Die Anwendung von Öl-in-Wasser-Sensoren in der Wasserwirtschaft Saudi-Arabiens

Dies ist eine sehr spezifische und wertvolle Fallstudie. Aufgrund seines extrem trockenen Klimas und seiner massiven Ölindustrie steht Saudi-Arabien vor einzigartigen Herausforderungen und außergewöhnlich hohen Anforderungen im Wasserressourcenmanagement, insbesondere bei der Überwachung der Ölverschmutzung im Wasser.

Im Folgenden wird der Fall der Anwendung von Öl-in-Wasser-Sensoren in Saudi-Arabien zur Überwachung der Wasserwirtschaft näher erläutert, einschließlich Hintergrund, technologischer Anwendungen, konkreter Fälle, Herausforderungen und zukünftiger Richtungen.

1. Hintergrund und Nachfrage: Warum ist die Überwachung von Öl im Wasser in Saudi-Arabien so wichtig?

1. Extremer Wassermangel: Saudi-Arabien ist eines der wasserärmsten Länder der Welt und ist hauptsächlich auf Meerwasserentsalzung und nicht erneuerbares Grundwasser angewiesen. Jede Form der Wasserverschmutzung, insbesondere Ölverschmutzung, kann katastrophale Auswirkungen auf die ohnehin schon angespannte Wasserversorgung haben.
2. Riesige Ölindustrie: Als einer der weltweit größten Ölproduzenten und -exporteure ist Saudi-Arabien in der Ölförderung, im Öltransport, in der Ölraffination und im Ölexport weit verbreitet, insbesondere in der Ostprovinz und entlang der Küste des Persischen Golfs. Dies birgt ein sehr hohes Risiko für den Austritt von Rohöl und Erdölprodukten.
3. Schutz kritischer Infrastrukturen:
   • Meerwasserentsalzungsanlagen: Saudi-Arabien ist der weltweit größte Produzent von entsalztem Wasser. Wenn die Meerwassereinlassöffnungen von einem Ölteppich bedeckt werden, kann dieser Filtermembranen und Wärmetauscher stark verstopfen und verunreinigen. Dies kann zu einer vollständigen Abschaltung der Anlage und einer Wasserkrise führen.
   • Kühlwassersysteme von Kraftwerken: Viele Kraftwerke nutzen Meerwasser zur Kühlung. Ölverschmutzung kann die Ausrüstung beschädigen und die Stromversorgung beeinträchtigen.
4. Umweltvorschriften und Konformitätsanforderungen: Die saudische Regierung, insbesondere das Ministerium für Umwelt, Wasser und Landwirtschaft und die saudische Organisation für Standards, Metrologie und Qualität, hat strenge Wasserqualitätsstandards festgelegt, die eine kontinuierliche Überwachung von Industrieabwässern, Abwässern und Umweltgewässern erfordern.

2. Technologische Anwendung von Öl-in-Wasser-Sensoren

In Saudi-Arabiens rauer Umwelt (hohe Temperaturen, hoher Salzgehalt, Sandstürme) sind herkömmliche manuelle Probenahme- und Laboranalysemethoden unzureichend und können den Bedarf an Echtzeit-Frühwarnungen nicht decken. Daher sind Online-Öl-in-Wasser-Sensoren zu einer Kerntechnologie für die Überwachung der Wasserwirtschaft geworden.

Gängige Technologietypen:

