כיצד לבחור פתרונות ניטור ברמת ביוב

כיצד לבחור פתרונות ניטור ברמת ביוב

 

חיישני מפלס הביוב הם "העיניים והאוזניים" של שירותי מים לבדיקת מה קורה בעולם התת-קרקעי שלהם. עד לאחרונה תוכננו מבני ביוב ענקיים שהושארו ללא השגחה, מחכים לכשל קטסטרופלי כלשהו. כיום, יותר ויותר חברות שירות וממשלות מקומיות עוקבות מקרוב אחר התשתית היקרה שלהן. חלק מהיתרונות של ניטור מפלס הביוב הם:

▪ זיהוי מוקדם של תנאי חסימה

▪ שליחת צוותי תחזוקה למקום הנכון בזמן הנכון

▪ מניעת אירועים קטסטרופליים סביבתיים כגון שפיכת עיר ביוב

▪ חשבונאות ותמחיר של שפכים המופקים על ידי מפעלי תעשייה

▪ סיוע בתכנון קו ביוב ארוך טווח על בסיס פרופילי שימוש בפועל

מאמר מדריך קצר זה הוא הנחיה עבור חברות שירות המתכננות ליישם פתרונות ניטור בגובה הביוב. ארבעה נושאים חשובים נדונים במאמר זה ומפורטים להלן:

▪ עמידות הפתרון המועמד

▪ פעולה בסביבה נפיצה

▪ תקשורת ורישום נתונים

▪ נתוני מדידה זמינים

 

1. עמידות

רכיבי מערכת המותקנים בתוך ביוב חייבים לעמוד בתנאי סביבה קשים. בראש רשימת האיומים העוינים הם:

▪ כשל פיזי

▪ חדירת נוזלים ולחות

כשל פיזי עשוי לנבוע ממוצקי ביוב המפריעים למנגנון המדידה. סוג זה של כשל בולט ביותר בחיישנים שקועים כמו מצופים מכניים וחיישני לחץ. השימוש בחיישנים ללא מגע כגון מכ"ם או חיישנים מבוססי אולטרסאונד מפחית את שיעור הכשלים הפיזיים אך אינו מבטל בהכרח תקלות אלו. במיוחד, כאשר הביוב עולה על גדותיו, חומרים מסוגים שונים עלולים להידבק לחיישן ללא מגע ולחסום את פניו המקרינים.

 

חדירת נוזלים עלולה לגרום לכשל בלתי הפיך של המערכת. לכן, נדרש קצב איטום גבוה מאוד. שיעורי איטום פורמליים של IP68 (או NEMA 6P) אינם מספיקים בסביבת הביוב. השילוב של זרימת נוזלים, כימיקלים וגזים תגובתיים הם תנאים שאינם נבדקים בדרך כלל באימותי מעבדה של קצב איטום IP68 (NEMA 6P).

 

תקציר: בעת בדיקת התאמה של פתרונות ניטור ביוב, תחת קטגוריית העמידות, העדיפו חיישנים ללא מגע המותקנים גבוה בתוך הביוב. חפשו גם מנגנון איטום תומך נוסף כמו איטום כפול או תחזוקה מונעת מתוזמנת ומקיפה מובטחת.

 

2. גזים נפיצים

ייתכן שקיימים גזים נפיצים בחלק מאתרי הביוב. מתאן הוא גז טיפוסי שעשוי להימצא בביוב תת קרקעי. בהינתן ריכוזי גז נאותים, ניצוץ עלול להצית את הגז ולגרום לו להתפוצץ. לפתרון ניטור ביוב צריכה להיות אפשרות לשימוש בטוח באטמוספרות נפיצות. הדרישות הנוספות למערכת כספת נפץ יעלו את המחיר ועשויות גם להפחית את הביצועים. לכן, מערכות סטנדרטיות עדיפות באתרי ביוב שבהם אין איום של גזים נפיצים. מערכות שניתן להשתמש בהן בבטחה באווירה נפיצה חייבות להיות מלוות באישור מתאים מאחד או יותר מגופי התקינה הבינלאומיים או המקומיים. האישורים המוכרים ביותר הם:

▪ ATEX (תקן אירופאי)

▪ FM (תקן אמריקאי)

▪ IECEx (בינלאומי)

עם זאת, תקנות מקומיות אחרות עשויות לחול כגון:

▪ NEPSI (סין)

▪ GOST (רוסיה)

שיטות ההגנה משתנות: ממארזים חסיני נפץ ועד למעגלים אלקטרוניים בטוחים פנימיים. חשוב לציין כי הסמכה חייבת להתקיים עבור המערכת כולה. פריסת רכיבי מערכת, כאשר כל רכיב מאושר בנפרד, אינה מבטיחה שהפתרון המלא מאושר.

