקרה הטוב וחודש במקרה הרע.
המערכת (ניטור + אנליטיקה) מאפשרת לתאגיד המים לדעת בכל זמן נתון, מה באמת איכות המים ברשת המים שבאחריותו. המודל הסטטיסטי של המערכת לומד את רשת המים, מצמצם למינימום את התראות השווא ואף יכול להתריע על אירועי מים חריגים מבעוד מועד.
This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
שי חיים – מנהל המוצרים והשיווק, Blue I Water Technologies.

הדפסה הורדה

לשאלות ופרטים נוספים

נא מלאו את פרטיכם ונציגינו ייצרו עמכם קשר בהקדם