Նորարար լուծումներ ջրի հա盅արկման համար ֆուկսոնիկ տեխնոլոգիայի օգնությամբ

Ուլտրաձայնային տեխնոլոգիայի դերը ջրի մշակման գործընթացների բարելավման մեջ

Կավիտացիայի դերը ուլտրաձայնային ջրի մաքրման մեջ

Ուլտրաձայնային տեխնոլոգիան աշխատում է կավիտացիա անվանված երևույթի միջոցով, որը հիմնականում նշանակում է, որ ջրի մշակման համակարգերում առաջանում են փոքրիկ պղպղունցներ, որոնք ապա շատ արագ պայթում են: Երբ 20-ից 100 կՀց հաճախականությամբ բարձր հաճախականությամբ ձայնային ալիքները հարվածում են ջրին, ստեղծվում են բարձր և ցածր ճնշման գոտիներ: Սա հանգեցնում է փոքր գոլորշու պայուսակների առաջացմանը, որոնք ապա փայթում են անվանական ուժով: Այն, ինչ տեղի է ունենում հետո, շատ հիանալի է՝ այդ փոքրիկ պայթյունները կարող են հասնել 4500 աստիճան Ցելսիուսից ավելի ջերմաստիճանի և 1000 անգամ ավելի ճնշման, քան նորմալ մթնոլորտային ճնշումը: Այս ինտենսիվ էներգիան ջրից վերացնում է տարբեր տեսակի վնասակար նյութեր, այդ թվում՝ օրգանական աղտոտողներ և հիվանդություններ առաջացնող օրգանիզմներ: Անցյալ տարվա որոշ հետազոտություններ ցույց են տվել, որ այս մեթոդը քաղաքային կեղտաջրերից վերացնում է մանրաթելերի մոտ 92%-ը, ինչը 34%-ով ավելի է, քան սովորական ֆիլտրները: Եվ ի տարբերություն քիմիական նյութերի օգտագործման, կավիտացիայից հետո ոչինչ վնասակար չի մնում, ինչը դարձնում է այն շատ ավելի մաքուր տարբերակ, որը լավ համապատասխանում է EPA-ի կողմից համարվող լավ պրակտիկային՝ մեր ջրային արտադրանքը անվտանգ պահելու համար:

Սոնոֆոտոքիմիական և սոնո-Ֆենտոնի հիբրիդային գործընթացներ աղտոտող նյութերի քայքայման համար

Երբ մենք ուլտրաձայնային ալիքները միավորում ենք այն առաջադեմ օքսիդացման գործընթացների հետ, որոնք հայտնի են որպես AOP-ներ, աղտոտիչների քայքայման արդյունքները շատ էֆեկտիվ են: Վերցրե՛ք, օրինակ, սոնոֆոտոքիմիական համակարգերը: Ուլտրաձայնը փաստացի օգնում է UV լույսին ավելի խորը xորանալ ջրի մեջ, ինչը նշանակում է, որ դեղորայքներն ու միջատասպանները քայքայվում են շատ ավելի արագ, քան եթե օգտագործվեր միայն UV՝ որոշ փորձարկումների համաձայն՝ մոտ 40% ավելի արագ: Եվ կա նաև մեկ այլ անկյուն: Սոնո-Ֆենտոնի հիբրիդային համակարգերը երկաթի կատալիզատորի անհրաժեշտ քանակը 30% -ով կրճատում են, սակայն այնուամենայնիվ կարողանում են վերացնել ֆենոլային միացությունների գրեթե 99%-ը: Ինչն է այդքան գրավիչ դարձնում այս համադրությունները: Դրանք ընդհանրապես քիմիական նյութերի ավելի քիչ ծախս են պահանջում: Սա հիմա շատ կարևոր է, քանի որ քիմիական նյութերի գները շարունակում են աճել, և կանոնակարգող մարմիններից սկսած մինչև գործարանների կառավարիչները բոլորը ավելի ուշադիր են հետևում այն բանին, թե ինչ է օգտագործվում մեր ջրամատակարարման համակարգերի մաքրման համար:

Ուսումնասիրություն. Բարձր արդյունավետությամբ աղտոտողների հեռացում ալտրաձայնային համակարգերի օգտագործմամբ

Սինգապուրի Չանգիի ջրի վերամշակման կայանում 12-ամսյա համարձակ փորձարկումը ալտրաձայնային ռեակտորները ինտեգրեց արդեն գոյություն ունեցող թաղանթային կենսառեակտորներին, որն ապահովեց՝

• 85% կրճատում էներգիայի օգտագործման մեջ (1,2 կՎտ·ժ/մ³ հակադարձ օսմոսի 8 կՎտ·ժ/մ³-ի դիմաց)
• 99,9% վերացում հակաբիոտիկներին դիմադրող գեների
• Քիմիական ավելացուցիչների բացակայություն կեղևի կանխարգելման համար

Այս նախագիծը, որն արձանագրված է համագործակցական հետազոտություններում, տարեկան կրճատել է շահագործման ծախսերը 2,8 միլիոն դոլարով՝ համապատասխանելով SG-NEWater-ի խիստ վերաօգտագործման ստանդարտներին:

Կայուն միտումներ ալտրաձայնային հիմքով ջրի մաքրման ոլորտում

Այսօրվա ուլտրաձայնային համակարգերը ներառում են պիեզոէլեկտրական փոխակերպիչներ, որոնք հասնում են մոտ 90 տոկոսանոց էներգիայի փոխակերպման արդյունավետության, ինչը նվազեցնում է էներգիայի պահանջարկը մոտ 30 տոկոսով՝ համեմատած 2020 թվականին և այդ տարիներին առկա մոդելների հետ: Այս համակարգերը լավ աշխատում են նաև արեւային էներգիայով աշխատող միկրոցանցերի հետ, ինչը հնարավորություն է տալիս հեռավոր համայնքներին, որոնք միացված չեն հիմնական ցանցին, տեղական մակարդակով մաքրել իրենց ջուրը: Այսպիսի դեցենտրալիզացված մոտեցումը սերտորեն համընկնում է Միավորված ազգերի կողմից 2030 թվականի նպատակների համար նախաձեռնված «Ջրի գործողությունների օրակարգի» հետ: Ընդհանուր պատկերի տեսանկյունից ուլտրաձայնային մշակումը ֆինանսապես նույնպես առավելագույն է: Կյանքի ցիկլի ծախսերը վերջնականապես մոտ 40 տոկոսով ավելի էժան են, քան օզոնի վրա հիմնված այլընտրանքների դեպքում: Արդյունաբերական վերլուծաբանները կանխատեսում են, որ այս տեխնոլոգիան հաջующ տասնամյակում կարող է գրավել մոտ 25 տոկոս բաժին հսկայական 56 միլիարդ դոլարանոց արդյունավետ ջրի մաքրման շուկայում:

Ուլտրաձայնային ջրի հաշվիչներ. Ճշգրտություն և արդյունավետություն քաղաքային ջրային կառավարման մեջ