1. UV-Fluoreszenzsensoren:
   • Prinzip: Ultraviolettes Licht einer bestimmten Wellenlänge bestrahlt die Wasserprobe. Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe und andere Verbindungen im Öl absorbieren Energie und emittieren Fluoreszenz. Die Ölkonzentration wird durch Messung der Fluoreszenzintensität bestimmt.
   • Bewerbung in Saudi-Arabien:
     • Überwachung rund um Offshore-Ölplattformen und Unterwasserpipelines: Wird zur frühzeitigen Leckerkennung und Überwachung der Ausbreitung von Ölverschmutzungen verwendet.
     • Überwachung von Hafengewässern: Überwachung des Ballastwasserausstoßes oder von Treibstofflecks aus Schiffen.
     • Überwachung von Regenwassereinleitungen: Überwachung des städtischen Abflusses auf Ölverschmutzung.
2. Infrarot-Photometriesensoren (IR):
   • Prinzip: Ein Lösungsmittel extrahiert Öl aus der Wasserprobe. Anschließend wird der Absorptionswert in einem bestimmten Infrarotband gemessen, der der Schwingungsabsorption von CH-Bindungen im Öl entspricht.
   • Bewerbung in Saudi-Arabien:
     • Industrielle Abwassereinleitungsstellen: Hierbei handelt es sich um eine international anerkannte Standardmethode zur Überwachung der Einhaltung von Vorschriften und zur Erhebung von Abwassergebühren mit rechtlich vertretbaren Daten.
     • Überwachung des Zuflusses/Abflusses von Kläranlagen: Sicherstellung, dass die Qualität des aufbereiteten Wassers den Standards entspricht.

3. Spezifische Anwendungsfälle

Fall 1: Überwachungsnetz für Industrieabwasser in der Industriestadt Jubail

• Standort: Jubail Industrial City ist einer der größten petrochemischen Industriekomplexe der Welt.
• Herausforderung: Hunderte petrochemische Unternehmen leiten aufbereitetes Abwasser in ein gemeinsames Abwassernetz oder ins Meer. Die Einhaltung der gesetzlichen Grenzwerte durch jedes Unternehmen ist von entscheidender Bedeutung.
• Lösung:
  • Installation von Online-Infrarot-photometrischen Öl-in-Wasser-Analysatoren an den Abwasserauslässen großer Fabriken.
  • Sensoren überwachen die Ölkonzentration in Echtzeit und die Daten werden drahtlos über ein SCADA-System an das Umweltüberwachungszentrum der Königlichen Kommission für Jubail und Yanbu übertragen.
• Ergebnisse:
  • Echtzeitalarm: Wenn die Ölkonzentration die Grenzwerte überschreitet, werden sofortige Warnungen ausgelöst, sodass die Umweltbehörden schnell reagieren, die Quelle ermitteln und Maßnahmen ergreifen können.
  • Datengesteuertes Management: Langfristige Datensätze bieten eine wissenschaftliche Grundlage für Umweltmanagement und Politikgestaltung.
  • Abschreckende Wirkung: Ermutigt Unternehmen, ihre Abwasseraufbereitungsanlagen proaktiv zu warten, um Verstöße zu vermeiden.

Fall 2: Einlassschutz für die große Meerwasserentsalzungsanlage Rabigh

• Standort: Die Entsalzungsanlage Rabigh an der Küste des Roten Meeres versorgt Großstädte wie Dschidda mit Wasser.
• Herausforderung: Das Werk liegt in der Nähe von Schifffahrtswegen, wodurch die Gefahr besteht, dass Öl von Schiffen austritt. Eingedrungenes Öl in die Öleinlassöffnung würde Anlagenschäden in Höhe von mehreren hundert Millionen Dollar verursachen und die Wasserversorgung der Stadt unterbrechen.
• Lösung:
  • Schaffung einer „Sensorbarriere“ um die Meerwassereinlassöffnung durch Installation von UV-Fluoreszenz-Ölfilmmonitoren.
  • Sensoren werden direkt ins Meer eingetaucht und überwachen kontinuierlich die Ölkonzentration in einer bestimmten Tiefe unter der Oberfläche.
• Ergebnisse:
  • Frühwarnung: Bietet eine kritische Warnzeit (von Minuten bis Stunden), bevor ein Ölteppich die Einlassöffnung erreicht, sodass die Anlage Notfallmaßnahmen einleiten kann.
  • Sicherung der Wasserversorgung: Dient als wichtige technologische Komponente zum Schutz der nationalen kritischen Infrastruktur.

