การประยุกต์ใช้เซ็นเซอร์ตรวจจับน้ำมันในน้ำในการบริหารจัดการน้ำของซาอุดีอาระเบีย

นี่เป็นกรณีศึกษาที่เฉพาะเจาะจงและมีคุณค่ามาก เนื่องจากสภาพภูมิอากาศที่แห้งแล้งอย่างมากและอุตสาหกรรมน้ำมันขนาดใหญ่ ซาอุดีอาระเบียจึงเผชิญกับความท้าทายที่ไม่เหมือนใครและความต้องการที่สูงเป็นพิเศษในการจัดการทรัพยากรน้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการตรวจสอบมลพิษจากน้ำมันในน้ำ

ต่อไปนี้เป็นการอธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับกรณีการประยุกต์ใช้เซ็นเซอร์ตรวจจับน้ำมันในน้ำของซาอุดีอาระเบียในการตรวจสอบการบริหารจัดการน้ำ รวมถึงความเป็นมา การประยุกต์ใช้ทางเทคโนโลยี กรณีเฉพาะ ความท้าทาย และทิศทางในอนาคต

1. ข้อมูลเบื้องต้นและความต้องการ: เหตุใดการตรวจสอบปริมาณน้ำมันปนเปื้อนในน้ำจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในซาอุดีอาระเบีย?

1. ความขาดแคลนน้ำอย่างรุนแรง: ซาอุดีอาระเบียเป็นหนึ่งในประเทศที่ขาดแคลนน้ำมากที่สุดในโลก โดยพึ่งพาการผลิตน้ำจืดจากน้ำทะเลและน้ำบาดาลที่ไม่สามารถทดแทนได้เป็นหลัก มลพิษทางน้ำทุกรูปแบบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการปนเปื้อนของน้ำมัน สามารถส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อปริมาณน้ำที่มีอยู่อย่างจำกัดอยู่แล้ว
2. อุตสาหกรรมน้ำมันขนาดใหญ่: ในฐานะที่เป็นหนึ่งในผู้ผลิตและส่งออกน้ำมันรายใหญ่ที่สุดของโลก กิจกรรมของซาอุดีอาระเบียในการสกัด ขนส่ง กลั่น และส่งออกน้ำมันนั้นครอบคลุมพื้นที่กว้างขวาง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในจังหวัดทางตะวันออกและตามแนวชายฝั่งอ่าวเปอร์เซีย ซึ่งก่อให้เกิดความเสี่ยงสูงมากต่อการรั่วไหลของน้ำมันดิบและผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม
3. การปกป้องโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญ:
   • โรงงานผลิตน้ำจืดจากน้ำทะเล: ซาอุดีอาระเบียเป็นผู้ผลิตน้ำจืดจากน้ำทะเลรายใหญ่ที่สุดของโลก หากท่อรับน้ำทะเลถูกปกคลุมด้วยคราบน้ำมัน อาจทำให้เกิดการอุดตันและปนเปื้อนอย่างรุนแรงต่อเยื่อกรองและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ส่งผลให้โรงงานต้องหยุดทำงานโดยสิ้นเชิงและก่อให้เกิดวิกฤตการณ์น้ำ
   • ระบบน้ำหล่อเย็นของโรงไฟฟ้า: โรงไฟฟ้าหลายแห่งใช้น้ำทะเลในการหล่อเย็น มลพิษจากน้ำมันอาจสร้างความเสียหายให้กับอุปกรณ์และส่งผลกระทบต่อการจ่ายกระแสไฟฟ้า
4. กฎระเบียบและข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม: รัฐบาลซาอุดีอาระเบีย โดยเฉพาะกระทรวงสิ่งแวดล้อม น้ำ และเกษตรกรรม และองค์การมาตรฐาน มาตรวิทยา และคุณภาพแห่งซาอุดีอาระเบีย ได้กำหนดมาตรฐานคุณภาพน้ำที่เข้มงวด ซึ่งกำหนดให้มีการตรวจสอบน้ำเสียจากอุตสาหกรรม น้ำทิ้ง และแหล่งน้ำในสิ่งแวดล้อมอย่างต่อเนื่อง

2. การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีของเซ็นเซอร์แบบน้ำมันในน้ำ

ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงของซาอุดีอาระเบีย (อุณหภูมิสูง ความเค็มสูง พายุทราย) วิธีการเก็บตัวอย่างด้วยมือและการวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการแบบดั้งเดิมนั้นล้าหลังและไม่สามารถตอบสนองความต้องการในการเตือนภัยล่วงหน้าแบบเรียลไทม์ได้ ดังนั้น เซ็นเซอร์ตรวจจับน้ำมันในน้ำแบบออนไลน์จึงกลายเป็นเทคโนโลยีหลักสำหรับการตรวจสอบการบริหารจัดการน้ำ

ประเภทเทคโนโลยีทั่วไป:

1. เซ็นเซอร์เรืองแสงยูวี:
   • หลักการ: แสงอัลตราไวโอเลตที่มีความยาวคลื่นเฉพาะส่องไปยังตัวอย่างน้ำ สารประกอบไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกหลายวงและสารประกอบอื่นๆ ในน้ำมันจะดูดซับพลังงานและปล่อยแสงฟลูออเรสเซนต์ออกมา ความเข้มข้นของน้ำมันจะถูกประเมินโดยการวัดความเข้มของแสงฟลูออเรสเซนต์
   • การสมัครในประเทศซาอุดีอาระเบีย:
     • การเฝ้าระวังรอบแท่นขุดเจาะน้ำมันนอกชายฝั่งและท่อส่งน้ำมันใต้ทะเล: ใช้สำหรับการตรวจจับการรั่วไหลในระยะเริ่มต้นและการติดตามการกระจายตัวของคราบน้ำมัน
     • การตรวจสอบคุณภาพน้ำในท่าเรือ: การตรวจสอบการปล่อยน้ำอับเฉาหรือการรั่วไหลของเชื้อเพลิงจากเรือ
     • การตรวจสอบจุดระบายน้ำฝน: การตรวจสอบการปนเปื้อนของน้ำมันในน้ำเสียจากเขตเมือง
2. เซ็นเซอร์วัดแสงอินฟราเรด (IR):
   • หลักการ: ตัวทำละลายจะสกัดน้ำมันออกจากตัวอย่างน้ำ จากนั้นจะวัดค่าการดูดกลืนแสงในช่วงคลื่นอินฟราเรดเฉพาะ ซึ่งสอดคล้องกับการดูดกลืนแสงจากการสั่นสะเทือนของพันธะ CH ในน้ำมัน
   • การสมัครในประเทศซาอุดีอาระเบีย:
     • จุดปล่อยน้ำเสียจากอุตสาหกรรม: นี่คือวิธีการมาตรฐานที่เป็นที่ยอมรับในระดับสากลสำหรับการตรวจสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนดและการเรียกเก็บค่าธรรมเนียมน้ำเสีย โดยมีข้อมูลที่สามารถใช้เป็นหลักฐานทางกฎหมายได้
     • การตรวจสอบปริมาณน้ำเข้า/น้ำออกของโรงบำบัดน้ำเสีย: เพื่อให้มั่นใจว่าคุณภาพน้ำที่ผ่านการบำบัดแล้วเป็นไปตามมาตรฐาน

3. กรณีศึกษาการประยุกต์ใช้เฉพาะด้าน

กรณีที่ 1: เครือข่ายตรวจสอบน้ำเสียอุตสาหกรรมในเมืองอุตสาหกรรมจูไบล์

• ที่ตั้ง: นิคมอุตสาหกรรมจูไบล์เป็นหนึ่งในนิคมอุตสาหกรรมปิโตรเคมีที่ใหญ่ที่สุดในโลก
• ความท้าทาย: บริษัทปิโตรเคมีหลายร้อยแห่งปล่อยน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดแล้วลงสู่ระบบท่อร่วมหรือทะเล การตรวจสอบให้แน่ใจว่าแต่ละบริษัทปฏิบัติตามข้อจำกัดทางกฎหมายนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่ง
• สารละลาย:
  • ติดตั้งเครื่องวิเคราะห์น้ำมันในน้ำโดยใช้เทคนิคอินฟราเรดแบบออนไลน์ ณ จุดปล่อยน้ำเสียของโรงงานขนาดใหญ่
  • เซ็นเซอร์จะตรวจสอบความเข้มข้นของน้ำมันแบบเรียลไทม์ และข้อมูลจะถูกส่งแบบไร้สายผ่านระบบ SCADA ไปยังศูนย์ตรวจสอบสิ่งแวดล้อมของคณะกรรมการราชวงศ์แห่งจูไบล์และยานบู
• ผลลัพธ์:
  • ระบบเตือนภัยแบบเรียลไทม์: หากความเข้มข้นของน้ำมันเกินขีดจำกัด ระบบจะส่งสัญญาณเตือนทันที ทำให้หน่วยงานด้านสิ่งแวดล้อมสามารถตอบสนองได้อย่างรวดเร็ว ตรวจสอบแหล่งที่มา และดำเนินการแก้ไขได้
  • การจัดการโดยใช้ข้อมูลเป็นหลัก: ข้อมูลระยะยาวเป็นพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์สำหรับการจัดการด้านสิ่งแวดล้อมและการกำหนดนโยบาย
  • ผลในการยับยั้ง: กระตุ้นให้บริษัทต่างๆ ดำเนินการบำรุงรักษาโรงบำบัดน้ำเสียอย่างสม่ำเสมอเพื่อหลีกเลี่ยงการละเมิดกฎระเบียบ

