En behandlingsbarhetsensor för vatten kvalitet övervakning och behandling

Forskningsprojekt, 2023 – 2028

Dagens dricksvattenproducenter står inför enorma utmaningar för att leverera hållbart vatten till en växande global befolkning trots en ökande vattenbrist, samtidigt måste de reducera sin förbrukning av kemikalier och andra begränsade resurser och minska avfalls- och utsläppsflöden som bidrar till miljöproblem. Att möta dessa utmaningar kommer att kräva nya modiga idéer och en mängd olika uppfinningar. En nödvändig innovation är att vattenproducenterna måste bli effektivare på att behandla det vatten de har.Sötvatten i våra primära vattenresurser - inklusive floder, sjöar och akviferer - innehåller en rad kemiska ämnen som måste avlägsnas av dricksvattenreningsverk. Några av dessa kemikalier är ofarliga och har ett naturligt biologiskt ursprung, medan andra är giftiga och härrör från mänsklig verksamhet, t.ex. petroleum och långlivade organiska föroreningar. Hur mycket av varje ämne som finns i vattnet varierar under året beroende på faktorer som nederbörd, biologisk aktivitet under sommaren och förorenande mänsklig verksamhet, som ofta är värst under de varmare månaderna när människor till en större grad befinner sig i och vid vattenresurser. Denna varierande cocktail av oönskade kemikalier i vattnet skapar problem för reningsverken eftersom olika kemikalier kräver olika typer av behandling för att avlägsnas.I reningsverken används flera på varandra följande processer för att avlägsna kemiska ämnen från vattnet. I en ideal värld skulle varje process drivas med maximal effektivitet baserat på en detaljerad förståelse av den rådande vattenkvaliteten och hur ämnen i vattnet kommer att påverka effektiviteten i varje process. I verkligheten har vattenproducenterna endast begränsad information om den kemiska sammansättningen av vattnet i sina reningsverk, eftersom det är för svårt eller dyrt att samla in tillräckligt med data för att ställa en tillräcklig diagnos.En viktig väg framåt är att förbättra de data som är tillgängliga för vattenreningsverken, så att de kan upptäcka när den kemiska sammansättningen av det vatten som kommer in i anläggningen förändras och besluta hur de ska agera i anläggningen för att upprätthålla eller förbättra behandlingseffektiviteten. Sensorer som kontinuerligt övervakar vattnet och ger diagnoser i realtid är en viktig del av lösningen. Detta projekt kommer att leverera nya sensorer och datavisualiseringar som hjälper vattenreningsverk att snabbt identifiera förändringar i vattnets kvalitet och behandlingsbarhet och agera så att processeffektiviteten maximeras. Fokus ligger på att förbättra hanteringen av tre viktiga processer: koagulering, där en minimal mängd kemikalier bör tillsättas för att få ämnen att hålla ihop och sjunka, adsorption: där filter som är utformade för att fånga upp och hålla kvar föroreningar måste bytas ut vid ett lämpligt intervall, och membranfiltrering, där membranen bör rengöras vid en lämplig frekvens. Detta projekt kommer också att leverera en sensor som hjälper en vattenskyddsorganisation att upptäcka förekomsten av skadliga petroleumprodukter och en plattform för att överföra denna information till nedströms vattenanvändare.