Fall 3: Überwachung der Regenwasserkanalisation in der Smart City-Initiative von Riad

• Standort: Die Hauptstadt Riad.
• Herausforderung: Städtisches Regenwasser kann Öl und Fett von Straßen, Parkplätzen und Werkstätten mit sich führen und so die aufnehmenden Gewässer verschmutzen.
• Lösung:
  • Als Teil des Smart City-Hydrologie-Überwachungsnetzwerks werden an wichtigen Knotenpunkten des Regenwasserabflussnetzes Multiparameter-Wasserqualitätssonden mit integrierten UV-Fluoreszenz-Ölsensoren installiert.
  • Die Daten werden in die Stadtverwaltungsplattform integriert.
• Ergebnisse:
  • Ermittlung der Verschmutzungsquelle: Hilft bei der Lokalisierung illegaler Ölablagerungen in der Kanalisation.
  • Wassereinzugsgebietsmanagement: Bewertet den Status der diffusen Verschmutzung und dient als Orientierung für Stadtplanung und -management.

4. Herausforderungen und zukünftige Richtungen

Trotz erheblicher Erfolge ist die Anwendung von Öl-in-Wasser-Sensoren in Saudi-Arabien mit Herausforderungen verbunden:

1. Anpassungsfähigkeit an die Umwelt: Hohe Temperaturen, hoher Salzgehalt und Biofouling können die Genauigkeit und Stabilität des Sensors beeinträchtigen und erfordern eine häufige Kalibrierung und Wartung.
2. Datengenauigkeit: Unterschiedliche Ölsorten erzeugen unterschiedliche Signale. Sensormesswerte können durch andere Substanzen im Wasser gestört werden, was intelligente Algorithmen zur Datenkompensation und -identifizierung erfordert.
3. Betriebskosten: Der Aufbau eines landesweiten Überwachungsnetzwerks erfordert erhebliche Vorabinvestitionen und kontinuierliche Betriebsunterstützung.

Zukünftige Richtungen:

• Integration mit IoT und KI: Sensoren fungieren als IoT-Knoten, deren Daten in die Cloud hochgeladen werden. KI-Algorithmen werden zur Trendvorhersage, Anomalieerkennung und Fehlerdiagnose eingesetzt und ermöglichen so eine vorausschauende Wartung.
• Mobile Überwachung mit Drohnen/unbemannten Überwasserschiffen: Ergänzung fester Überwachungspunkte durch flexible, schnelle Untersuchungen großer Meeresgebiete und Stauseen.
• Upgrades der Sensortechnologie: Entwicklung langlebigerer, genauerer und störungsresistenterer Sensoren, die keine Reagenzien benötigen.

Abschluss

Die Integration von Öl-in-Wasser-Sensoren in Saudi-Arabiens nationales Wassermanagement-Überwachungssystem ist ein Musterbeispiel für die Bewältigung seiner einzigartigen ökologischen und wirtschaftlichen Herausforderungen. Durch Online-Echtzeit-Überwachungstechnologie hat Saudi-Arabien die Umweltaufsicht seiner Ölindustrie gestärkt, seine äußerst wertvollen Wasserressourcen und kritische Infrastruktur wirksam geschützt und eine solide technische Grundlage für die Erreichung der in Saudi Vision 2030 festgelegten Ziele für ökologische Nachhaltigkeit geschaffen. Dieses Modell bietet wichtige Erkenntnisse für andere Länder und Regionen mit ähnlichen Industriestrukturen und Wasserressourcendruck.

Wir bieten auch eine Vielzahl von Lösungen für

1. Handmessgerät für die Multiparameter-Wasserqualität

2. Schwimmendes Bojensystem für die Messung der Wasserqualität mit mehreren Parametern

3. Automatische Reinigungsbürste für Multiparameter-Wassersensor

4. Kompletter Satz von Servern und Software-Funkmodul, unterstützt RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN

Weitere Informationen zum Wassersensor finden Sie unter

wenden Sie sich bitte an Honde Technology Co., LTD.

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