Optiske metoder for analyse av vannkvalitet i en selvrensende målecelle

Our future is dependent upon using and maintaining our global water resources. The World Economic Forum (WEF) lists access to clean drinking water as one of the largest global risk factors in the coming century. Monitoring of water quality will be increasingly important in the coming years. Today, water sampling is largely performed manually, and the samples analyzed in laboratories. Pro Analysis wants to challenge this by developing water quality monitors for the future. The main problem with manual lab sampling is not the quality of the measurement, it is that the sample only gives a picture of the water quality at a specific moment. In the best case the water sampling is performed at regular intervals, in the worst case long after an incident has occurred. A future goal should be that all industrial usage and discharge of water and all major water resources should have continuous monitoring. The measurement technology needs to adhere to all technical requirements and the information gathered needs to be digitalized and available for all that needs it. Pro Analysis has for the last 20 years developed state-of-the-art inline measurement equipment for the Oil and Gas sector and has been promoting an industrial change to using continuous measurement of "produced water". This will provide both the industry and government better control over what is released to sea and the environment. To improve monitoring of "produced water" in the oil and gas sector, we will combine a selection of optical measurements to analyze a wider specter of the unwanted components present in the water. This will give better process information and optimize production, and will reduce discharge of oil, chemicals and other components to the sea for such industrial applications. The applied measurement technology will be evaluated for use in other markets where monitoring of water quality is critical for health, safety and the environment. Extensive optical simulations of light propagation have been performed in a closed measuring cell as well as lab trials collecting spectral data for absorption characteristics of various liquids. The project has further produced and tested the first prototypes of a measuring cell with unique cleaning properties. Several revision prototypes have been designed, produced and validated based on extensive simulation studies of both the acoustic and optical properties of the measuring cell. This work has been carried out in collaboration with our project partners. The project has after a lot of research and simulations completed the development phase. The cleaning technology has been verified under laboratory conditions and development of an optical flow cell capable of detecting mutliple components in the water phase is established. The developed technology will now be further evaluated for commercial applications after the research project.

Prosjektet har lykkes med å demonstrere ultralyds-rensing av optiske flater en flowcelle. Et slikt konsept vil kunne anvendes til å muliggjøre ulike inline, online målekonsepter som krever lite oppfølging. Optiske målinger er typisk svært sensitive målemetoder men målinger i væsker er befengt med feilmåling pga tilskitning av målevinduer. Optisk dempning forårsaket av organisk groe eller forurensing av partikler eller klebrige komponenter i væsken vil typisk dempe lysutbredelse gjennom slike celler om det ikke anvendes en kvalitativ metode til å holde flatene rene. Slike metoder har generelt vært mekaniske roterende viskere eller annet med dårlig virkningsgrad og begrenset levetid. Ultralyds-konseptet som er utviklet i dette prosjektet krever ingen bevegelige deler og er både skånsom og effektiv over lang tid. Arbeidet har bidratt til kompetanse-heving hos alle deltakerne som har vært med i prosjektet. Det er også utviklet et optisk konsept for å gjennomlyse en slik målecelle som passer til rense-konseptet. Detektorer måler på spektral dempning for ulike bølgelengder og vil muliggjøre deteksjon av svært mange ulike komponenter. Flere ikke-fluoriserende væsker er kartlagt og flere vil bli analysert i tiden som kommer. Denne målecellen vil gi selskapet muligheter til å utvikle ulike multivariable måleceller for salg av analysatorer til nye markeder og applikasjoner innen vannforsyning, havbruk, vindkraft. Vi håper på en salgsvekst i perioden 2022-2026 og behov for nye ansatte innenfor disipliner som salg/marked, FoU og service / ettermarked. Prosjektresultatene vil kunne bidra til både nye produkter og prosjekter for mer nøyaktig og mer effektiv analyse av drikkevann og produsertvann. Tilgjengelig teknologi muliggjør bedre forståelse og bedre beslutninger. Prosjektet berører således flere av FN`s bærekraftsmål og vil bidra til bedre forvaltning av våre felles vannressurser.

Vår fremtid avhenger av at vi tar vare på og nyttiggjør oss av klodens vannressurser. World Economic Forum (WEF) lister tilgang på rent drikkevann som den største globale risikoen i det neste kommende århundre. Dette betyr at overvåkning av vannkvalitet vil bli viktigere årene som kommer. I dag gjøres svært mye vannanalyse ved manuelle prøver som manuelt analyseres på laboratorier. Dette ønsker Pro Analysis å utfordre ved å utvikle fremtidens målere for vannkvalitet. Målsetting for overvåkning av all vannkvalitet bør være at denne har måleteknisk høy kvalitet, leverer kontinuerlige digital måledata og at informasjonen er tilgjengelig for alle som trenger den. Utfordring med manuelle lab-prøver er ikke kvalitet, men at dette ikke er kontinuerlige målinger og således svært lite dekkende for vannkvaliten over tid. I beste fall utføres vann-analyser ved faste intervaller men i verste fall taes kun prøver etter at ulykker har inntruffet. Til sammenligning er utfordringene med tilgjengelig instrumentering / teknologi for overvåkning av vannkvalitet begrenset kvalitet. Pro Analysis har de siste 10 år utviklet state-of-the-art inline måleutstyr for O&G sektoren og vært en pådriver for at næringen skal gå over til kontinuerlig overvåkning av utslipp. Fordi dette gir både næring og myndigheter bedre kontroll på hva som slippes ut til hav og ytre miljø. Selskapet har også arbeidet aktivt for at slike utslippstall skal gjøres digitalt og ikke via manuelle lab-analyser. Nå planlegger selskapet utvikling av et måleinstrument basert på et strømningscelledesign der nye optiske målemetoder kombineres for å gi kontinuerlige måledata av høy kvalitet. Selskapet vil forske på renseteknologi og ny anvendelse av måleprinsipper. Målsetningen er å kunne detektere samtlige hydrokarboner fra lette smøreoljer til tunge asfaltprodukter, samt partikler, og viktige bruks-kjemikalier .