ملخص: كان التوسع الصناعي والسكاني في العقود القليلة الماضية مساهمًا حاسمًا في تدهور جودة المياه. بعض الغازات المنبعثة من محطات معالجة المياه سامة وقابلة للاشتعال، والتي يجب تحديدها، مثل كبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون والميثان وأول أكسيد الكربون. يجب تطوير أنظمة مراقبة جودة المياه لتلبية المتطلبات القانونية والبيئية والاجتماعية. يعد رصد جودة المياه أمرًا صعبًا بسبب تباين وطبيعة وتركيزات الملوثات التي يجب الكشف عنها. يلعب الغاز المنبعث من عمليات المعالجة هذه دورًا أساسيًا في معالجة المياه ومراقبتها والتحكم فيها. يمكن استخدام مستشعرات الغاز كجهاز أمان في عملية تنقية المياه. تستقبل مستشعرات الغاز إشارات الإدخال في المحفزات الكيميائية والفيزيائية والبيولوجية وتحولها إلى إشارات كهربائية. يمكن تركيب مستشعرات الغاز في عمليات معالجة مياه الصرف الصحي المختلفة. في هذه المراجعة، نستعرض أحدث التطورات والتطورات البارزة والإنجازات التكنولوجية التي أدت إلى تطوير مستشعرات الغاز لتقييم جودة المياه. ونناقش دور مستشعرات الغاز في صيانة ومراقبة جودة المياه، ونلخص مختلف المُحللات وتقنيات الكشف الخاصة بها ومواد الاستشعار، مع توضيح مزاياها وعيوبها. وأخيرًا، نقدم ملخصًا وتوقعات للاتجاهات المستقبلية لمستشعرات الغاز في مراقبة وصيانة جودة المياه.
الكلمات الرئيسية: مستشعر الغاز/جودة المياه/معالجة المياه/مياه الصرف الصحي/الطلب الكيميائي للأكسجين/الطلب البيولوجي للأكسجين
مقدمة
يُعد التلوث العالمي المتزايد لإمدادات المياه بآلاف المركبات الطبيعية والصناعية من أهم القضايا البيئية التي تواجه البشرية. وقد برز هذا التلوث بشكل أكبر في العقود الأخيرة بسبب العولمة والتصنيع والزيادة المفاجئة في عدد السكان. لا يحصل حوالي 3.4 مليار شخص على مياه شرب نظيفة، وهو ما يرتبط بأكثر من 35% من جميع الوفيات في البلدان النامية [1]. يُستخدم مصطلح مياه الصرف الصحي للمياه التي تحتوي على فضلات بشرية ومنزلية وحيوانية ودهون وصابون ومواد كيميائية. يُشتق مصطلح المستشعر من كلمة "sentio" اللاتينية التي تعني الإدراك أو الملاحظة. المستشعر هو جهاز يُستخدم للكشف عن المادة محل الاهتمام ويستجيب لوجود ملوث أو مادة محلّلة في البيئة. على مر السنين، طور البشر طرقًا متقدمة للكشف عن جودة المياه لتحديد البكتيريا والمواد الكيميائية العضوية وغير العضوية ومعايير أخرى (مثل الرقم الهيدروجيني والصلابة (الكالسيوم والمغنيسيوم المذاب) والعكارة (التغيم). تُستخدم المستشعرات للحفاظ على جودة المياه ومراقبتها وحماية مستخدمي المياه. يمكن وضع هذه المستشعرات في أماكن مناسبة، في المنتصف داخل منشأة معالجة المياه أو داخلها أو حتى على نقطة استخدامها. يمكن مراقبة جودة المياه عبر الإنترنت أو دون اتصال بالإنترنت بمساعدة المستشعرات. في هذه الأيام، يُفضل مراقبة المياه عبر الإنترنت بسبب الاستجابة السريعة لهذا النوع من الأنظمة. يوجد نقص في المستشعرات المناسبة التي يمكن استخدامها للمراقبة المناسبة في الوقت الفعلي للصيانة ومراقبة جودة المياه. إحدى أكثر تقنيات معالجة المياه استخدامًا هي مفاعلات الدفعات التسلسلية. إنه نظام حمأة منشطة يُستخدم لإثراء الحمأة بالكائنات الحية المتراكمة للفوسفات. يتم تشغيل معظم المفاعلات بناءً على خطوات غير متصلة بالإنترنت، مما يعني أن أخذ عينات البيانات التردد المنخفض وتأخر النتائج. إنه عائق أمام الإدارة السليمة للأنظمة ويجعل
وقت النشر: ١٩ ديسمبر ٢٠٢٤