Hochdurchsatz-Wasserschadstoff-Analyse-System

Das Vorhaben eines Hochdurchsatz-Wasserschadstoff-Analyse-Systems verfolgt das Ziel, erstmals systematisch Techniken der Digitalisierung und der Künstlichen Intelligenz für die Wasserforschung nutzbar zu machen. Dazu soll ein System aus Hard- und Software konzipiert, installiert und betrieben werden, welches im Hochdurchsatz (Laborautomation) sehr viele verschiedene organische Wasserschadstoffe mit ebenfalls zahlreichen unterschiedlichen bzw. verschieden parametrierten, neuartigen Wasserbehandlungsverfahren behandelt. Die Behandlungs- und Schadstoff-Abbauverfahren sind ausnahmslos stromgetrieben und umfassen das Gebiet der sog. Advanced Oxidation Processes (AOP). Dabei soll das chemische Verhalten der Schadstoffe in den unterschiedlichen Verfahren, wie z. B. die Abbaukinetik, automatisiert und digital erfasst werden. Das System ist damit die Grundlage, um systematisch große, validierte und mit Metadaten angereicherte Datensätze zu erstellen, die als Arbeitsgrundlage für Techniken der künstlichen Intelligenz (KI), spezielle deep learning-Ansätze und künstliche neuronale Netzwerke für die Wassertechnologie benötigt werden. Das System muss daher einen hohen Anteil an Robotik und entsprechende Software-Lösungen beinhalten (Automatisierung und Datenbankschnittstellen).

Mit dieser Ausschreibung soll die Laborautomation des Gesamtsystems (Hochdurchsatz-Wasserschadstoff-Analyse-System) inklusive vier verschiedenen Reaktoren für 4 verschiedene Abbauverfahren (Ozonierung, Ultraschall-gestützter Abbau, UV-Oxidation, elektrochemische Oxidation) mit allen benötigten Geräten beschafft werden. Für die Ozonung soll eine Ozonkonzentration von ca. 0,1 mg O3/ 100mL Reaktionslösung realisiert werden. Neben einem Ozongenerator soll ebenfalls ein Ozonanalysator verbaut werden. Der Ultraschall-gestützte Abbau soll einerseits mit Hilfe einer Sonotrode mit einer Frequenz von 20 kHz, andererseits mittels eines Ultraschall-Flächenschwingers mit einer Frequenz von 850 kHz erfolgen. Hierzu werden neben der Sonotrode/Flächenschwinger ebenfalls die Ultraschall-Generatoren benötigt. Im UV-Reaktor sollen LEDs mit einer Wellenlänge von 240 und 320 nm mit bis zu 10 W/L mit steuerbarer Lichtleistung verbaut werden. Der Reaktor zur elektrochemischen Oxidation soll 2 bordotierte Diamantelektroden enthalten, an der mittels einer Spannungsquelle Gleichspannungen von ca. 10 V angelegt werden können. Die eingebaute Spannungsquelle soll auch einen drei-Elektrodenaufbau unterstützen.

Innerhalb der Laborautomation sollen jeweils 2 Reaktoren parallel betrieben werden. Ein Reaktor soll mit der nachgeschalteten (durch den Auftraggeber gestellten) LC-MS gekoppelt werden und somit eine direkte Analyse der Abbaugeschwindigkeitskonstante ermöglichen. Im zweiten Reaktor sollen parallel Reaktionen zur Bestimmung des TOC-Gehalts durchgeführt werden. Hierzu sollen zu festen Zeitpunkten Proben von ca. 10-20 mL entnommen und in bereitgestellte TOC-Gefäße gefüllt werden. Diese können dann händisch entnommen und vermessen werden.

