Aplicação de medidores de nível de ultra-som em poços de esgoto urbano

Palavras-chave: medidor de nível ultrasónico, gestão de águas residuais urbanas, monitorização do nível de líquidos, cidade inteligente, prevenção de desbordamentos de águas residuais, medição sem contacto, IoTnas águas residuais

Antecedentes: Desafios no envelhecimento dos sistemas urbanos de esgoto

Em uma antiga área urbana de uma cidade de segundo nível, a rede subterrânea de esgoto complexa e gravemente envelhecida enfrentava desafios crescentes devido ao aumento dos volumes de águas residuais.Os níveis dos poços de esgoto aumentaram rapidamente, causando frequentes transbordamentos que poluem o ambiente, perturbam a vida diária e representam riscos para a segurança dos pedestres e dos veículos.O departamento de gestão da cidade precisava urgentemente de uma solução fiável paraem tempo real Monitorização do nível do líquidoPara prevenir incidentes de transbordamento de forma proativa.

Análise comparativa

Após avaliar várias tecnologias, os medidores de nível ultra-sônicos foram escolhidos por suas vantagens únicas.

Principais vantagens:

• Projeto sem contactoElimina os problemas de corrosão e obstrução, reduzindo a manutenção em 75%.
• Largo intervalo de medição(0,2-30 m) é adequado para diversas profundidades de poço.
• Capacidade anti-interferênciaAssegura dados estáveis em condições de água turbulenta e perturbações do ar.
• Fácil integraçãocom os sistemas de automação existentes para a monitorização remota.

Implementação: da instalação à integração do sistema

1Selecção de pontos de monitorização

Foram selecionados 50 poços de esgoto representativos, concentrando-se em:

• Áreas propensas a inundações
• Zonas de baixa altitude
• Localizações críticas perto de centros residenciais/comerciais

2Processo de instalação

• Instalação superior:
  • Furações perfuradas nas tampas das mangueiras para o alinhamento vertical do sensor com a superfície do líquido.
  • Fixei o medidor com suportes à prova d'água para evitar deslocamentos.
  • Conexão de cabos de alimentação e de linhas de sinalização à proximidade de bases de comunicação (módulos GPRS/LoRa).

3Infra-estruturas de apoio

• Sistema de aquisição de dados:
  • Os registadores de dados locais recolheram dados em tempo real sobre o nível do líquido e os transmitiram para o centro de monitorização da cidade a cada 5 minutos.
• Sistema de alarme:
  • Alertas automatizadas (SMS/e-mail) acionadas quando os níveis excedem limiares pré-estabelecidos, com uma taxa de precisão de 95% nos avisos.
• Software de monitorização:
  • Painéis de controlo em tempo real e análise de tendências históricas através de dispositivos de computador/móveis.

Resultados: Transformação da gestão dos esgotos

1Monitorização em tempo real e alerta precoce

• Monitorização contínua 24 horas por diacom atualizações de dados de 5 minutos.
• 30 alertas preventivos bem sucedidosde riscos de transbordamento num ano, incluindo um caso em que um alerta antecipado de uma hora durante chuvas fortes permitiu o envio atempado de equipas de drenagem, evitando um grande transbordamento.

2Operações de drenagem otimizadas

• Melhoria de 25% da eficiência da drenagematravés de ajustes de bombas baseados em dados (por exemplo, aumento da capacidade das bombas nas zonas a montante durante as chuvas).
• Redução dos incidentes anuais de transbordamento num distrito problemático de 10+ para <2.

3. Economia de custos

• Redução de 75% dos custos anuais de manutenção: De ¥2.000 a ¥500 por poço, economizando ¥75.000 por ano para 50 poços.
• Reduzir a limpeza e reparações desnecessárias através de um calendário de manutenção baseado em dados.

Lições aprendidas e perspectivas para o futuro

Principais conclusões:

1. Projeto específico do local: As inspecções exaustivas anteriores à instalação garantem a colocação ideal dos sensores e a precisão dos dados.
2. Equipamento confiável: dar prioridade a medidores ultra-sônicos de alta qualidade com fortes características anti-interferência.
3. Tomada de decisões baseada em dados: Integrar os dados do nível dos líquidos com os modelos urbanos de drenagem para uma gestão proativa.
4. Manutenção contínua: As calibrações regulares e as atualizações do sistema garantem a fiabilidade a longo prazo.

Potencial futuro:
Como parte docidade inteligenteAs iniciativas, os medidores de nível ultrasónico podem integrar-se com plataformas IoT para análises preditivas, reduzindo ainda mais os riscos de transbordamento e aumentando a sustentabilidade urbana.

Conclusão:

Este estudo de caso demonstra como os medidores de nível ultrasónicos oferecem uma solução robusta e econômica para o nível de líquido de esgoto urbanoMonitorização, combinando a inovação técnica com as necessidades práticas de gestão da cidade.e infra-estruturas urbanas mais sustentáveis.

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