パイロット

npj クリーンウォーター 6 巻、記事番号: 52 (2023) この記事を引用

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6 オルトメトリック

メトリクスの詳細

飲料水 (DW) の品質は流通中に変化する可能性があり、味や臭いの事象、微生物の再増殖につながります。 これらの変化を理解するには、流通ネットワークを模倣したパイロット プラントが不可欠です。 配管材料、センサー、計器類を含む新しいパイロット プラントの設計を紹介します。 パイロットの 3 つの独立したループ (それぞれ 100 m) は同一の動作を示し、3 つの条件を同時にテストできます。 モニタリングには、味と匂いの化合物の形成、微生物の再増殖、溶存有機炭素の変化が含まれます。 リアルタイム測定により継続的なモニタリングが可能となり、パイプ内バイオフィルムのサンプリングも可能です。 パイロットのモジュール性により、配電ネットワークにおける DW 品質に対する気候変動の影響、さまざまな配管材料、および水源水の研究が容易になります。

顧客に対する飲料水 (DW) の品質を保証することは、DW 企業にとって不可欠です。 水の衛生的および美的品質は、生産、保管、流通中の原水における物理化学的プロセスおよび微生物プロセスの影響を受けます。 DW は製造後の無菌製品ではないため、DW 分配システム (DWDS) 内で微生物が再増殖し、有機成分や栄養素が変換されると、臭気や味の問題、濁り、変色、パイプ材料の損傷、および配管内の病原菌による汚染の可能性が生じる可能性があります。さまざまな環境パラメータの影響1、2。 安全かつ現実的な環境で品質の変化を研究するには、DWDS のパイロット プラントを使用できます。

このコミュニケーションでは、微生物群集、バイオフィルム形成、味と匂いのイベントを研究することを目的としたパイロットスケールの DWDS デザインを紹介します。 このパイロットには、オンラインモニタリング、揮発性有機化合物 (VOC) とバイオフィルムのサンプリング、モジュール式パイプセクションなどの革新的な機能が組み込まれています。 これらの機能を統合することで、DWDS 内の複雑なダイナミクスを詳しく調べることができます。 さらに、私たちの初期実験はシステムの再現性を実証し、その信頼性を強調しています。 重要なことは、サンプリングバルブの存在が細菌の組成に目立った影響を及ぼさないことを発見したことです。 これらの有望な結果は、将来の研究活動のための強力な基盤を築き、水質変化を引き起こす要因のより深い理解を促進し、効果的な緩和戦略への道を切り開きます。

パイロット設備は、3 つの同一ループの配管を含む 5.2 m × 2.6 m の構造で構成されます (図 1 および補足図 1)。 配管材料には、文献とフランダースのさまざまな DW 会社との協議の後、PVC-U が選択されました (補足図 2)。 このパイロットで使用されるすべての材料は、ベルギーの国家 DW 規制 (Belgaqua の Hydrocheck 要件) (Bode GmbH、ドイツ) に準拠しています。

構造物は5.2m×2.6mです。 3 つの同一のループが示されています。

各ループの直径は DN80、全長は 100 m の DN80 です。 結果として得られる表面積と体積の比は約 50 m-1 であり、有機製品を匂い、味、色、DBP に変換する際に十分な生物学的活性を持ち、5% 未満となるための最小値である 25 m-1 を大幅に上回っています。 25 L) サンプリング時の体積の偏差。 各ループには、ループの最初、中間、最後に 3 つの 4 m のパイプ セクションがあり、ボルト締めフランジ接続と LUG タイプのバタフライ バルブによって取り付けられます (補足図 1、赤い矢印)。 これらのバルブを使用すると、4 m セクションの配管を簡単に変更したり、他の配管材料をテストしたり、腐食した内面や成熟したバイオフィルムなどを備えた古い配管を設置して DW 品質への影響を調べることができます。

EA タイプの汚染防止逆止弁は、パイロット実験によって引き起こされる可能性のある汚染から建物内部の DW ネットワークを保護するために、パイロットの接続前に取り付けられています。 非透明の高密度ポリエチレン (HDPE) 1 m3 緩衝タンク (Mauser、ドイツ) を各ループの循環に使用できます。 これらの容器はパレットトランスポーターで簡単に交換できるため、さまざまなバッチの他の（飲料）水を接続して実験できます。