Это очень специфический и ценный пример из практики. Из-за крайне засушливого климата и развитой нефтяной промышленности Саудовская Аравия сталкивается с уникальными проблемами и исключительно высокими требованиями к управлению водными ресурсами, особенно к мониторингу загрязнения воды нефтью.
Далее подробно рассматривается случай применения Саудовской Аравией датчиков содержания нефти в воде для мониторинга управления водными ресурсами, включая предпосылки, технологические применения, конкретные примеры, проблемы и перспективы развития.
1. Предыстория и спрос: Почему мониторинг содержания нефти в воде имеет решающее значение в Саудовской Аравии?
- Крайняя нехватка воды: Саудовская Аравия является одной из стран с самой острой нехваткой воды в мире, в основном полагаясь на опреснение морской воды и невозобновляемые подземные воды. Любое загрязнение воды, особенно нефтяное, может иметь катастрофические последствия для и без того ограниченных водных ресурсов.
- Масштабная нефтяная промышленность: Будучи одним из крупнейших в мире производителей и экспортеров нефти, Саудовская Аравия ведет широкомасштабную деятельность в области добычи, транспортировки, переработки и экспорта нефти, особенно в Восточной провинции и вдоль побережья Персидского залива. Это создает очень высокий риск разливов сырой нефти и нефтепродуктов.
- Защита критически важной инфраструктуры:
- Заводы по опреснению морской воды: Саудовская Аравия является крупнейшим в мире производителем опресненной воды. Если водозаборы для морской воды будут покрыты нефтяным пятном, это может привести к серьезному засорению и загрязнению фильтрующих мембран и теплообменников, что вызовет полную остановку работы завода и спровоцирует водный кризис.
- Системы охлаждения электростанций: Многие электростанции используют морскую воду для охлаждения. Загрязнение нефтью может повредить оборудование и повлиять на электроснабжение.
- Экологические нормы и требования к соблюдению норм: Правительство Саудовской Аравии, в частности Министерство окружающей среды, водных ресурсов и сельского хозяйства и Саудовская организация по стандартизации, метрологии и качеству, установили строгие стандарты качества воды, требующие постоянного мониторинга промышленных сточных вод, промышленных стоков и водных объектов.
2. Технологическое применение датчиков содержания масла в воде
В суровых условиях Саудовской Аравии (высокая температура, высокая соленость, песчаные бури) традиционные методы ручного отбора проб и лабораторного анализа отстают и не могут обеспечить раннее предупреждение в режиме реального времени. Поэтому онлайн-датчики содержания нефти в воде стали ключевой технологией для мониторинга управления водными ресурсами.
Распространенные типы технологий:
- Датчики УФ-флуоресценции:
- Принцип действия: Ультрафиолетовый свет определенной длины волны облучает образец воды. Полициклические ароматические углеводороды и другие соединения в масле поглощают энергию и испускают флуоресценцию. Концентрация масла определяется путем измерения интенсивности флуоресценции.
- Применение в Саудовской Аравии:
- Мониторинг вокруг морских нефтяных платформ и подводных трубопроводов: используется для раннего обнаружения утечек и мониторинга распространения разливов нефти.
- Мониторинг портовых и гаванных вод: мониторинг сброса балластных вод или утечек топлива с судов.
- Мониторинг ливневых стоков: мониторинг городского стока на предмет загрязнения нефтью.
- Инфракрасные (ИК) фотометрические датчики:
- Принцип: Растворитель извлекает масло из образца воды. Затем измеряется значение поглощения в определенном инфракрасном диапазоне, которое соответствует колебательному поглощению связей CH в масле.
- Применение в Саудовской Аравии:
- Точки сброса промышленных сточных вод: это международно признанный стандартный метод контроля за соблюдением нормативных требований и взимания платы за сброс сточных вод, основанный на юридически обоснованных данных.
- Мониторинг притока/оттока сточных вод на очистных сооружениях: обеспечение соответствия качества очищенной воды стандартам.
3. Конкретные примеры применения
Пример 1: Сеть мониторинга промышленных сточных вод в промышленном городе Джубайл.
- Местоположение: Промышленный город Джубайль — один из крупнейших нефтехимических промышленных комплексов в мире.
- Проблема: Сотни нефтехимических предприятий сбрасывают очищенные сточные воды в общую сеть или в море. Крайне важно обеспечить соблюдение каждым предприятием нормативных ограничений.
- Решение:
- Установка онлайн-инфракрасных фотометрических анализаторов содержания масла в воде на сточных водах крупных заводов.
- Датчики отслеживают концентрацию нефти в режиме реального времени, а данные передаются по беспроводной связи через систему SCADA в центр экологического мониторинга Королевской комиссии по Джубайлу и Янбу.
- Результаты:
- Оповещение в режиме реального времени: Немедленные оповещения срабатывают, если концентрация нефти превышает допустимые пределы, что позволяет природоохранным органам быстро реагировать, отслеживать источник загрязнения и принимать меры.
- Управление на основе данных: Долгосрочные массивы данных обеспечивают научную основу для управления окружающей средой и разработки политики.
- Сдерживающий эффект: побуждает компании заблаговременно проводить техническое обслуживание своих очистных сооружений во избежание нарушений.
Пример 2: Защита водозабора для крупной установки опреснения морской воды в Рабиге.
- Местоположение: Опреснительный завод Рабиг на побережье Красного моря снабжает водой крупные города, такие как Джидда.
- Проблема: Завод расположен вблизи судоходных путей, что создает риск разливов нефти с судов. Попадание нефти в водозабор может привести к повреждению оборудования на сотни миллионов долларов и нарушить водоснабжение города.
- Решение:
- Создание «сенсорного барьера» вокруг водозабора путем установки УФ-флуоресцентных пленочных мониторов, отражающих загрязнение масла.
- Датчики погружены непосредственно в морскую воду и непрерывно отслеживают концентрацию нефти на определенной глубине под поверхностью.
- Результаты:
- Система раннего предупреждения: обеспечивает критически важное время (от минут до часов) до того, как нефтяное пятно достигнет водозабора, что позволяет предприятию инициировать меры реагирования в чрезвычайных ситуациях.
- Обеспечение бесперебойного водоснабжения: является важнейшим технологическим компонентом в защите национальной критической инфраструктуры.
Пример 3: Мониторинг ливневой канализации в рамках инициативы «Умный город» в Эр-Рияде.
- Местоположение: столица, Эр-Рияд.
- Проблема: Городские ливневые стоки могут переносить масло и смазку с дорог, автостоянок и ремонтных мастерских, загрязняя водоемы.
- Решение:
- В рамках сети мониторинга гидрологии «умного города» на ключевых узлах сети ливневой канализации установлены многопараметрические зонды качества воды, интегрированные с УФ-флуоресцентными датчиками масла.
- Данные интегрированы в платформу управления городом.
- Результаты:
- Выявление источников загрязнения: помогает обнаружить незаконные сбросы нефти в канализацию.
- Управление водосборными бассейнами: оценка состояния неточечного загрязнения, служащая руководством для городского планирования и управления.
4. Вызовы и перспективы развития
Несмотря на значительные достижения, применение датчиков содержания нефти в воде в Саудовской Аравии сталкивается с проблемами:
- Адаптивность к окружающей среде: высокие температуры, высокая соленость и биологическое обрастание могут влиять на точность и стабильность работы датчика, требуя частой калибровки и технического обслуживания.
- Точность данных: Различные типы масла дают разные сигналы. На показания датчика могут влиять другие вещества в воде, что требует применения интеллектуальных алгоритмов для компенсации и идентификации данных.
- Эксплуатационные расходы: Создание общенациональной сети мониторинга требует значительных первоначальных инвестиций и постоянной оперативной поддержки.
Перспективы развития:
- Интеграция с IoT и ИИ: датчики будут выступать в качестве узлов IoT, а данные будут загружаться в облако. Алгоритмы ИИ будут использоваться для прогнозирования тенденций, обнаружения аномалий и диагностики неисправностей, что позволит осуществлять превентивное техническое обслуживание.
- Мобильный мониторинг с использованием дронов/беспилотных надводных судов: дополнение к стационарным точкам мониторинга, обеспечивающее гибкое и быстрое обследование обширных морских акваторий и водохранилищ.
- Усовершенствование сенсорных технологий: разработка более долговечных, точных, устойчивых к помехам датчиков, не требующих реагентов.
Заключение
Внедрение Саудовской Аравией датчиков содержания нефти в воде в национальную систему мониторинга управления водными ресурсами является образцовым примером решения уникальных экологических и экономических проблем страны. Благодаря технологии онлайн-мониторинга в режиме реального времени Саудовская Аравия усилила экологический контроль за своей нефтяной промышленностью, эффективно защитила свои чрезвычайно ценные водные ресурсы и критически важную инфраструктуру, а также заложила прочную техническую основу для достижения целей экологической устойчивости, изложенных в программе «Саудовская Аравия 2030». Эта модель может послужить важным уроком для других стран и регионов со схожей промышленной структурой и проблемами, связанными с водными ресурсами.
Мы также можем предложить различные решения для
1. Портативный измеритель для многопараметрического анализа качества воды.
2. Система плавучих буев для многопараметрического мониторинга качества воды.
3. Автоматическая щетка для очистки многопараметрического датчика воды.
4. Полный комплект серверов и программного обеспечения беспроводного модуля, поддерживающий RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Для получения более подробной информации о датчиках воды,
Пожалуйста, свяжитесь с компанией Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Веб-сайт компании:www.hondetechco.com
Тел.: +86-15210548582
Дата публикации: 23 сентября 2025 г.