Durch die implementierte Software soll nach der Probenaufgabe die Steuerung der für die Reaktionsführung erforderlichen Peripheriebauteile der Reaktoren wie beispielsweise Pumpen, UV-Lampen oder Temperierungsgeräte erfolgen. Über die universelle Probenahmeschnittstelle soll in vorgegebenen Intervallen ein Aliquot als Probe entnommen und dem Probenreservoir des Analysengeräts zugeführt werden. Probenahmezeiten und Reaktionsdauer sollen über ein Panel bzw. eine PC-Steuerung vorgegeben werden. Die Zuführung zum Analysengerät soll durch online-Aufgabe der Lösung erfolgen. Als Analysengerät wird ein Massenspektrometer (welches durch den Auftraggeber gestellt wird) gewählt, da hier eine sehr große Bandbreite an Analyten der Messung verfügbar gemacht wird und gleichzeitig eine zuverlässige und zweifelsfreie Bestimmung möglich ist. Das Massenspektrometer wird als LC-MS (engl.: liquid chromatography — mass spectrometry) betrieben, d.h. mit möglicher vorgeschalteter Flüssigchromatographie um eine adäquate Probenzuführung und Trennung der Analyten zu gewährleisten. Neben der Konzentrationsbestimmung der Analyten müssen auch vollumfängliche Untersuchungen hinsichtlich der entstandenen Abbauprodukte in Bezug auf Charakterisierung und Konzentrationsbestimmungen durchführbar sein.

Die Software des Automatisierungssystems muss mit der Software des Analysengeräts (LC-MS) dahingehend verknüpft werden, dass Startsignale zur Messung nach jeder erfolgreichen Probenahme/-aufgabe geliefert werden. Hierzu ist eine enge Abstimmung mit dem Hersteller des Analysengeräts bzw. klare digitale Schnittstellenbeschreibung (API) notwendig, um die vom Auftraggeber geforderte Kompatibilität bzw. Kommunikation der Anlagen zu erreichen. Die anschließende Auswertung des Analysensignals erfolgt auf Basis der produktspezifischen Auswertesoftware des Analysengeräts und liefert eine Konzentrationsangabe des Analyten in der Reaktionslösung zum Zeitpunkt tn. Diese Konzentrationsangabe wird zur Berechnung der Abbaukonstanten des jeweiligen Analyten verwendet. Die Abbaukonstanten sollen darauffolgend der Datenauswertung zugeführt werden.

Der Automatisierungs- und Steuerungssoftware kommt in der geplanten Anlage eine sehr große Bedeutung zu, da diese die Versuchsplanung und -vorbereitung, Versuchsdurchführung, Datenakquisition und -prozessierung realisieren und miteinander verbinden muss. Dies alles soll in einer übersichtlichen grafischen Benutzeroberfläche abgebildet sein. Die Software soll dem Anwender auch umfangreiche Möglichkeiten zur Anpassung und Konfiguration des Probenworkflows und zur Probenverwaltung und Konfiguration bieten. Bei den durchgeführten Versuchen ist die Nachverfolgbarkeit und Reproduzierbarkeit wichtig. In der Steuerungssoftware müssen deshalb das Loggen aller relevanten Prozessparameter und die Visualisierung von Prozessdaten in Echtzeit möglich sein. Die Software muss über eine SQL-Schnittstelle verfügen, um darüber alle relevanten Versuchs- und Probenparameter sowie Prozessdaten in einer SQL-Datenbank auf einem externen Datenbankserver zu speichern. Um die spätere Erweiterbarkeit des Systems zu gewährleisten, muss die Anbindung der einzelnen Komponenten der Anlage an die Steuerungssoftware über einen aktuellen Laborstandard zur Geräteautomatisierung erfolgen.

Bei der vorliegenden Ausschreibung handelt es sich um ein 2-stufiges Verfahren.

In dieser ersten Stufe — dem Teilnahmewettbewerb — werden auf der Grundlage der von den Bewerbern vorgelegten Erklärungen und Nachweise diejenigen geeigneten Bewerber ausgewählt, die zur Abgabe eines ersten Angebots aufgefordert werden. Die eigentliche Angebotsaufforderung erfolgt somit erst in der zweiten Stufe — der Angebotsphase. Es ist beabsichtigt, soweit eine hinreichende Anzahl von Teilnahmeanträgen geeigneter Bewerber vorliegt, 4 geeignete Bewerber zur Abgabe eines ersten Angebots aufzufordern.

