كيفية اختيار حلول مراقبة مستوى الصرف الصحي

كيفية اختيار حلول مراقبة مستوى الصرف الصحي

 

أجهزة استشعار مستوى الصرف الصحي هي "عيون وآذان" مرافق المياه للتحقق مما يحدث في عالمها تحت الأرض. حتى وقت قريب، تم التخطيط لهياكل صرف صحي ضخمة وتركت دون مراقبة، في انتظار بعض الفشل الكارثي. في الوقت الحاضر، يتزايد عدد المرافق والحكومات المحلية التي تراقب عن كثب بنيتها التحتية المكلفة. بعض فوائد مراقبة مستوى الصرف الصحي هي:

▪ الكشف المسبق عن ظروف الحجب

▪ إرسال فرق الصيانة إلى المكان المناسب في الوقت المناسب

 منع الأحداث الكارثية البيئية مثل تسرب مياه الصرف الصحي في المدينة

 محاسبة وتكلفة مياه الصرف الصحي التي توزعها المنشآت الصناعية

 المساعدة في تخطيط خطوط الصرف الصحي على المدى الطويل بناءً على ملفات تعريف الاستخدام الفعلي

تعد هذه المقالة الإرشادية القصيرة بمثابة دليل إرشادي للمرافق التي تخطط لتنفيذ حلول مراقبة مستوى الصرف الصحي. تمت مناقشة أربع قضايا مهمة في هذه المقالة والمذكورة أدناه:

 متانة الحل المرشح

▪ العملية في بيئة جو متفجرة

▪ الاتصالات وتسجيل البيانات

▪ بيانات القياس المتاحة

 

1. المتانة

يجب أن تتحمل مكونات النظام التي يتم تركيبها داخل المجاري الظروف البيئية القاسية. على رأس قائمة التهديدات العدائية:

▪ الفشل الجسدي

▪ اختراق السوائل والرطوبة

قد ينشأ الفشل المادي من تداخل المواد الصلبة في مياه الصرف الصحي مع آلية القياس. يكون هذا النوع من الفشل أكثر وضوحًا مع أجهزة الاستشعار المغمورة مثل العوامات الميكانيكية وأجهزة استشعار الضغط. إن استخدام أجهزة استشعار غير متصلة مثل أجهزة الاستشعار الرادارية أو بالموجات فوق الصوتية يقلل من معدل الأعطال المادية ولكنه لا يقضي بالضرورة على هذه الأعطال. على وجه الخصوص، عندما يفيض المجاري، قد تلتصق مواد من مختلف الأنواع بجهاز الاستشعار غير المتصل وتحجب وجهه المشع.

 

يمكن أن يؤدي اختراق السوائل إلى فشل غير قابل للإصلاح في النظام. ولذلك، مطلوب معدل الختم عالية جداً. معدلات الختم الرسمية IP68 (أو NEMA 6P) ليست كافية في بيئة الصرف الصحي. إن الجمع بين تدفق السائل والمواد الكيميائية والغازات التفاعلية عبارة عن ظروف لم يتم اختبارها عادةً في عمليات التحقق المعملية من معدل الختم IP68 (NEMA 6P).

 

ملخص: عند التحقق من مدى ملاءمة حلول مراقبة المجاري، ضمن فئة المتانة، يفضل استخدام أجهزة الاستشعار غير المتصلة المثبتة عالياً داخل المجاري. ابحث أيضًا عن آلية الختم الداعمة الإضافية مثل الختم المزدوج أو الصيانة الوقائية المجدولة والشاملة المضمونة.

 

2. الغازات المتفجرة

قد توجد غازات متفجرة في بعض مواقع الصرف الصحي. الميثان هو غاز نموذجي يمكن العثور عليه في المجاري تحت الأرض. بالنظر إلى تركيزات الغاز المناسبة، قد تؤدي شرارة إلى إشعال الغاز مما يؤدي إلى انفجاره. يجب أن يكون لحلول مراقبة الصرف الصحي خيار للاستخدام الآمن في الأجواء المتفجرة. ستؤدي المتطلبات الإضافية لنظام آمن ضد المتفجرات إلى زيادة السعر وقد تقلل أيضًا من الأداء. ولذلك، يفضل استخدام الأنظمة القياسية في مواقع الصرف الصحي حيث لا يوجد خطر من الغازات المتفجرة. يجب أن تكون الأنظمة التي يمكن استخدامها بأمان في الأجواء المتفجرة مصحوبة بشهادة مناسبة من واحدة أو أكثر من هيئات التقييس الدولية أو المحلية. الشهادات الأكثر شهرة هي:

▪ ATEX (المعيار الأوروبي)

▪ FM (المعيار الأمريكي)

▪ IECEx (الدولية)

ومع ذلك، قد يتم تطبيق لوائح محلية أخرى مثل:

▪ نيبسي (الصين)

▪ غوست (روسيا)

تختلف طرق الحماية: من العبوات المقاومة للانفجار إلى الدوائر الإلكترونية الآمنة الجوهرية. من المهم ملاحظة أن الشهادة يجب أن تنطبق على النظام ككل. إن نشر مكونات النظام، حيث يتم اعتماد كل مكون على حدة، لا يضمن اعتماد الحل الكامل.