 

3. תקשורת ורישום נתונים

מידע מופק בדרך כלל מחיישן הביוב באחת מהדרכים הבאות:

▪ רישום מקומי מלווה בביקורים תקופתיים בביוב להורדת נתונים

▪ שידור אלחוטי מסוג רדיו RF

▪ שידורים אלחוטיים מסוג סלולר

רישום מקומי הוא טכניקה אמינה מכיוון שהיא אינה כרוכה בתקשורת אלחוטית. לוגרים מקומיים מוסיפים לעלויות המערכת אך בדרך כלל לא כמו משדרים אלחוטיים ותשתיות תקשורת. החיסרון העיקרי הוא הטיפול הנוסף והמעורבות האנושית בהורדת נתוני רישום. מעורבות זו מגדילה עלויות ונוטה לטעויות.

 

שידורים אלחוטיים מסווגים לפי תשתית התקשורת שלהם. השימוש בתשתית רדיו RF כרוך בתשתית תקשורת ייעודית ושימוש בתדרי RF מוסדרים. התדרים המותרים עבור יישום זה עשויים להיות שונים במדינות שונות. במקרים מסוימים, תשתית תקשורת RF היא מבנה דו-שכבתי שבו החיישן השדה משדר לרכזת מקומית והרכזת משדרת (באמצעות חוטים או אלחוטיים) למיקום מרכזי. היתרון העיקרי של פתרונות מבוססי רדיו RF הם אמינות וכיסוי מותאם. החיסרון העיקרי הוא הצורך בהקמת תשתית ייעודית ואתגרי רגולציה מקומית.

 

חלופה לשידורי רדיו RF היא שימוש בתשתית סלולרית קיימת. היתרון הגדול בתכנית זו נובע מניצול תשתית תקשורת קיימת ומכאן עלויות נמוכות יותר. ביוב ממוקמים בדרך כלל באזורים עירוניים שבהם הכיסוי הסלולרי טוב. החיסרון בשימוש בתקשורת סלולרית ניכר בביוב עמוק או סגור מתכתי. באתרים אלו, או באתרים בהם המבנים התוחמים משולבים מבני בטון/מתכתי, הכיסוי הסלולרי התת-קרקעי עשוי להיות נמוך או לא קיים. אנטנות חיצוניות עשויות, במקרים מסוימים, לעקוף את הבעיות הללו.

 

4. נתוני מדידה

חיישני מפלס ביוב אינם מוגבלים בהכרח למדידות מפלס. נתונים נוספים עשויים להרחיב את יכולות החיישן:

▪ רמה

▪ זרימה

▪ טמפרטורה

▪ חיישנים מסוג גנרי אחרים

מידע על מפלס הביוב חיוני לזיהוי מצבי גלישה, סתימות, שימוש יתר בצנרת, תכנון ארוך טווח ועוד.

 

נתוני זרימת ביוב (למשל במונחים של מטר מעוקב לשעה) ונתוני נפח ביוב (במונחים של מטר מעוקב) הם אבן בניין מידע נוסף. ניתן לחלץ מידע זרימה ממידע ברמה באחת משתי שיטות:

 

▪ שימוש בצינורות צינורות ביוב או מתחת לבורות ביוב

▪ שימוש בנוסחת Manning

חישת טמפרטורה גם מרחיבה את התועלת של המערכת. עלייה בטמפרטורה לטווח קצר יכולה להעיד, למשל, על השלכת פסולת תעשייתית לביוב.

 

לבסוף, היכולת להתחבר לחיישנים נוספים באמצעות פרוטוקול סטנדרטי כלשהו עשויה להגביר עוד יותר את יעילות המערכת. החיישנים האחרים הללו עשויים להיות מהסוג הכימי (כגון PH) או מהסוג הביולוגי. עם זאת, יש לציין כי חיישנים עצמאיים, המוכנים לחיבור למסוף לשימוש כללי, זמינים רק לעתים רחוקות בשוק.