Die Auswahl unter den Teilnahmeanträgen, die die formalen Anforderungen und die Mindestanforderungen erfüllen, erfolgt unter den Gesichtspunkten der Eignungskriterien unter Berücksichtigung der gemäß Abschnitt III.1.1) bis III.1.3) sowie III 2.2) und III 2.3) vorgelegten Unterlagen. Sollte die Prüfung der Teilnahmeanträge ergeben, dass mehr als 4 Bewerber die Anforderungen an die Eignung erfüllen, wird die Vergabestelle diejenigen Bewerber auswählen, die die Eignungsvoraussetzungen am besten erfüllen. Insgesamt kann ein Teilnahmeantrag eines Bewerbers maximal 17 Punkte erreichen. Die entsprechende Bewertung wird die Vergabestelle wie folgt vornehmen:

Bewertungskriterien:

In Abschnitt III.1.3):

a) Bewertung Anzahl qualifizierter Mitarbeiter: Maximal erreichbare Punktzahl sind hier 8 Punkte.

Ab) Tätigkeitsbereich Automation:

Für je 5 Mitarbeiter wird ein Punkt vergeben. Ab 20 Mitarbeitern der entsprechenden Qualifikation sowie Position wird die maximale Punktzahl (4 Punkte) vergeben.

Ac) Tätigkeitsbereich Laborautomation:

Für je 2 Mitarbeiter wird ein Punkt vergeben. Ab 8 Mitarbeitern der entsprechenden Qualifikation sowie Position wird die maximale Punktzahl (4 Punkte) vergeben.

Aa) Gesamtanzahl Mitarbeiter Unternehmen: Diese Angabe dient der Plausibilisierung der vorgenannten Angaben und wird nicht bewertet.

b) Referenzen:

Die Bewertung der Referenzen erfolgt in den folgenden Bewertungskategorien:

Projekte im Bereich Laborautomation (maximal 6 Punkte) oder Projekte im Bereich Automation in anderen Bereichen (maximal 3 Punkte).

Insgesamt können hier maximal 9 Punkte erlangt werden (Zum Erreichen der maximalen Punktzahl muss der Bewerber Referenzen vorlegen, die in allen Bewertungskategorien jeweils die Maximalpunktzahl erreichen).

Hinsichtlich der einzureichenden Referenzen kommt es der Vergabestelle insbesondere auf deren Qualität und deren Vergleichbarkeit hinsichtlich des vorliegend ausgeschriebenen Projektes und nicht auf die Quantität der Nachweise an. Ein Referenzprojekt kann auch für mehrere Bewertungskategorien herangezogen werden, wenn es mehrere Bewertungskategorien abdeckt. Jedoch kann je Bewertungskategorie über alle Einzelreferenzen hinweg nicht mehr als die oben angegebene Maximalpunktzahl je Bewertungskategorie erreicht werden. Das bedeutet, dass unabhängig von der Anzahl der eingereichten Referenzen nicht mehr als 9 Punkte erreicht werden können.

Bei der Bewertung der Referenzen werden die folgenden Kriterien berücksichtigt:

Erfolgreicher Projektabschluss:

— Erfolgreiche Abarbeitung gesetzter Meilensteine,

— Erfolgreiche Erreichung der Projektziele,

— Projektaufwand (vergleichbarer Projektumfang, Verhältnis von Leistungsumfang zu Projektaufwand).

Pro Kriterium werden in der Kategorie Laborautomation 2 Punkte vergeben, bei der Kategorie Automation in anderen Bereichen ein Punkt. Es ist den Bewerbern unbenommen, nicht abgeschlossene Referenzprojekte einzureichen, in diesem Fall würde dies in Teilbereichen zu einer schlechteren Bewertung führen, da die volle Punktzahl pro Kriterium nur für abgeschlossene Projekte erreicht werden kann.

Genaue Angaben zu den Fristen für die Einlegung von Rechtsbehelfen: