Ултразвук технологийг ашиглан усны баримтыг хянах шинэ боловсрол

Дууны долгион технологи ус цэвэрлэх процессыг хэрхэн сайжруулдаг вэ?

Ус цэвэрлэх үед кавитацийн үүрэг

Ультра авианы технологи нь кавитаци гэж нэрлэгддэг зүйлээр ажилладаг бөгөөд энэ нь усны цэвэрлэх системд жижиг пузырнууд үүсч, хурдан лацаж байна гэсэн үг юм. 20-100 кГц хоорондох өндөр давтамжийн дууны долгионууд усанд тусах үедээ даралтын өндөр ба бага бүсүүдийг үүсгэдэг. Энэ нь жижиг уур болон хайлангийн хүрэлзүү гаргаж, хүчтэйгээр цохилдог. Дараа нь болох зүйл маш гайхалтай – эдгээр жижиг хэт хүчтэй эзэлхүүн нь 4,500 С хүртэлх температур ба ердийн атмосферийн даралтаас 1,000 дахин их даралт үүсгэж чадна. Энэ хүчирхэг энерги нь усанд байгаа органик бохирдуулагч, өвчин үүсгэгч бие организм зэрэг олон төрлийн муу зүйлсийг задалдаг. Өнгөрсөн жилийн судалгаагаар энэ арга нь хотын бохир усыг цэвэрлэхэд микропластикийг 92% хүртэл зайлуулдаг бөгөөд энэ нь энгийн шүүлтүүртэй харьцуулахад ойролцоогоор 34%-иар илүү үр дүнтэй байдаг. Мөн химийн бодис ашиглахтай харьцуулахад кавитаци явуулахад дараа нь ямар ч хортой үлдэгдэл үлдээхгүй тул усны нөөцийг аюулгүй хадгалахад ЕРА-ийн зөвлөж буй сайн арга зам болон тохиромжтой цэвэр арга юм.

Зөөлөн бодис задлахад зориулсан сонголтын фотохимийн болон сонголт-Фентоны нэгдсэн аргууд

Хурдан цацрагийн долгионыг АОА гэж нэрлэгддэг хяналтын оксидчлолын аргатай хослуулбал бохирдлыг задлах үр дүн маш сайн гардаг. Жишээ нь сонголтын фотохимийн системийг авч үзье. Долгион нь УВ гэрлийг усанд илүү гүн зүйлд нэвтрүүлэхэд тусалдаг тул эмийн бэлдмэл, пестицидийг зөвхөн УВ гэрэл ашигласнаас 40% илүү хурдан задалдаг. Энэ нь зарим туршилтаар батлагдсан. Өөр нэг чиглэл бол сонголт-Фентоны нэгдсэн систем юм. Энэ нь төмрийн катализаторын хэрэглээг ойролцоогоор 30%-иар бууруулдаг ч феноллог соёотой нэгдлийг 99% хүртэл устгадаг. Эдгээр хослолыг яагаад илүүд үздэг вэ? Нийтдээ химийн бодис бага хэрэглэдэгт оршино. Энэ нь одоогийн үед маш чухал учраас химийн бодисын үнэ өсч байгаа ба зохицуулагчид, усны цэвэрлэх станцын менежерүүд ус цэвэрлэхэд юу хэрэглэж байгааг илүү анхааралтай ажиглаж байна.

Туршилтын судалгаа: Дууны долгиорох системийг ашиглан бохирдлыг өндөр үр дүнтэй цэвэрлэх

Сингапурын Чанги ус цэвэрлэх төвд 12-сарын туршилтын үеэр мембран био-реакторуудад дууны долгиоруудыг нэмж суурилуулсан бөгөөд дараах үр дүнд хүрсэн:

• 85%-иар бууруулсан энергийн хэрэглээнд (урвуу осмосын 8 кВтц/м³-тэй харьцуулахад 1.2 кВтц/м³)
• 99.9% ариутгал антбиотикт тэсвэртэй генүүдийн
• Химийн нэмэлт бодисгүй хэмжээг хадгалах зорилгоор

Энэ төслийг эрдэм шинжилгээний судалгаанд баримтжуулсан бөгөөд жилд $2.8 сая долларын үйлчилгээний зардлыг хэмнэж, SG-NEWater-ийн хатуу шаардлагуудыг хангасан.