กรณีที่ 2: การป้องกันทางเข้าสำหรับโรงงานผลิตน้ำจืดจากน้ำทะเลขนาดใหญ่ในเมืองราบิก

• ที่ตั้ง: โรงงานผลิตน้ำจืดจากน้ำทะเลราบิกห์ บนชายฝั่งทะเลแดง เป็นแหล่งจัดหาน้ำให้กับเมืองสำคัญต่างๆ เช่น เจดดาห์
• ปัญหา: โรงงานตั้งอยู่ใกล้เส้นทางเดินเรือ ทำให้มีความเสี่ยงต่อการรั่วไหลของน้ำมันจากเรือ หากน้ำมันเข้าไปในระบบรับน้ำ จะทำให้เกิดความเสียหายต่ออุปกรณ์มูลค่าหลายร้อยล้านดอลลาร์ และส่งผลกระทบต่อการจ่ายน้ำของเมือง
• สารละลาย:
  • สร้าง "กำแพงเซ็นเซอร์" รอบจุดรับน้ำทะเลโดยการติดตั้งอุปกรณ์ตรวจสอบฟิล์มน้ำมันเรืองแสงยูวี
  • มีการติดตั้งเซนเซอร์ลงในทะเลโดยตรง เพื่อตรวจสอบความเข้มข้นของน้ำมันอย่างต่อเนื่อง ณ ระดับความลึกที่กำหนดใต้ผิวน้ำ
• ผลลัพธ์:
  • ระบบเตือนภัยล่วงหน้า: ให้เวลาเตือนภัยที่สำคัญ (ตั้งแต่ไม่กี่นาทีถึงหลายชั่วโมง) ก่อนที่คราบน้ำมันจะเข้าถึงจุดรับน้ำมัน ทำให้โรงงานสามารถเริ่มดำเนินการตอบสนองฉุกเฉินได้
  • การรักษาความมั่นคงด้านการจัดหาน้ำ: ถือเป็นองค์ประกอบทางเทคโนโลยีที่สำคัญยิ่งในการปกป้องโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญของประเทศ

กรณีที่ 3: การตรวจสอบระบบระบายน้ำฝนในโครงการเมืองอัจฉริยะของริยาด

• สถานที่ตั้ง: เมืองหลวงริยาด
• ปัญหา: น้ำฝนที่ไหลบ่าจากพื้นที่เมืองอาจพัดพาคราบน้ำมันและไขมันจากถนน ลานจอดรถ และอู่ซ่อมรถ ทำให้แหล่งน้ำที่รองรับน้ำเหล่านั้นปนเปื้อนได้
• สารละลาย:
  • ในฐานะส่วนหนึ่งของเครือข่ายตรวจสอบอุทกวิทยาของเมืองอัจฉริยะ เครื่องวัดคุณภาพน้ำแบบหลายพารามิเตอร์ที่ผสานรวมกับเซ็นเซอร์น้ำมันเรืองแสงยูวีถูกติดตั้งไว้ที่จุดสำคัญในเครือข่ายระบายน้ำฝน
  • ข้อมูลถูกบูรณาการเข้ากับแพลตฟอร์มการจัดการเมือง
• ผลลัพธ์:
  • การติดตามแหล่งที่มาของมลพิษ: ช่วยระบุตำแหน่งการทิ้งน้ำมันลงท่อระบายน้ำอย่างผิดกฎหมาย
  • การจัดการลุ่มน้ำ: ประเมินสถานการณ์มลพิษจากแหล่งกำเนิดที่ไม่เฉพาะเจาะจง เพื่อเป็นแนวทางในการวางแผนและจัดการเมือง

4. ความท้าทายและทิศทางในอนาคต

แม้จะประสบความสำเร็จอย่างมาก แต่การประยุกต์ใช้เซ็นเซอร์ตรวจจับน้ำมันในน้ำในซาอุดีอาระเบียยังคงเผชิญกับความท้าทาย:

1. ความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อม: อุณหภูมิสูง ความเค็มสูง และการเกาะติดของสิ่งมีชีวิตในน้ำ อาจส่งผลต่อความแม่นยำและความเสถียรของเซ็นเซอร์ ทำให้ต้องมีการสอบเทียบและบำรุงรักษาบ่อยครั้ง
2. ความแม่นยำของข้อมูล: น้ำมันแต่ละชนิดให้สัญญาณที่แตกต่างกัน การอ่านค่าจากเซ็นเซอร์อาจถูกรบกวนโดยสารอื่นๆ ในน้ำ จึงจำเป็นต้องใช้อัลกอริธึมอัจฉริยะในการชดเชยและระบุข้อมูล
3. ต้นทุนการดำเนินงาน: การจัดตั้งเครือข่ายตรวจสอบทั่วประเทศต้องใช้เงินลงทุนเริ่มต้นจำนวนมากและการสนับสนุนการดำเนินงานอย่างต่อเนื่อง

ทิศทางในอนาคต:

• การบูรณาการกับ IoT และ AI: เซ็นเซอร์จะทำหน้าที่เป็นโหนด IoT โดยข้อมูลจะถูกอัปโหลดไปยังคลาวด์ อัลกอริธึม AI จะถูกนำมาใช้สำหรับการคาดการณ์แนวโน้ม การตรวจจับความผิดปกติ และการวินิจฉัยข้อผิดพลาด ซึ่งจะช่วยให้สามารถบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ได้
• การตรวจสอบเคลื่อนที่ด้วยโดรน/เรือผิวน้ำไร้คนขับ: เสริมการตรวจสอบตามจุดคงที่ด้วยการสำรวจพื้นที่ทะเลและอ่างเก็บน้ำขนาดใหญ่ได้อย่างรวดเร็วและยืดหยุ่น
• การพัฒนาเทคโนโลยีเซ็นเซอร์: พัฒนาเซ็นเซอร์ที่ทนทาน แม่นยำ ทนต่อการรบกวน และไม่จำเป็นต้องใช้สารเคมี

บทสรุป

การบูรณาการเซ็นเซอร์ตรวจจับน้ำมันในน้ำเข้ากับกรอบการเฝ้าระวังการบริหารจัดการน้ำของประเทศซาอุดีอาระเบีย ถือเป็นแบบอย่างที่ดีในการแก้ไขปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมและเศรษฐกิจที่เป็นเอกลักษณ์ของประเทศ ด้วยเทคโนโลยีการเฝ้าระวังแบบเรียลไทม์ออนไลน์ ซาอุดีอาระเบียได้เสริมสร้างการกำกับดูแลด้านสิ่งแวดล้อมของอุตสาหกรรมน้ำมัน ปกป้องทรัพยากรน้ำอันมีค่าและโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญได้อย่างมีประสิทธิภาพ และวางรากฐานทางเทคนิคที่มั่นคงสำหรับการบรรลุเป้าหมายด้านความยั่งยืนทางสิ่งแวดล้อมที่ระบุไว้ในวิสัยทัศน์ซาอุดีอาระเบีย 2030 แบบอย่างนี้เป็นบทเรียนสำคัญสำหรับประเทศและภูมิภาคอื่นๆ ที่มีโครงสร้างอุตสาหกรรมและแรงกดดันด้านทรัพยากรน้ำที่คล้ายคลึงกัน

เรายังสามารถนำเสนอโซลูชันที่หลากหลายสำหรับ

1. เครื่องวัดแบบพกพาสำหรับวัดคุณภาพน้ำหลายพารามิเตอร์

2. ระบบทุ่นลอยน้ำสำหรับตรวจวัดคุณภาพน้ำหลายพารามิเตอร์

3. แปรงทำความสะอาดอัตโนมัติสำหรับเซ็นเซอร์วัดค่าน้ำหลายพารามิเตอร์

4. ชุดเซิร์ฟเวอร์และโมดูลซอฟต์แวร์ไร้สายครบชุด รองรับ RS485 GPRS /4G/WIFI/LORA/LORAWAN

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเซ็นเซอร์วัดระดับน้ำ

โปรดติดต่อบริษัท Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

เว็บไซต์ของบริษัท:www.hondetechco.com

โทร: +86-15210548582