Optiske metoder for analyse av vannkvalitet i en selvrensende målecelle

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 kommende århundre. Bruken av vann må reduseres og alt forurenset vann skal renses før utslipp til ytre miljø. Overvåkning av vannkvalitet vil bli viktigere i årene som kommer. Overvåkning av industrielt utslipps-vann gjøres i hovedsak visuelt på stedet eller ved tidkrevende, analytisk utstyr i lab. Dette ønsker Pro Analysis å utfordre ved å utvikle fremtidens målere for vannkvalitet. Hovedutfordringen med manuelle lab-prøver er ikke mangel på kvalitet, men at analysene representerer vannets tilstand for et gitt tidspunkt. I beste fall utføres vannanalyser ved faste intervaller, i verste fall lenge etter at uhell eller ulykker er inntruffet. Man styrer ikke et skip ved å se i speilet - man ser fremover. Fremtiden trenger trygge løsninger som passer på at utslipp oppdages og stanses umiddelbart selv når alle er travle med andre viktige ting. Utslippskilder som kan potensielt kan forårsake alvorlige miljøskader samt viktige vannkilder bør har kontinuerlig overvåkning. Måleteknologien må dekke alle nødvendige tekniske krav og informasjonen må gjøres digitalt tilgjengelig for alle som trenger den. Pro Analysis har de siste 20 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. 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 totale utslippsmengder kan rapporteres direkte fra online måleutstyr for å både lette arbeidet samt å vise at industrien stadig blir flinkere. For å forbedre overvåkning av utslippsvann i oljesektoren skal ulike optiske målemetoder kombineres for å analysere et større spekter av uønskede komponenter. Dette vil gi et bedre beslutningsgrunnlag og kunne redusere ytterligere utslipp av oljer, kjemikalier og komponenter til hav. Måleprinsippene vil også bli vurdert for bruk i andre markeder hvor overvåking av vannkvalitet er viktig for helse, miljø og sikkerhet. Det er utført omfattende optiske design og simuleringer av lys-utbredelse i en lukket målecelle. Formålet har vært å kunne gjennomlyse en strømmende væske gjennom en celle for å både gjenkjenne og måle konsentrasjoner av ulike typer forurensende væsker som blandes inn i vannet. I hovedsak er det gjennomført innsamling av spektrale data mtp absorpsjonskarakteristikk av ulike væsker som kan forekomme brukt i industrielle applikasjoner. Prosjektet har videre produsert og testet de første prototypene av en målecelle med to optiske vinduer som renser seg selv med et minimum av energi-forbruk. Flere ulike modeller er konstruert, simulert og grundig evaluert. Omfattende simuleringsstudier av de akustiske egenskapene til målecellen har gitt dyp kunnskap i hvordan en slik celle kan mest effektivt fungere som bølgeleder for å rense de optiske vinduene. Det er også produsert flere prototyper av de mest gunstige designene for praktisk karakterisering. Arbeidet er utført i samarbeid med våre gode prosjekt-partnere. Prosjektet er nå avsluttet mtp utviklingspartnere og selskapet vil arbeide videre med kommersialisering av den utviklede teknologien. Prosjektet har gitt oss ny kunnskap og kompetanse som selskapet ønsker å anvende til nye produkter som kan hjelpe mot forurensing av utslippsvann fra ulike industrielle applikasjoner. Det har vært svært nyttig å samarbeide med både en norsk og en internasjonal FoU partner i prosjektet.

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 .