/ARTYKUŁ SPONSOROWANY/
W związku z możliwym wprowadzeniem do ścieków, a pośrednio do wód powierzchniowych, ponadnormatywnych ilości substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego, istnieje potrzeba działań prewencyjnych umożliwiających wczesne wykrywanie takich przypadków i szybkie reagowanie służb na powstałe zagrożenie.
W warunkach obecnie powszechnie stosowanych procedur pomiarowych, rozpoznawanie stanu wód oraz ścieków i ich ochrona przed zanieczyszczeniami jest nieadekwatna do możliwości jakie dają nowe technologie IT.
Nowe możliwości poprawy stanu wód może dać upowszechnienie technologii zbierania, przesyłania i przetwarzania danych o środowisku przez zastosowanie telefonii komórkowej i Internetu.
W Łukasiewicz – ITR opracowano, wykonano i testowano model urządzenia do monitoringu i sygnalizacji wybranych markerów ścieków w kanalizacji – urządzenia przeznaczonego dla osób zajmujących się bieżącą ochroną środowiska i pragnących ocenić aktualny stan ścieków na odległym obiekcie oraz model testera laboratoryjnego do ich serwisu i szkolenia użytkowników. Urządzenia umożliwiały komunikację poprzez sieć GSM.
Przyczynkiem do opracowania urządzeń były zdarzające się przypadki wprowadzania do sieci kanalizacyjnej ścieków powstałych w wyniku awarii przemysłowych (lub z usuwania ich skutków), albo ścieków powstałych z powodu pozbywania się do kanalizacji rozpuszczalnych w wodzie odpadów. Sytuacje takie występują, jak się sądzi, incydentalnie, ale ich skutkiem jest zwykle szybkie wprowadzenie do ścieków znaczących ładunków zanieczyszczeń. I tak, na przykład, awaria w galwanizerni może powodować przedostanie się do ścieków kąpieli trawiących zawierających do kilkuset gramów na litr metali ciężkich i silne kwasy lub alkalia. Lokalnie może to prowadzić do przekroczeń parametrów dopuszczalnych o kilka rzędów wielkości. Zanieczyszczenia, nawet po rozproszeniu w sieci, mogą powodować zakłócenia zamykających je biologicznych oczyszczalni ścieków. Tego typu zdarzenia, jak się sądzi, występują często, jednak przy obecnie stosowanych procedurach monitorowania nie są wykrywane.
Powszechnie stosowaną procedurą monitorowania ścieków w kanalizacji jest wyrywkowy pobór i analiza próbek dobowych ścieków. Monitoring dotyczy jednak tylko węzłów sieci, do których wprowadzający ma dostęp na mocy pozwolenia wodnoprawnego. W praktyce, w tym systemie, informacje o przekroczeniach uzyskiwane są rzadko i post factum – co utrudnia działania naprawcze, a nadzorem objęta jest niewielka część sieci.
Remedium na zastaną sytuację jest upowszechnienie monitoringu, w którym użytkownik lub kontroler może uzyskać informację o wielkości wskaźników stanu ścieków natychmiast po ich przekroczeniu, z dowolnego miejsca kraju, z użyciem powszechnie stosowanych smartfonów lub telefonów komórkowych.
Jak wspomniano, opracowany w Łukasiewicz – ITR monitor ścieków został dostosowany do pracy w trudnych warunkach kanalizacji miejskiej. Nie wymaga on montażu ingerującego w konstrukcję studzienek, ani specjalistycznego sprzętu. Przy zasilaniu bateryjnym może zbierać i przesyłać dane od kilku dni w roku do kilku miesięcy – w zależności od ustawionej przez użytkownika częstotliwości pomiarów i warunków propagacji sygnału GSM. Monitor posiada 5 wejść analogowych do podłączenia czujników i trzy wyjścia dwustanowe do zdalnej obsługi aparatów czyszczących czujniki i pobierających próbki. Urządzenie współpracuje z elektrodami dostosowanymi do pracy w zawiesinach. W zależności od przyjętego wskaźnika jakości ścieków, mogą to być np. elektrody jonoselektywne, elektrody do pomiaru przewodnictwa właściwego cieczy, czujniki temperatury. Typową konfigurację stanowią funkcje pomiaru: odczynu, przewodnictwa, temperatury ścieku i temperatury otoczenia oraz stanu zasilania. Terminalem do odbierania danych i konfigurowania urządzenia jest smartfon z dostępem do e-poczty lub telefon komórkowy do odbioru i nadawania wiadomości SMS.
Zastosowana metoda monitoringu nie wyczerpuje wszystkich możliwości technicznych IT i jest w stadium rozwoju. O jej wyborze zdecydowała relacja korzyści do kosztów. Korzyścią zastosowania urządzenia jest ciągłość nadzoru i zwiększenie prawdopodobieństwa wykrycia przekroczenia, co nie zwalnia od potrzeby weryfikacji danych i diagnozy przyczyny anomalii, w oparciu o doświadczenie użytkownika lub kontrolera i testy standardowe. Do wykonania testów standardowych (analiz chemicznych składu) pomocna jest funkcja zdalnego poboru próbek.
Wymienione efekty można uzyskać za cenę typowego przyrządu pomiarowego do kontroli ścieków i cenę dostępu do sieci GSM. Koszty te są pochodną zapotrzebowania potencjalnych użytkowników na wiedzę o środowisku i skali wymagań środowiskowych.
W celu upowszechnienia technologii i rozwoju urządzeń do monitoringu Łukasiewicz – ITR jest zainteresowany współpracą zarówno z przedsiębiorcami, instytucjami, organizacjami społecznymi jak i osobami indywidualnymi.
Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Tele- i Radio- techniczny jest Instytutem Badawczym kategorii A, prowadzącym kompleksowe i interdyscyplinarne badania naukowe i prace rozwojowe nad wysoko rozwiniętymi technologiami i innowacjami, które rokują realne możliwości wdrażania w wielu działach gospodarki. W działalności Instytutu dominują kierunki badań związane, między innymi, ze specjalizowanymi systemami teleinformatycznymi. Misja Instytutu jest realizowana poprzez prowadzenie prac naukowo-badawczych oraz przez aplikacje tych prac i przygotowanie ich do wdrożenia na skalę przemysłową. Instytut wdrożył, utrzymuje i doskonali System Zarządzania Jakością, zgodny z normą PN-EN ISO 9001:2015-10 i System Zarządzania Środowiskiem zgodny z Międzynarodową Deklaracją Czystszej Produkcji UNEP.
Jerzy Lenik, Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Tele- i Radiotechniczny (Łukasiewicz – ITR) e-mail: jerzy.lenik@itr.org.pl