Թռիչքի ժամանակի չափման սկզբունքը և նրա ճշգրտության առավելությունները

Ուլտրաձայնային ջրի հաշվիչները աշխատում են՝ չափելով ձայնային ալիքների ջրով անցման ժամանակը երկու ուղղություններով: Երբ հաշվիչը ուղարկում է իմպուլսներ հոսանքի ուղղությամբ և հակառակ ուղղությամբ, այն հաշվում է հոսքի արագությունը՝ հիմնվելով անցման ժամանակի փոքր տարբերությունների վրա: Այս հաշվիչները նաև բավականին ճշգրիտ են՝ տալով ցուցմունքներ մոտ 1%-ի ճշգրտությամբ՝ անկախ նրանից, թե արագ է, թե դանդաղ է հոսում ջուրը: Մեխանիկական հաշվիչները պարզապես չեն կարող հետևիալ արագությամբ աշխատել, հատկապես երբ հոսքը շատ ցածր է, ինչը տեղի է ունենում հաճախ, քան կցանկանայինք շատ համակարգերում: Ուլտրաձայնային հաշվիչների համար բնորոշ է շարժվող մասերի բացակայությունը: Չկան մաշվող ատամնանիվներ, չի պահանջվում պարբերական վերակալիբրացում: Դա նշանակում է, որ նրանք պահպանում են իրենց ճշգրտությունը՝ նույնիսկ այն քաղաքային ջրամատակարարման համակարգերում, որտեղ ճնշումը փոխվում է օրվա ընթացքում, քանի որ տարբեր շրջաններում ջուրը օգտագործվում է տարբեր ժամերին:

Շարժվող մասերի բացակայություն. մեծացված հուսալիություն, ցածր էներգակրություն

Փոխարինելով ծողակներն ու տուրբինները պինդ մարմնի սենսորներով՝ ուլտրաձայնային հաշվիչները կրճատում են էներգասպառումը մինչև 30%: Ներքին շփման բացակայությունը կանխում է հանքային նստվածքներն ու կոռոզիան, որոնք հաճախ հանդիսանում են մեխանիկական հաշվիչների անսարքության պատճառ, և այդպիսով երկարաձգում են սարքերի կյանքի տևողությունը՝ գերազանցելով 12 տարին փորձարկումների ընթացքում:

Ոչ ներթափանց տեղադրում և նվազագույն սպասարկման կարիք

Ուլտրաձայնային հաշվիչները տեղադրվում են արդեն առկա խողովակների վրա՝ առանց կտրելու կամ եռակցելու, ինչը քաղաքային վերակառուցումների ժամանակ նվազեցնում է տեղադրման ժամանակը 60%-ով: Դրանց կողմնորոշման անկախ դիզայնը թույլ է տալիս ուղղահայաց, հորիզոնական կամ անկյունային տեղադրում տարածքային սահմանափակ միջավայրերում: Սպասարկումը սահմանափակվում է կես տարին մեկ կատարվող կալիբրացիայի ստուգումներով՝ համեմատած մեխանիկական այլընտրանքների հետ, որոնք պահանջում են եռամսյա սպասարկում:

Խելացի ինտեգրում. իրական ժամանակում հսկում և ԱԻ-ով վարվող ցանցի օպտիմալացում

Ինտեգրում խելացի քաղաքների համար նախատեսված արդյունավետ հաշվիչների ենթակառուցվածքի (AMI) հետ

Ծրագրային չափման ենթակառուցվածքը, կամ կարճ՝ AMI-ն, համատեղում է ուլտրաձայնային ջրի մատրոնները և այդ ինտելեկտուալ IoT սենսորները՝ ապահովելով անմիջական տեղեկություններ այն մասին, թե որքան ջուր է հոսում, ինչ ճնշման տակ է և ընդհանուր առմամբ ինչպիսին են սպառման օրինաչափությունները: Այս համակարգի շնորհիվ ջրամատակարարման ընկերությունները կարող են ավելի արագ հայտնաբերել արտահոսքեր և ավելի լավ կերպով կառավարել իրենց բաշխման համակարգերը: Հետազոտությունների համաձայն՝ անցյալ տարի հրապարակված տվյալներով, որոնք վերաբերում էին տարբեր քաղաքներում ինտելեկտուալ կոմունալ ցանցերին, AMI ներդրող ընկերությունները կես տարվա ընթացքում անհաշվերդ ջրի կորուստները նվազեցրել էին մոտ 18 տոկոսով: Ուլտրաձայնային տեխնոլոգիայի առանձնահատկությունն այն է, որ այն չունի մեխանիկական մասեր, որոնք ժամանակի ընթացքում կորցնում են իրենց հատկությունները: Սա նշանակում է, որ չափումները մնում են ճշգրիտ՝ նույնիսկ այն դեպքերում, երբ ջուրը թարխուր է, և ավանդական մատրոնները դժվարանում են աշխատել:

