Аннотация Рост промышленности и населения за последние несколько десятилетий стал критическим фактором ухудшения качества воды. Некоторые газы, выделяемые водоочистными сооружениями, токсичны и огнеопасны, и их необходимо идентифицировать, например, сероводород, углекислый газ, метан и угарный газ. Системы мониторинга качества воды должны быть разработаны для соответствия правовым, экологическим и социальным требованиям. Мониторинг качества воды затруднен изменчивостью, природой и низкими концентрациями загрязняющих веществ, которые необходимо обнаруживать. Газ, выделяемый в результате этих процессов очистки, играет важную роль в очистке, мониторинге и контроле воды. Газовые датчики могут использоваться в качестве устройства безопасности в процессе очистки воды. Газовые датчики получают входные сигналы в виде химических, физических и биологических стимулов и преобразуют их в электрические сигналы. Газовые датчики могут быть установлены в различных процессах очистки сточных вод. В данном обзоре представлены современные достижения, важные разработки и технологические достижения, которые привели к разработке газовых датчиков для оценки качества воды. Обсуждается роль газовых датчиков в поддержании и контроле качества воды, а также дается краткий обзор различных аналитов, технологий их обнаружения и сенсорных материалов с описанием их преимуществ и недостатков. В заключение дается краткий обзор и прогноз будущих направлений применения газовых датчиков в контроле и контроле качества воды.
Ключевые слова: Газовый датчик/Качество воды/Очистка воды/Сточные воды/Химическое потребление кислорода/Биологическое потребление кислорода
Введение
Одной из наиболее значительных экологических проблем, стоящих перед человечеством, является растущее глобальное загрязнение водных ресурсов тысячами природных и промышленных соединений. Оно стало более заметным в последние десятилетия из-за глобализации, индустриализации и резкого роста населения. Около 3,4 миллиарда человек не имеют доступа к чистой питьевой воде, что коррелирует с более чем 35% всех смертей в развивающихся странах [1]. Термин «сточные воды» используется для воды, содержащей человеческие отходы, бытовые отходы, отходы животных, жиры, мыло и химикаты. Термин «датчик» происходит от «sentio», латинского слова, обозначающего восприятие или наблюдение. Датчик — это устройство, используемое для обнаружения интересующего аналита и реагирующее на присутствие загрязняющего вещества или аналита в окружающей среде. На протяжении многих лет люди усовершенствовали методы определения качества воды для идентификации бактерий, органических и неорганических химикатов и других параметров (например, pH, жесткость (растворенные Ca и Mg) и мутность (непрозрачность). Датчики используются для поддержания и контроля качества воды и защиты потребителей воды. Эти датчики могут быть размещены в соответствующих местах, централизованно внутри или даже в точке использования водоочистных сооружений. Качество воды можно контролировать в режиме онлайн или автономно с помощью датчиков. В наши дни онлайн-мониторинг воды является предпочтительным из-за быстрого реагирования такого типа систем. Существует нехватка соответствующих датчиков, которые можно использовать для надлежащего мониторинга в режиме реального времени для технического обслуживания и контроля качества воды. Одним из наиболее используемых методов очистки воды является последовательный цикл реакторов. Это система с активированным илом, которая используется для обогащения ила организмами, накапливающими фосфат. Большинство реакторов работают на основе автономных этапов, что означает низкую частоту выборки данных и задержку результатов. Это является препятствием для надлежащего управления системами и затрудняет
Время публикации: 19 декабря 2024 г.