Дууны долгионд суурилсан ус цэвэрлэх аргын удаан хугацааны чиг хандлага

Өнөөгийн дууны долгион ашигладаг системүүд нь ойролцоогоор 90 хувийн энерги хувиргах үр дүнтэй пьезоэлектрик хувиргагуур агуулдаг бөгөөд энэ нь зөвхөн 2020 оны жилүүдтэй харьцуулахад хүчний шаардлагыг ойролцоогоор 30 хувиар бууруулдаг. Эдгээр системүүд нарны энергиэр ажилладаг жижиг цахилгаан станцуудтай сайн ажиллаж, гол сүлжээнээс хол орших бүлгүүд өөрсдийн усыг харъяа газраа цэвэрлэх боломжийг бүрдүүлдэг. Ийм төвгүйжсэн арга хандлага нь 2030 оны зорилгод чиглэсэн Нэгдсэн Үндэстнүүдийн Усны Үйл ажиллагааны Ажлын Хөтөлбөрт тулгуурласан байдаг. Их зураглал руу хандвал ултрасоник аргаар цэвэрлэх нь санхүүгийн хувьд ч давуу талтай байдаг. Амьдралын мөчлөгийн зардал нь озонд суурилсан өрсөлдөгчидтэй харьцуулахад ойролцоогоор 40 хувиар хямд байдаг. Мэргэжлийн шинжилгээний байгууллагууд ирэх арван жилийн турш энэ технологи том $56 тэрбум долларын дэвшүүлсэн ус цэвэрлэх зах зээлд ойролцоогоор 25 хувийн эзлэх хувиа эзлэх боломжтой гэж таамаглаж байна.

Ультразвукын усны тоолуур: Хотын усны менежментийн нарийвчлал, үр ашиг

Гэрэл хугацааны хэмжилтийн зарчим болон нарийвчлалын давуу тал

Ультразвукын усны тоолуур нь цахилгаан дамжуулалтын замаар усанд дууны долгион тээвэрлэх хугацааг хэмжих замаар ажилладаг. Тоолуур урсгалын дагуу болон эсрэг чиглэлд дохио илгээх үед явж өнгөрөх хугацааны бага зэргийн ялгааг тооцож, урсгалын хурдыг тодорхойлдог. Эдгээр тоолуур нь маш нарийвчлалтай байдаг бөгөөд усны урсгал хурдан эсвэл удаан үед ч ойролцоогоор 1%-ийн нарийвчлалтай уншдаг. Механик тоолууртой харьцуулахад ялангуяа системд ихэвчлэн тохиолддог байх бага урсгалын үед тэднийгтэй тааруулах боломжгүй. Ультразвукын тоолуурыг онцлох зүйл бол хөдөлгөөнт хэсэггүй байдал юм. Хэтгэлзүү болон элэгдэлд орох деталь байхгүй, тогтмол дахин калибраж хийх шаардлагагүй. Энэ нь хотын усны системд өдрийн турш түр зуурын даралт өөрчлөгдөх үед ч гэсэн нарийвчлалыг хадгалж чаддаг гэсэн үг.

Хөдөлгөөнт хэсэггүй: Итгэмжлэх чадвар их, энерги хэрэглээ бага

Турбиныг болон араа шатнуудыг хатуу төлвийн сенсоруудаар солиход ультра авиан метрууд нь энерги хэрэглээг 30%-иар бууруулдаг. Дотоод налалт байхгүй байх нь механик метрүүдэд элбэг тохиолддог элс, давсны тунаслын үүсгэдэг ба исэлдэлтийг саатуулж, туршилтын үе шатанд төхөөрөмжийн амьдралын хугацааг 12 жилээс илүү үргэлжлүүлдэг.

Гаднаас суурилуулах боломжтой ба үйлчилгээний хэрэгцээ бага

Ультра авиан метрүүдийг орших хоолойд хэсэлт, цахилгаан болон галт хайлуулалт хийхгүйгээр гаднаас нь суурилуулдаг тул хотын шинэчлэлтэнд суурилуулах хугацааг 60% бууруулдаг. Орон зайн хязгаарлалттай орчинд вертикаль, хэвтээ эсвэл налуу байрлалд ч босгоно гэсэн зориулалтаар загварчлагдсан байдаг. Засвар үйлчилгээ нь механик метрүүдийн улиралд нэг удаа хийдэг үйлчилгээнээс ялгаатай нь жилд хоёр удаа калибрлалтын шалгалт хийхэд хязгаарлагддаг.