 

3. الاتصالات وتسجيل البيانات

يتم عادةً استخراج المعلومات من مستشعر المجاري بإحدى الطرق التالية:

 قطع الأشجار محليًا مصحوبًا بزيارات دورية إلى المجاري لتنزيل البيانات

▪ الإرسال اللاسلكي من نوع الراديو RF

▪ الإرسال اللاسلكي من النوع الخلوي

يعد التسجيل المحلي تقنية موثوقة لأنها لا تتضمن اتصالات لاسلكية. يضيف القائمون على قطع الأشجار المحليون إلى تكاليف النظام ولكن عادةً ليس بقدر تكلفة أجهزة الإرسال اللاسلكية والبنية التحتية للاتصالات. الجانب السلبي الرئيسي هو المعالجة الإضافية والمشاركة البشرية في تنزيل بيانات التسجيل. تؤدي هذه المشاركة إلى زيادة التكاليف وتكون عرضة للأخطاء.

 

يتم تصنيف عمليات الإرسال اللاسلكية وفقًا للبنية التحتية للاتصالات الخاصة بها. يتضمن استخدام البنية التحتية لراديو الترددات اللاسلكية بنية تحتية مخصصة للاتصالات واستخدام ترددات الترددات اللاسلكية المنظمة. قد تختلف الترددات المسموح بها لهذا التطبيق في بلدان مختلفة. في بعض الحالات، تكون البنية التحتية لاتصالات التردد اللاسلكي عبارة عن هيكل من مستويين حيث يرسل المستشعر الميداني إلى مركز محلي ويرسل المحور (عن طريق الأسلاك أو اللاسلكي) إلى موقع مركزي. الميزة الرئيسية للحلول القائمة على راديو الترددات اللاسلكية هي الموثوقية والتغطية المخصصة. العيب الرئيسي هو الحاجة إلى إنشاء بنية تحتية مخصصة وتحديات التنظيم المحلي.

 

البديل للإرسال اللاسلكي RF هو استخدام البنية التحتية الخلوية الموجودة. ينبع الجانب الإيجابي الكبير في هذا المخطط من الاستفادة من البنية التحتية الحالية للاتصالات وبالتالي انخفاض التكاليف. وتقع المجاري عادة في المناطق الحضرية حيث التغطية الخلوية جيدة. الجانب السلبي لاستخدام الاتصالات الخلوية واضح في المجاري العميقة أو المعدنية. في هذه المواقع، أو المواقع التي تكون فيها الهياكل المحيطة عبارة عن هياكل خرسانية/معدنية، قد تكون التغطية الخلوية تحت الأرض منخفضة أو معدومة. قد تتغلب الهوائيات الخارجية في بعض الحالات على هذه المشكلات.

 

4. بيانات القياس

لا تقتصر أجهزة استشعار مستوى الصرف الصحي بالضرورة على قياسات المستوى. قد تعمل البيانات الإضافية على توسيع قدرات المستشعر:

▪ المستوى

▪ التدفق

▪ درجة الحرارة

▪ أجهزة استشعار أخرى من النوع العام

تعد معلومات مستوى الصرف الصحي أمرًا حيويًا لتحديد ظروف الفائض والانسداد والإفراط في استخدام الأنابيب والتخطيط على المدى الطويل والمزيد.

 

تعد بيانات تدفق المجاري (على سبيل المثال من حيث المتر المكعب في الساعة) وبيانات حجم المجاري (من حيث المتر المكعب) بمثابة لبنة إضافية للمعلومات. يمكن استخلاص معلومات التدفق من معلومات المستوى بإحدى الطريقتين التاليتين:

 

▪ استخدام المجاري أو السدود داخل أنابيب الصرف الصحي أو تحت غرف التفتيش

▪ استخدام صيغة مانينغ

يعمل استشعار درجة الحرارة أيضًا على توسيع فائدة النظام. يمكن أن تشير الزيادة في درجة الحرارة على المدى القصير، على سبيل المثال، إلى إلقاء النفايات الصناعية في المجاري.

 

وأخيرا، فإن القدرة على الاتصال بأجهزة استشعار إضافية من خلال بعض البروتوكولات القياسية قد تزيد من فعالية النظام. قد تكون هذه المستشعرات الأخرى من النوع الكيميائي (مثل PH) أو من النوع البيولوجي. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن أجهزة الاستشعار المستقلة، الجاهزة للاتصال بمحطة للأغراض العامة، نادرًا ما تكون متاحة في السوق.