Это очень конкретный и ценный пример. В связи с чрезвычайно засушливым климатом и крупной нефтяной промышленностью Саудовская Аравия сталкивается с уникальными проблемами и исключительно высокими требованиями к управлению водными ресурсами, в частности, к мониторингу загрязнения воды нефтью.
Далее подробно рассматривается случай применения Саудовской Аравией датчиков содержания нефти в воде для мониторинга управления водными ресурсами, включая предысторию, технологические применения, конкретные случаи, проблемы и будущие направления.
1. Предыстория и спрос: почему мониторинг содержания нефти в воде имеет решающее значение в Саудовской Аравии?
- Крайний дефицит воды: Саудовская Аравия — одна из стран мира с самым большим дефицитом воды, полагаясь в основном на опреснение морской воды и невозобновляемые грунтовые воды. Любое загрязнение воды, особенно нефтью, может иметь катастрофические последствия для и без того ограниченной системы водоснабжения.
- Крупная нефтяная промышленность: Саудовская Аравия, будучи одним из крупнейших мировых производителей и экспортеров нефти, широко развита в сфере добычи, транспортировки, переработки и экспорта нефти, особенно в Восточной провинции и вдоль побережья Персидского залива. Это создаёт очень высокий риск разливов сырой нефти и нефтепродуктов.
- Защита критической инфраструктуры:
- Установки опреснения морской воды: Саудовская Аравия — крупнейший в мире производитель опреснённой воды. Если водозаборы морской воды покроются нефтяной пленкой, это может серьёзно засорить и загрязнить фильтрующие мембраны и теплообменники, что приведёт к полной остановке работы установки и возникновению водного кризиса.
- Системы охлаждения электростанций: Многие электростанции используют морскую воду для охлаждения. Загрязнение нефтью может повредить оборудование и повлиять на электроснабжение.
- Экологические нормы и требования по их соблюдению: Правительство Саудовской Аравии, в частности Министерство окружающей среды, водных ресурсов и сельского хозяйства и Саудовская организация по стандартам, метрологии и качеству, установили строгие стандарты качества воды, которые требуют постоянного мониторинга промышленных сточных вод, промышленных стоков и экологических водных объектов.
2. Технологическое применение датчиков наличия нефти в воде
В суровых условиях Саудовской Аравии (высокая температура, высокая солёность, песчаные бури) традиционные методы ручного отбора проб и лабораторного анализа отстают и не могут обеспечить раннее предупреждение в режиме реального времени. Поэтому онлайн-датчики обнаружения нефти в воде стали ключевой технологией мониторинга управления водными ресурсами.
Распространенные типы технологий:
- Датчики УФ-флуоресценции:
- Принцип: образец воды облучается ультрафиолетовым светом определённой длины волны. Полициклические ароматические углеводороды и другие соединения в нефти поглощают энергию и испускают флуоресценцию. Концентрация нефти оценивается путём 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 городских стоков на предмет загрязнения нефтью.
- Инфракрасные (ИК) фотометрические датчики:
- Принцип: растворитель извлекает нефть из пробы воды. Затем измеряется величина поглощения в определённом инфракрасном диапазоне, соответствующем поглощению колебаний связей CH в нефти.
- Применение в Саудовской Аравии:
- Точки сброса промышленных сточных вод: это международно признанный стандартный метод контроля за соблюдением требований и взимания платы за сбросы сточных вод с юридически защищенными данными.
- Мониторинг притока/оттока на очистных сооружениях сточных вод: обеспечение соответствия качества очищенной воды стандартам.
3. Конкретные случаи применения
Пример 1: Сеть мониторинга промышленных сточных вод в промышленном городе Джубайль
- Расположение: Промышленный город Джубайль — один из крупнейших нефтехимических промышленных комплексов в мире.
- Задача: Сотни нефтехимических предприятий сбрасывают очищенные сточные воды в общую сеть или в море. Обеспечение соблюдения нормативных требований каждой компанией имеет решающее значение.
- Решение:
- Установка инфракрасных фотометрических онлайн-анализаторов содержания нефтепродуктов в воде на сбросах сточных вод крупных заводов.
- Датчики отслеживают концентрацию нефти в режиме реального времени, а данные передаются по беспроводной связи через систему SCADA в центр мониторинга окружающей среды Королевской комиссии по Джубайлю и Янбу.
- Результаты:
- Сигнализация в режиме реального времени: если концентрация масла превышает допустимые нормы, срабатывают немедленные оповещения, что позволяет природоохранным органам быстро отреагировать, отследить источник и принять меры.
- Управление на основе данных: долгосрочные записи данных обеспечивают научную основу для управления охраной окружающей среды и разработки политики.