Оюунлаг интеграци: Бодит цагт мониторинг ба Хиймэл оюун ухаан дээр суурилсан сүлжээний үр ашгийг сайжруулах

Оюунлаг хотуудын хувьд хөгжүүлэгдсэн метрийн инфраструктурын (AMI) холболт

Дэвшилтэт хэмжих байгууламж (AMI) нь ультра авианы усны тоолуур болон оюунлаг IoT сенсоруудыг хослуулан урсаж буй усны хэмжээ, даралт, нийт хэрэглээний зүй тогтолд харьцуулсан бодит цагийн мэдээллийг цуглуулдаг. Энэхүү системийг ашигласнаар усны компаниуд ухилтыг илүү хурдан илрүүлж, түгээлийн системийг илүү сайн удирдах боломжтой болдог. Өнгөрсөн жил гаргасан судалгаагаар хотуудад суурилсан оюунлаг хэрэгслүүдийн сүлжээнд AMI-г нэвтрүүлсэн газрууд жилийн хагасын дотор бодитоор алдагдаж буй, татвар ногдуулаагүй усны хэмжээг ойролцоогоор 18 хувиар бууруулсан байна. Ультра авиан технологийг онцлог болгох нь механик хэсэг байхгүй тул хугацаа өнгөрөх тутам элэгдэж нас бардаггүй юм. Иймд усны чанар муу үед ч устай ажилладаг хуучин загварын тоолуур шиг асуудал үүсэхгүйгээр хэмжилтийн нарийвчлал хадгалагдана.

Тогтвортой усны системийн хувьд хийрийн оюун ухаанаар урьдчилан сэргийлэх засвар үйлчилгээ

Машин сургалтын загварууд түүхэн болон бодит цагт авсан мэдрэгчийн өгөгдлийг шинжилж, тоног төхөөрөмжийн гэмтэл гарахаас 7–14 хоногийн өмнө урьдчилан таамаглана. Жишээ нь, насосны элэгдлийг урьдчилан таамаглаж байгаа хиймэл оюун ухааны систем нь засвар үйлчилгээний зардлыг 30%-иар бууруулж, дунд зэргийн хэмжээний ашиглалтын компани бүр жилд дунджаар 740,000 ам.доллар хэмнэдэг. Эдгээр хэрэгслүүд эрсдэлийн түвшингээр засварын приоритетыг тодорхойлж, системийн тэсвэрт чадлыг болон нөөцийн тараалтыг сайжруулдаг.

Тохиолдолын судалгаа: Бодит цагийн өгөгдөл ашиглан хотын усны үр ашгийг сайжруулах

Солбираны нэг хот 12,000 үйлчилгээний цэгт дууны долгион хэмжигч мэдрэгч болон хиймэл оюун ухааны шинжилгээг суурилуулснаар нэг санхүүгийн жилийн дотор хэмжигдэх үр дүнд хүрсэн:

Тооноор	Зөвлөх	Анх амын үзүүлэлт
Хугарлын илрүүлэх хурд	65% илүү хурдан	ус алдалт 22%-иар буурсан
Насосны энерги хэрэглээ	18%-ийн бууралт	жилийн 290,000 ам.долларын хэмнэлт
Метрийн унших нарийвчлал	99.8%	1,200 гаруй маргааныг бүрэн арилгасан

Системийн 15 минутын интервалтай өгөгдөл нь ачааллын оргил үед даралтыг динамик байдлаар тохируулах боломжийг олгож, хоолойн хугарцыг 40%-иар бууруулсан.

Дууны долгиор сувгийн урсгалыг илрүүлэх, үйлдвэрийн урсгалыг хянах технологи

Ултрасоник технологийг ашиглан тархаалтын сүлжээнд цэвэр усны алдагдлыг эрт илрүүлэх

Ултрасоник сенсор нь хуучин акустик арга байдлаас ойролцоогоор 40 хувиар илүү хурдан цэвэр усны сувгийн цэв гаралтыг илрүүлдэг. Эдгээр сенсорууд 25-100 кГц давтамжийн хоорондох өндөр давтамжтай дууг мэдрэх замаар ажилладаг бөгөөд энэ давтамж нь хүний чих сонсох боломжгүй зүйл юм. 2024 онд усны компаниудын хийсэн судалгаагаар эдгээр систем нь цахилгаан шахалттай усны системд 0.003 CFM хэмжээтэй маш жижиг цэв гаралтыг ч илрүүлж чаддаг байна. Үүний дүнд хотууд нь цэв гарч буй хоолойнуудаас жилдээ дунджаар 7.5 сая галлоны усыг хэмнэх боломжтой болно. Тэдгээр нь яагаад ийм сайн ажилладаг вэ гэвэл, хойноос гарч буй дуу чимээг хааж өгдөг ухаалаг шүүлтүүртэй байдаг. Иймээс эсвэл үйлдвэрийн талбай, эсвэл гадаа чимээ ихтэй газарт байхаас үл хамааран эдгээр илрүүлэгчид далд цэв гаралтыг анхдагчаар нь олж, илрүүлэх боломжийг олгодог.

Үйлдвэрлэлийн хэмжээний урсгалын хяналт болон хэмжигдэх усны хэмнэлт

Хавхлага-он автомат урсгалын тоолуурыг суурилуулсан үйлдвэрийн газрууд нь хагас дюймээс эхлээд 120 дюйм хүртэлх хоолойн хэмжээнүүд дээр бодит цагт мониторинг хийснээр ихэвчлэн усны хэрэглээгээ 12-18 хувийн хооронд хэмнэдэг. Эдгээр төхөөрөмжүүд зөвшөөрөлгүй суурилуулалттай ажилладаг тул усны даралт буурах, устөрөгчийн механик тоолууртай холбоотой гарч ирдэг сүйтгэлтийн асуудлууд гарахгүй. Тус төхөөрөмжүүд усны урсгал маш их хурдацтай өөрчлөгдөх үед ч гэсэн 92.6 хувийн нарийвчлалд хүрдэг бөгөөд 2023 онд Олон Улсын Усны Нийгэмлэгийн хийсэн судалгаагаар илэрхийлбэл ийм дүгнэлт гарсан. Зах зээлийн явцад анхаарал татах үр дүнгүүд бас байна. Химийн боловсруулах үйлдвэрийн газрууд эдгээр дууны долгионы мониторуудыг оюунлаг хяналтын холбоосуудтай хослуулан ашигласнаар жилдээ ойролцоогоор 25 сая галлоны усыг хэмнэсэн.

Түгээмэл асуулт

Ус цэвэрлэхэд дууны долгионы технологийг юунд ашигладаг вэ?

Ус цэвэрлэхэд хэрэглэдэг дууны долгионий технологийг кавитацийн үед бохирлогч бодис болон микробиологийн задралыг сайжруулахад ашигладаг. Мөн илүү үр дүнтэй бохирлогч бодисын задралыг хангахын тулд хамгийн сүүлийн үеийн исэлдэх процессуудтай хослуулан хэрэглэдэг.

Дууны долгионы усны тоолуур хэрхэн ажилладаг вэ?

Дууны долгионы усны тоолуур нь усанд дамжуулсан дууны долгионы хугацааг хэмжих замаар урсгалыг тодорхойлдог. Дууны долгионг урсгалын дагуу болон эсрэг чиглэлд илгээх үеийн дамжих хугацааны зөрүүнд үндэслэн урсгалын хурдыг тооцоолдог.

Ус алдаж буй газрыг олохдоо дууны долгионы мэдрэгчийг ашигласнаар ямар давуу талтай вэ?

Дууны долгионы мэдрэгч нь хэвийн аргаас илүү хурдан хоолойд гарсан ус алдаж буй газрыг өндөр давтамжийн дууныг барьж авснаар илрүүлдэг. Агуурах шуугианг шүүх чадвар нь жижиг хэмжээний ус алдалтыг нарийвчлан олоход тусалдаг бөгөөд ингэснээр усыг хэмнэж, алдагдлыг бууруулдаг.