Abstrakt Průmyslový a populační růst v posledních několika desetiletích zásadně přispívá ke zhoršování kvality vody. Některé plyny unikající z úpraven vody jsou toxické a hořlavé, a proto je třeba je identifikovat, například sirovodík, oxid uhličitý, metan a oxid uhelnatý. Systémy monitorování kvality vody musí být vyvinuty tak, aby splňovaly právní, environmentální a sociální požadavky. Monitorování kvality vody je obtížné kvůli variabilitě, povaze a nízkým koncentracím kontaminantů, které je třeba detekovat. Plyn unikající z těchto procesů úpravy vody hraje zásadní roli v úpravě, monitorování a regulaci vody. Plynové senzory lze použít jako bezpečnostní zařízení v procesu čištění vody. Plynové senzory přijímají vstupní signály v chemickém, fyzikálním a biologickém podnětu a převádějí je na elektrické signály. Plynové senzory lze instalovat v různých procesech čištění odpadních vod. V tomto přehledu prezentujeme nejmodernější pokroky, významné vývojové trendy a technologické úspěchy, které vedly k vývoji plynových senzorů pro hodnocení kvality vody. Je diskutována role plynových senzorů v udržování a monitorování kvality vody a jsou shrnuty různé analyty a jejich detekční technologie a senzorické materiály, přičemž jsou nastíněny jejich výhody a nevýhody. Nakonec je uvedeno shrnutí a výhled budoucího vývoje plynových senzorů v monitorování a údržbě kvality vody.
Klíčová slova: Plynový senzor/Kvalita vody/Úprava vody/Odpadní voda/Chemická spotřeba kyslíku/Biologická spotřeba kyslíku
Zavedení
Jedním z nejvýznamnějších environmentálních problémů, kterým lidstvo čelí, je rostoucí globální znečištění vodních zdrojů tisíci přírodních a průmyslových sloučenin. V posledních desetiletích se toto znečištění ještě více zhoršilo v důsledku globalizace, industrializace a náhlého nárůstu populace. Přibližně 3,4 miliardy lidí nemá přístup k čisté pitné vodě, což souvisí s více než 35 % všech úmrtí v rozvojových zemích [1]. Termín odpadní voda se používá pro vodu, která obsahuje lidský odpad, domácí odpad, zvířecí odpad, tuky, mýdlo a chemikálie. Termín senzor je odvozen z latinského slova „sentio“, což znamená vnímání nebo pozorování. Senzor je zařízení používané k detekci sledovaného analytu a reaguje na přítomnost kontaminantu nebo analytu přítomného v životním prostředí. V průběhu let lidé vyvinuli pokročilé metody detekce kvality vody k identifikaci bakterií, organických a anorganických chemikálií a dalších parametrů (např. pH, tvrdost (rozpuštěný Ca a Mg) a zákal). Senzory se používají k udržování a monitorování kvality vody a k ochraně uživatelů vody. Tyto senzory mohou být umístěny na vhodných místech, centrálně v úpravně vody, uvnitř nebo dokonce v místě jejího odběru. Kvalitu vody lze monitorovat online nebo offline pomocí senzorů. V dnešní době se online monitorování vody dává přednost kvůli rychlé reakci těchto systémů. Chybí vhodné senzory, které by bylo možné použít pro řádné monitorování v reálném čase pro údržbu a monitorování kvality vody. Jednou z nejpoužívanějších technik úpravy vody jsou sekvenční dávkové reaktory. Jedná se o systém s aktivovaným kalem, který se používá k obohacení kalu organismy akumulujícími fosfáty. Většina reaktorů je provozována na základě offline kroků, což znamená, že vzorkování dat je nízkofrekvenční a výsledky jsou zpožděny. To je překážkou pro řádné řízení systémů a způsobuje, že...
Čas zveřejnění: 19. prosince 2024