- Сдерживающий эффект: побуждает компании активно обслуживать свои очистные сооружения сточных вод, чтобы избегать нарушений.
Случай 2: Защита водозабора для крупного завода по опреснению морской воды в Рабиге
- Расположение: Опреснительная установка Рабиг на побережье Красного моря снабжает водой такие крупные города, как Джидда.
- Проблема: завод расположен вблизи судоходных путей, что создаёт риск разлива нефти с судов. Попадание нефти в водозаборный узел может привести к повреждению оборудования на сотни миллионов долларов и нарушить водоснабжение города.
- Решение:
- Создание «сенсорного барьера» вокруг водозабора морской воды путем установки УФ-флуоресцентных датчиков контроля масляной пленки.
- Датчики погружаются непосредственно в море и непрерывно отслеживают концентрацию нефти на определенной глубине под поверхностью.
- Результаты:
- Раннее оповещение: обеспечивает критически важное время оповещения (от нескольких минут до нескольких часов) до того, как нефтяное пятно достигнет водозабора, что позволяет предприятию инициировать меры реагирования на чрезвычайные ситуации.
- Обеспечение водоснабжения: служит важнейшим технологическим компонентом защиты критически важной национальной инфраструктуры.
Пример 3: Мониторинг ливневой канализации в рамках инициативы «Умный город» в Эр-Рияде
- Местоположение: столица Эр-Рияд.
- Проблема: Городские ливневые стоки могут переносить нефть и смазку с дорог, парковок и ремонтных мастерских, загрязняя принимающие водоемы.
- Решение:
- В рамках сети мониторинга гидрологии «умного города» в ключевых узлах сети ливневой канализации установлены многопараметрические зонды качества воды, интегрированные с УФ-флуоресцентными датчиками нефти.
- Данные интегрированы в платформу управления городом.
- Результаты:
- Отслеживание источников загрязнения: помогает обнаружить незаконный сброс нефтепродуктов в канализацию.
- Управление водоразделом: оценивает состояние неточечных источников загрязнения, определяя направление городского планирования и управления.
4. Проблемы и будущие направления
Несмотря на значительные достижения, применение датчиков обнаружения нефти в воде в Саудовской Аравии сталкивается с трудностями:
- Адаптация к окружающей среде: высокие температуры, высокая соленость и биообрастание могут повлиять на точность и стабильность работы датчика, требуя частой калибровки и обслуживания.
- Точность данных: Различные типы нефти генерируют разные сигналы. Показания датчиков могут быть искажены другими веществами в воде, что требует применения интеллектуальных алгоритмов для компенсации и идентификации данных.
- Эксплуатационные расходы: создание общенациональной сети мониторинга требует значительных первоначальных инвестиций и постоянной операционной поддержки.
Будущие направления:
- Интеграция с Интернетом вещей и искусственным интеллектом: датчики будут выступать в качестве узлов Интернета вещей, а данные будут загружаться в облако. Алгоритмы искусственного интеллекта будут использоваться для прогнозирования тенденций, обнаружения аномалий и диагностики неисправностей, что позволит проводить предиктивное обслуживание.
- Мобильный мониторинг с помощью дронов/беспилотных надводных судов: дополнение к стационарным точкам мониторинга путем предоставления гибких и быстрых обследований обширных морских территорий и водоемов.
- Усовершенствование сенсорных технологий: разработка более долговечных, точных, помехоустойчивых датчиков, не требующих реагентов.
Заключение
Интеграция датчиков обнаружения нефти в воде в национальную систему мониторинга управления водными ресурсами Саудовской Аравии является образцовым примером решения уникальных экологических и экономических задач страны. Благодаря технологиям онлайн-мониторинга в режиме реального времени Саудовская Аравия усилила экологический надзор за своей нефтяной промышленностью, эффективно защитила свои чрезвычайно ценные водные ресурсы и критически важную инфраструктуру, а также создала прочную техническую основу для достижения целей экологической устойчивости, изложенных в «Видении Саудовской Аравии 2030». Эта модель может служить важным уроком для других стран и регионов с аналогичной промышленной структурой и нагрузкой на водные ресурсы.
Мы также можем предложить различные решения для
1. Портативный многопараметрический измеритель качества воды
2. Система плавучих буев для многопараметрического контроля качества воды
3. Автоматическая щетка для очистки многопараметрического датчика воды
4. Полный комплект серверов и программного беспроводного модуля, поддерживает RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Для получения дополнительной информации о датчиках воды,
пожалуйста, свяжитесь с Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Сайт компании:www.hondetechco.com
Тел.: +86-15210548582
Время публикации: 23 сентября 2025 г.