A ToxMate, a ViewPoint technológiai áttörése fordulópontot jelent a városi és ipari szennyvíztisztító telepekről és ivóvíztisztító telepekről származó kezelt vízben lévő mikroszennyező anyagok azonnali kimutatásában. A mérőrendszer egyik fénypontja a figyelemre méltóan pontos hőmérséklet-szabályozás, amely az SMC-vel való szoros együttműködés eredménye.
De mi a jelenlegi szabványos eljárás? A víztisztító telepek vezetői rendszeresen vesznek vízmintákat, amelyeket aztán elküldenek fizikai-kémiai elemzésre. Ennek a rendszernek számos hátránya van. Először is, ezek a célzott elemzések csak a mikroszennyező anyagok korlátozott választékát képesek kimutatni. Ezen túlmenően hosszú késedelemmel járnak, mivel nem folyamatosan végzik őket, és néha több napra, sőt hetekre van szükség az eredményekhez. Ezen elemzések költségei szintén jelentős akadályt jelentenek. A reagálóképesség hiánya komoly problémát jelent: nemcsak, hogy az anomáliákat csak jelentős idő elteltével észlelik, hanem a mikroszennyező anyagok korlátozott számára is vonatkoznak. Fontos megjegyezni, hogy az olyan forrásokból származó víz, mint a folyók vagy a felszín alatti vizek a mikroszennyező anyagok széles skáláját tartalmazhatják. Néha ezen anyagok kombinációja koktélhatást eredményezhet, ami még károsabb vegyületek kialakulásához vezethet.
Forradalom a vízminőség-értékelésben a ToxMate segítségével
A mikroszennyező anyagok kimutatásának területén a ToxMate valódi forradalmat jelent. Hogyan működik ez a figyelemre méltó innováció? A természetből merítve az ihletet, ez a találmány azon a megfigyelésen alapul, hogy a vízi élővilág rendkívül érzékeny az emberi szennyezésre. A ToxMate három vízi gerinctelen állatfaj - a gammaridák, a piócák és a radix - viselkedését elemzi, amelyek természetes módon vannak jelen az édesvízi környezetben. A készülék egy gépi látáskamerát használva, folyamatos áramlásban elemzi viselkedésüket. Ezek az élőlények bioindikátorként megbízhatóan és hatékonyan mutatják a vízszennyezés mértékét. Helyszíni tesztek bizonyították a ToxMate érzékenységét az anyagok keverékeire, ahol a hagyományos fizikai-kémiai érzékelők a vízben lévő molekulák részleges kimutatására korlátozódnak. Ezek a gerinctelen állatok a mikroszennyező anyagok jelenlétére reagálva módosítják viselkedésüket, például helyzetüket vagy mozgásukat. Az egyik nyilvánvaló példa erre az, ha elúsznak, de számos más példa is van. A ViewPoint kidolgozta e viselkedésmódok részletes feltérképezését az egyes szennyező anyagokkal kapcsolatban. Az INRAE-vel együttműködésben végzett többéves laboratóriumi kutatás és a ToxMate különböző környezetekben történő használata jelentős mennyiségű adatot eredményezett. Ezek az adatok segítenek értelmezni számos mikroszennyező anyag jelenlétét az organizmusok reakciói szempontjából.
Gerinctelenek viselkedésének elemzése látókamerák segítségével
A laboratóriumi eszköztől a bevált ipari berendezésig
A laboratóriumi eszköztől a bevált ipari berendezésig A ToxMate-et ma már városi és ipari szennyvíztisztító telepeken, valamint ivóvíz tisztítására használják. Frédéric Neuzeret, a ViewPoint termelési igazgatója elmagyarázza: "A célunk az volt, hogy egységesítsük az elemzési feltételeket. Minden paraméternek teljesen azonosnak kellett lennie, ha helyesen akartuk értelmezni a vízi gerinctelenek viselkedését". Számos kihívást kellett leküzdeni, például az infravörös fény használatával kapcsolatos látási problémákat és a szennyvíz hőmérsékletének szabályozását a különböző mintavételi körülmények között.
A ViewPoint az SMC-vel közösen egy megoldást valósított meg a vízhőmérséklet szabályozására egy 0,2°C fokos tűréshatárral rendelkező hűtő segítségével, körülbelül 1 l/perc áramlási sebesség mellett. Az ilyen pontos szabályozás biztosításához nem lehetett egyszerűen a csőcserélőnél mérni a hőmérsékletet, ezért úgy döntöttek, hogy szondákat helyeznek el a medencében, hogy a hűtő teljesítményét megfelelőbben és gyorsabban aktiválják. A medencében a hőmérséklet rétegzett, és a szondák pontosabb hőmérsékletmérést tesznek lehetővé az optimális szabályozás érdekében. A kommunikáció MODBUS-on keresztül történik RS-485-ön.
Technikai innovációk és szoros együttműködés
Frédéric Neuzeret ismerteti a legújabb innovációjukhoz vezető technikai hátteret: "A medencékbe szivattyúzott víz hűtéséhez vagy fűtéséhez hűtőberendezésre volt szükségünk. A piac alapos elemzése után az SMC megoldása bizonyult a legjobb választásnak, nemcsak páratlanul kompakt, hanem kivételes megbízhatósága miatt is. Ami igazán kiemelte az SMC-t, az a műszaki szakértelem és a személyre szabott megoldás kidolgozásában nyújtott támogatás volt. A hűtőkészülék robusztussága nagy előnynek bizonyult, és garantálta az egyenletes, megbízható teljesítményt.
E rendkívül fontos szempontok mellett az SMC-vel való együttműködés középpontjában egy kifinomult és pontos zárt hurkú hőmérséklet-szabályozó rendszer kialakítása állt. Ezt követően egy kifinomult zárt hurkú hőmérséklet-szabályozó rendszert fejlesztettek ki. Ez távoli szondákon alapul, amelyek jelzik a hűtőberendezés energiaigényét. A szivattyúzott víz egy szerpentines csőhőcserélőn halad át, mielőtt a tesztkamrába kerül, ahol gépi látáskamerák segítségével elemzik. Az SMC végezte a modellezést és a hőtechnikai számításokat a műanyag prototípusok megtervezéséhez és a tökéletesen stabil megoldáshoz. "Az SMC nagyon reaktív volt. Különösen akkor, amikor a termékhez való alkalmazkodásra volt szükségünk, mivel a szabványos hűtő csak belső érzékelőket használt. Az SMC nagyon gyorsan előállt egy megoldással a külső távérzékelőkhöz való csatlakoztatásra" - mondja végezetül Frédéric Neuzeret.
Az utolsó elem a rendszer ellenálló képessége a szennyezett vízzel szemben. Az alkalmazástól függően szükség lehet szűrésre. A túlzott szűrés részleges eredményeket hoz, míg az elégtelen szűrés eltömődéshez vezethet. A vízzel érintkező felületeket is hozzáigazították. Az egyik bevált megoldás az üveg használata volt, de ennek előállítása bonyolult volt. Az SMC ezért rozsdamentes acélból készült, teflonréteggel megerősített hőcserélőt javasolt, mivel a 316-os rozsdamentes acél önmagában nem volt elegendő, különösen a fémmaradványok esetében.
A ToxMate hatása a vízkezelésre
A ToxMate hatása a víztisztítási szektorra vitathatatlan. A riasztások akkor lépnek működésbe, amikor a vízben lévő mikroszennyező anyagok, gyógyászati anyagok vagy különböző kémiai anyagok koktéljának jelenlétéhez kapcsolódó toxikus hatásra reagáló organizmusokat észlelnek. A ToxMate riasztások gyakorlatilag azonnaliak, és a biomonitorozó állomások piacán a leghatékonyabbnak számítanak, lehetővé téve a toxicitási csúcsok reaktív kezelését.
A valós idejű mérés nyilvánvalóan óriási hozzáadott értéket jelent a vízkezelés minőségének fenntartása során. De ezen túlmenően maga az ipari folyamat is hatékonyabban, vagyis gazdaságosabban lesz irányítható. A vízkezelő üzemek már most is nagymértékben automatizáltak és digitális technológiát használnak, de a kezelés optimalizálásához még mindig hiányoznak a vízminőségre vonatkozó valós idejű információk. A fizikai-kémiai termékek mennyisége és az energiafogyasztás kétségtelenül jelentősen csökkenni fog. Emellett a ToxMate-tel együtt végzett elemzésekkel számszerűsíteni lehet a mezőgazdasági kijuttatásra használt iszap minőségét, anélkül, hogy az egészségügyi kockázatot jelentene. Ez lehetővé tette a szivattyúzási mentességek megadását vízhiányos időszakokban is, mivel bizonyította, hogy a kibocsátott termékek nem veszélyesek. Ez nyilvánvalóan alapvető fontosságú a gyártók számára, akik el akarják kerülni a termelés leállítását.
Egyszerű integráció és megbízható eredmények
A ToxMate integrálása a meglévő infrastruktúrába rendkívül egyszerű. Ha a célzott mikroszennyező anyagok ismertek, a folyamat még egyszerűbb. A szennyvíztisztító telepek esetében a vízben lévő anyagok változékonysága miatt nagyobb kihívást jelent. Mindazonáltal a kapott eredmények gyorsan megbízhatóvá válnak, és felbecsülhetetlen értékű adatokat szolgáltatnak az üzemeltetőknek a valós idejű vízminőség-ellenőrzéshez. Ez az előrelépés jelentős előrelépést jelent a víztisztító telepek automatizálása és digitalizálása terén, nagyobb ellenőrzést és a vízminőség felügyeletét kínálva, ami a termelés optimalizálásához elengedhetetlen szempont.
