Zastosowanie czujników oleju w wodzie w zarządzaniu gospodarką wodną w Arabii Saudyjskiej

To bardzo konkretne i cenne studium przypadku. Ze względu na ekstremalnie suchy klimat i rozległy przemysł naftowy, Arabia Saudyjska stoi przed wyjątkowymi wyzwaniami i wyjątkowo wysokimi wymaganiami w zakresie zarządzania zasobami wodnymi, a w szczególności w zakresie monitorowania zanieczyszczeń wód ropą.

W dalszej części tekstu omówiono przypadek zastosowania czujników ropy w wodzie w Arabii Saudyjskiej do monitorowania gospodarki wodnej, w tym jego tło, zastosowania technologiczne, konkretne przypadki, wyzwania i przyszłe kierunki rozwoju.

1. Kontekst i zapotrzebowanie: Dlaczego monitorowanie obecności ropy w wodzie jest tak istotne w Arabii Saudyjskiej?

1. Ekstremalny niedobór wody: Arabia Saudyjska jest jednym z krajów o największym niedoborze wody na świecie, polegając głównie na odsalaniu wody morskiej i nieodnawialnych wodach gruntowych. Każda forma zanieczyszczenia wody, zwłaszcza zanieczyszczenie ropą naftową, może mieć katastrofalny wpływ na i tak już nadwyrężone zasoby wody.
2. Rozległy przemysł naftowy: Jako jeden z największych producentów i eksporterów ropy naftowej na świecie, Arabia Saudyjska prowadzi szeroko zakrojoną działalność w zakresie wydobycia, transportu, rafinacji i eksportu ropy naftowej, szczególnie w Prowincji Wschodniej i wzdłuż wybrzeża Zatoki Perskiej. Stwarza to bardzo wysokie ryzyko wycieków ropy naftowej i produktów naftowych.
3. Ochrona infrastruktury krytycznej:
   • Zakłady odsalania wody morskiej: Arabia Saudyjska jest największym na świecie producentem odsalanej wody. Jeśli ujęcia wody morskiej zostaną pokryte plamą ropy, może to spowodować poważne zatkanie i zanieczyszczenie membran filtracyjnych oraz wymienników ciepła, co może doprowadzić do całkowitego zatrzymania zakładu i wywołać kryzys wodny.
   • Systemy chłodzenia wodnego elektrowni: Wiele elektrowni wykorzystuje wodę morską do chłodzenia. Zanieczyszczenie ropą może uszkodzić urządzenia i wpłynąć na zasilanie.
4. Przepisy dotyczące ochrony środowiska i wymogi zgodności: Rząd Arabii Saudyjskiej, a w szczególności Ministerstwo Środowiska, Wody i Rolnictwa oraz Saudyjska Organizacja Norm, Metrologii i Jakości, ustanowiły surowe normy jakości wody, które wymagają ciągłego monitorowania ścieków przemysłowych, ścieków i zbiorników wodnych.

2. Zastosowanie technologiczne czujników oleju w wodzie

W trudnych warunkach Arabii Saudyjskiej (wysoka temperatura, wysokie zasolenie, burze piaskowe) tradycyjne, ręczne pobieranie próbek i metody analizy laboratoryjnej zawodzą i nie są w stanie sprostać potrzebie wczesnego ostrzegania w czasie rzeczywistym. Dlatego internetowe czujniki oleju w wodzie stały się kluczową technologią monitorowania gospodarki wodnej.

Typowe typy technologii:

1. Czujniki fluorescencji UV:
   • Zasada działania: Próbka wody jest naświetlana światłem ultrafioletowym o określonej długości fali. Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne i inne związki zawarte w oleju pochłaniają energię i emitują fluorescencję. Stężenie oleju szacuje się poprzez pomiar intensywności fluorescencji.
   • Zastosowanie w Arabii Saudyjskiej:
     • Monitorowanie okolic platform wiertniczych i rurociągów podmorskich: Stosowane w celu wczesnego wykrywania wycieków i monitorowania rozprzestrzeniania się wycieków ropy.
     • Monitoring wód portowych i przystaniowych: Monitoring zrzutu wody balastowej lub wycieków paliwa ze statków.
     • Monitorowanie odpływu wód opadowych: monitorowanie odpływu miejskiego pod kątem zanieczyszczeń ropą.
2. Czujniki fotometryczne na podczerwień (IR):
   • Zasada: Rozpuszczalnik ekstrahuje olej z próbki wody. Następnie mierzy się wartość absorpcji w określonym paśmie podczerwieni, która odpowiada absorpcji drgań wiązań CH w oleju.
   • Zastosowanie w Arabii Saudyjskiej:
     • Punkty zrzutu ścieków przemysłowych: Jest to uznawana na całym świecie standardowa metoda monitorowania zgodności i obciążania ściekami, z danymi możliwymi do obrony prawnej.
     • Monitorowanie dopływu/odpływu ścieków w oczyszczalni: zapewnienie, że jakość oczyszczonej wody spełnia normy.

3. Przypadki szczególnego zastosowania

Przypadek 1: Sieć monitorowania ścieków przemysłowych w mieście przemysłowym Jubail

• Lokalizacja: Jubail Industrial City to jeden z największych kompleksów przemysłu petrochemicznego na świecie.
• Wyzwanie: Setki firm petrochemicznych odprowadzają oczyszczone ścieki do wspólnej sieci kanalizacyjnej lub do morza. Zapewnienie przestrzegania przez każdą firmę limitów regulacyjnych jest kluczowe.
• Rozwiązanie:
  • Instalacja analizatorów oleju w wodzie wykorzystujących technologię podczerwieni na wylotach ścieków dużych fabryk.
  • Czujniki monitorują stężenie ropy w czasie rzeczywistym, a dane są przesyłane bezprzewodowo za pomocą systemu SCADA do centrum monitorowania środowiska Królewskiej Komisji dla Jubail i Yanbu.
• Wyniki:
  • Alarm w czasie rzeczywistym: Jeśli stężenie oleju przekroczy dopuszczalne limity, uruchamiane są natychmiastowe alerty. Dzięki temu służby ochrony środowiska mogą szybko zareagować, ustalić źródło problemu i podjąć odpowiednie działania.
  • Zarządzanie oparte na danych: Długoterminowe gromadzenie danych stanowi naukową podstawę zarządzania środowiskiem i kształtowania polityki.
  • Efekt odstraszający: zachęca przedsiębiorstwa do proaktywnego utrzymywania swoich obiektów do oczyszczania ścieków w celu uniknięcia naruszeń.

Przypadek 2: Ochrona wlotu do dużej instalacji odsalania wody morskiej Rabigh

• Lokalizacja: Zakład odsalania Rabigh na wybrzeżu Morza Czerwonego zaopatruje w wodę duże miasta, takie jak Dżudda.
• Wyzwanie: Zakład znajduje się w pobliżu szlaków żeglugowych, co stwarza ryzyko wycieku ropy ze statków. Dostanie się ropy do wlotu spowodowałoby uszkodzenia sprzętu warte setki milionów dolarów i zakłóciłoby dostawy wody do miasta.
• Rozwiązanie:
  • Utworzenie „bariery czujnikowej” wokół wlotu wody morskiej poprzez zainstalowanie monitorów z warstwą oleju fluorescencyjnego UV.
  • Czujniki zanurzone są bezpośrednio w morzu i stale monitorują stężenie ropy na określonej głębokości pod powierzchnią.
• Wyniki:
  • Wczesne ostrzeganie: zapewnia krytyczny czas ostrzegania (od kilku minut do godzin), zanim plama ropy dotrze do wlotu, umożliwiając zakładowi podjęcie działań w sytuacjach awaryjnych.
  • Zabezpieczenie dostaw wody: stanowi kluczowy element technologiczny w ochronie krajowej infrastruktury krytycznej.

Przypadek 3: Monitorowanie kanalizacji deszczowej w ramach inicjatywy inteligentnego miasta w Rijadzie

• Lokalizacja: Stolica Rijad.
• Wyzwanie: Spływ wód opadowych z miast może przenosić olej i smar z dróg, parkingów i warsztatów naprawczych, zanieczyszczając odbiorniki wodne.
• Rozwiązanie:
  • W ramach sieci monitoringu hydrologii inteligentnego miasta w kluczowych węzłach sieci odprowadzania wód deszczowych zainstalowano sondy do pomiaru jakości wody wieloparametrowej, zintegrowane z czujnikami oleju wykorzystującymi fluorescencję UV.
  • Dane są integrowane z platformą zarządzania miastem.
• Wyniki:
  • Wykrywanie źródeł zanieczyszczeń: Pomaga zlokalizować nielegalne zrzucanie oleju do kanalizacji.
  • Zarządzanie zlewnią: ocena stanu zanieczyszczeń rozproszonych, kierowanie planowaniem i zarządzaniem obszarami miejskimi.

4. Wyzwania i przyszłe kierunki rozwoju

Pomimo znaczących osiągnięć, zastosowanie czujników oleju w wodzie w Arabii Saudyjskiej napotyka na pewne wyzwania:

1. Adaptacja do warunków środowiskowych: Wysokie temperatury, wysokie zasolenie i biofouling mogą wpływać na dokładność i stabilność czujnika, wymagając częstej kalibracji i konserwacji.
2. Dokładność danych: Różne rodzaje oleju generują różne sygnały. Odczyty czujników mogą być zakłócane przez inne substancje obecne w wodzie, co wymaga inteligentnych algorytmów do kompensacji i identyfikacji danych.
3. Koszty operacyjne: Utworzenie ogólnopolskiej sieci monitorującej wymaga znacznych początkowych nakładów inwestycyjnych i ciągłego wsparcia operacyjnego.

Przyszłe kierunki:

• Integracja z Internetem Rzeczy (IoT) i sztuczną inteligencją (AI): Czujniki będą pełnić funkcję węzłów Internetu Rzeczy (IoT), a dane będą przesyłane do chmury. Algorytmy AI będą wykorzystywane do przewidywania trendów, wykrywania anomalii i diagnostyki usterek, co umożliwi predykcyjną konserwację.
• Mobilny monitoring za pomocą dronów/bezzałogowych jednostek nawodnych: uzupełnianie stałych punktów monitorowania poprzez zapewnienie elastycznych, szybkich badań rozległych obszarów morskich i zbiorników wodnych.
• Modernizacja technologii czujników: Opracowywanie trwalszych, dokładniejszych i odpornych na zakłócenia czujników, które nie wymagają stosowania odczynników.

Wniosek

Integracja czujników ropy naftowej w wodzie w Arabii Saudyjskiej z krajowym systemem monitorowania gospodarki wodnej stanowi modelowy przykład radzenia sobie z wyjątkowymi wyzwaniami środowiskowymi i ekonomicznymi tego kraju. Dzięki technologii monitorowania online w czasie rzeczywistym Arabia Saudyjska wzmocniła nadzór środowiskowy nad przemysłem naftowym, skutecznie chroniła niezwykle cenne zasoby wodne i infrastrukturę krytyczną oraz zapewniła solidne podstawy techniczne do osiągnięcia celów zrównoważonego rozwoju środowiska określonych w dokumencie Saudi Vision 2030. Model ten stanowi cenną lekcję dla innych krajów i regionów o podobnej strukturze przemysłowej i presji na zasoby wodne.

Możemy również zapewnić różnorodne rozwiązania dla

1. Przenośny miernik do pomiaru jakości wody wieloparametrowej

2. System boi pływających do pomiaru jakości wody o wielu parametrach

3. Automatyczna szczotka czyszcząca do wieloparametrowego czujnika wody

4. Kompletny zestaw serwerów i oprogramowania modułu bezprzewodowego, obsługuje RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN

Aby uzyskać więcej informacji na temat czujnika wody,

prosimy o kontakt z Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

Strona internetowa firmy:www.hondetechco.com

Tel.: +86-15210548582