ԱՐՏԱԴՐԱԿԱՆ ՋՐԱՅԻՆ ՀԱՄԱԿԱՐԳԵՐԻ ՀԱՄԱՐ ԱՐՀԵՍՏԱԿԱՆ ԻՆՏԵԼԵԿՏՈՎ ԱՌԱՋՏԵՍՎՈՂ ՊԱՀՊԱՆՈՒՄ

Մեքենայական ուսուցման մոդելները վերլուծում են պատմական և իրական ժամանակի սենսորային տվյալներ՝ 7–14 օր առաջ կանխատեսելով սարքավորումների անսարքությունները: Օրինակ՝ պոմպերի մաշվածությունը կանխատեսող ԱԻ համակարգերը նվազեցնում են սպասարկման ծախսերը 30%-ով, ինչը միջին չափի կոմունալ ընկերություններին տարեկան խնայում է միջինում 740,000 դոլար: Այս գործիքները վերանորոգումները դասակարգում են ըստ ռիսկի ծանրության՝ բարելավելով համակարգի կայունությունն ու ռեսուրսների օգտագործման արդյունավետությունը:

Ուսումնասիրություն. Իրական ժամանակում տվյալների միջոցով քաղաքային ջրի օգտագործման արդյունավետության բարելավում

Հյուսիսային Ամերիկայի մի քաղաք 12,000 ծառայության կետերում տեղադրեց ուլտրաձայնային սենսորներ և ԱԻ վերլուծություն, և ֆինանսական մեկ տարվա ընթացքում հասավ չափելի արդյունքների.

Մետրիկ	Դարձնել	Վերաikutում
Կորուստների հայտնաբերման արագություն	65% ավելի արագ	ջրի կորուստների 22% նվազում
Պոմպի էներգասպառում	18% նվազում	տարեկան 290,000 դոլարի ծախսերի նվազում
Չափիչի ցուցմունքների ճշգրտություն	99.8%	Վերացվել է 1,200 բողոքի դեպք

Համակարգի 15-րդյականոց տվյալների ընդմիջումները թույլ տվեցին դինամիկ ճնշման կարգավորումներ կատարել պահանջարկի գագաթնակետի ընթացքում՝ խողովակների պոպոցումները 40%-ով կրճատելով:

Գերձայնային սենսորների օգտագործումը առաջատար կերպով արտահոսքի հայտնաբերման և արդյունաբերական հոսքի հսկման համար

Գերձայնային տեխնոլոգիայի միջոցով առաջադրանքի ցանցերում արտահոսքի վաղ հայտնաբերում

Ուլտրաձայնային սենսորները կարող են հայտնաբերել խողովակաշարերի արտահոսքերը մոտ 40 տոկոսով ավելի արագ, քան հին ձայնային մեթոդները: Նրանք աշխատում են՝ գրանցելով 25-ից մինչև 100 կՀց հաճախականությամբ բարձր հաճախականությամբ ձայները, որոնք մեր ականջները չեն կարողանում լսել: Ըստ 2024 թվականին ջրամատակարարման ընկերությունների կողմից կատարված որոշ հետազոտությունների, այս համակարգերը կարող են հայտնաբերել շատ փոքր արտահոսքեր՝ մինչև մոտ 0,003 խոր. ոտն/րոպե (CFM) չափով ճնշված ջրի համակարգերում: Դա նշանակում է, որ քաղաքները կարող են տարեկան խնայել մոտ 7,5 միլիոն գալոն ջուր՝ փողոցային ցանցերում առկա արտահոսող խողովակների շնորհիվ: Ինչն է դրանք այդքան լավ դարձնում։ Դրանք սարքավորված են ինտելեկտուալ ֆիլտրացման տեխնոլոգիայով, որը խոչընդոտում է ֆոնային աղմուկը: Այսպիսով՝ անկախ նրանից, թե այն գտնվում է աղմկոտ արտադրամասում, թե արտաքին միջավայրում, որտեղ միշտ ինչ-որ մեկը աղմկում է, այս սարքերը այնուամենայնիվ կարողանում են գտնել թաքնված արտահոսքերը՝ առանց շփոթվելու:

Արդյունաբերական մասշտաբի հոսքի հսկում և չափելի ջրի խնայողություն

Ծորակին ամրացվող ուլտրաձայնային հոսաչափերը տեղադրող գործարանները, որպես կանոն, խնայում են ջրի օգտագործման 12-ից մինչև 18 տոկոսը՝ շնորհիվ կիսա դյույմից մինչև 120 դյույմ տրամագծով խողովակների վրա իրական ժամանակում հսկողության հնարավորության: Այս սարքերը աշխատում են առանց ներթափանցման տեղադրման, ուստի ճնշումը չի իջնում, և չկան այն խզումները, որոնք բնորոշ են ավանդական մեխանիկական հոսաչափերին: Դրանք հասնում են մոտ 92,6 տոկոս ճշգրտության, նույնիսկ այն դեպքում, երբ ջրի հոսքը շատ անկանոն է, ըստ Միջազգային ջրային ասոցիացիայի 2023 թվականին հրապարակված հետազոտության: Ռադարային միտումների վերլուծությունը նաև ցույց է տալիս հետաքրքիր արդյունքներ: Քիմիական մշակման հարմարանքները իրենց տարեկան ջրի օգտագործումը կրճատել են մոտ 25 միլիոն գալոնով՝ պարզապես այս ուլտրաձայնային սարքերը համակցելով ինտելեկտուալ կարգավորման փականների հետ, որոնք ինքնաբերաբար կարգավորվում են՝ կախված իրենց կողմից հայտնաբերվածից:

Հաճախ տրամադրվող հարցեր

Ո՞րն է ուլտրաձայնային տեխնոլոգիայի կիրառությունը ջրի մաքրման գործընթացում

Ջրի մաքրման ընթացքում ուլտրաձայնային տեխնոլոգիան օգտագործվում է ջրում աղտոտող նյութերի և միկրոօրգանիզմների քայքայումը բարձրացնելու համար՝ կավիտացիայի գործընթացի միջոցով: Այն նաև օգտագործվում է հիբրիդային գործընթացներում, որոնք այն համակցում են առաջադեմ օքսիդացման գործընթացների հետ՝ ավելի արդյունավետ քայքայելու համար աղտոտող նյութերը:

Ինչպե՞ս են աշխատում ուլտրաձայնային ջրի մետրերը:

Ուլտրաձայնային ջրի մետրերը հոսքը չափում են՝ սահմանելով ձայնային ալիքների անցման ժամանակը ջրի միջով: Նրանք հաշվում են հոսքի արագությունը՝ հիմնվելով անցման ժամանակի տարբերությունների վրա, երբ ձայնային ալիքները ուղարկվում են ինչպես հոսանքի ուղղությամբ, այնպես էլ հակառակ ուղղությամբ:

Ուլտրաձայնային սենսորների օգտագործման առավելությունները հորդոցի հայտնաբերման մեջ ինչո՞նք են:

Ուլտրաձայնային սենսորները հայտնաբերում են խողովակների հորդոցները ավելի արագ, քան ավանդական մեթոդները՝ բարձր հաճախականության ձայներ ընկալելով: Նրանց կարողությունը ֆիլտրել ֆոնային աղմուկը թույլ է տալիս ճշգրիտ գտնել փոքր հորդոցներ, ինչը օգնում է խնայել ջուրը և նվազեցնել կորուստները: