Карта на полета, отбелязани точки с концентрация на метан над 3 000 ppm*m. И това е много!
Представете си, че имате сметище, което понякога пуши и мирише. Това е свързано с факта, че при разлагането на органични вещества се образуват различни газове. При това се образува не само метан, но и напълно токсични газове, затова сметищата понякога трябва да се обследват.
Обикновено това се прави с пеши обход с преносим детектор на метан, но на практика това е много сложно, отнема много време и всъщност не е особено необходимо на собствениците на сметището.
Но е нужно на правителството на града, местните власти, областта и т.н., където се намира сметището или разрешената сметищна площадка, на еколозите и простите хора, които искат да дишат чист въздух.
Услугата за автоматизирано измерване на нивото на метан с помощта на дронове е много търсена в Европа.
Ние, с нашите партньори от компания , проведохме съвместна работа в тази област и получихме интересен резултат.
С какво се регулира?
Нормативната база по сметищата — инструкция за проектиране, експлоатация и рекултивация на сметища за твърди битови отпадъци (одобрена от Министерството на строителството на Руската Федерация на 2 ноември 1996 г.), санитарни правила СП 2.1.7.1038-01 «Хигиенни изисквания за устройството и поддръжката на сметища за твърди битови отпадъци» (одобрени с наредба на Главния държавен санитарен лекар на Руската Федерация от 30 май 2001 г. № 16), концепция за управление на твърдите битови отпадъци в Руската федерация МДС 13-8.2000 (одобрена с наредба на Колегията на Госстроя на Руската федерация от 22 декември 1999 г. № 17), СанПиН 2.1.6.1032-01. 2.1.6. Атмосферен въздух и въздух на закрито, санитарна защита на въздуха. Хигиенни изисквания за осигуряване качеството на атмосферния въздух в населени места (одобрени от Главния държавен санитарен лекар на Руската федерация на 17.05.2001).
Допустимите концентрации по този набор от документи са следните:
Вещества
ПДК, мг/м3
Максимално еднократно
Среднодневно
Безвреден прах
0,5
0,15
Сероводород
0,008
—
Въглероден оксид
5,0
3,0
Азотен оксид
0,4
0,06
Метална живак
—
0,0003
Метан
—
50,0
Амоняк
0,2
0,04
Бензол
1,5
0,1
Трихлорметан
—
0,03
Тетрахлорметан
4,0
0,7
Хлорбензен
0,1
0,1
Типичен състав на биогаза:
Вещества
%
Метан, CH4
50–75
Въглероден диоксид, CO2
25–50
Азот, N2
0–10
Водород, H2
0–1
Сероводород, H2S
0–3
Кислород, O2
0–2
Биогазът се обозначава до 12–15 години, а след втория година — предимно метан или само въглероден диоксид (или смес от тях).
Как търсят течове сега
За да се намерят местата, от които излиза метан на сметище, се използва трудът на обходчици. Те взимат ръчен газоанализатор (в народния език — „чукан“) и нещо, което прилича на чадър, обходчикът избира място на сметището. Установява там малък купол и чака, докато под него се събере определена концентрация на газ. Измерва нивото на концентрацията с помощта на газоанализатора и записва показанията на уреда. След това се мести на друга точка за следващото измерване. И така нататък.
Процесът е доста прост, но много неефективен по отношение на количеството направени измервания за единица време. Добавете човешкия фактор и адските условия на работа на обходчика, който е принуден с часове да ходи по смрадливото сметище (вероятно наистина използвайки средства за индивидуална защита).
Дронът ни в помощ
В края на 2018 година на изложението INTERGEO 2018 (Франкфурт) се запознахме с технологията Пергам и техния опит в полетите на дронове над сметища. Ребрата започнаха да използват дрон с монтиран на него дистанционен лазерен детектор за метан за търсене на течове. На борда на дрона поставиха логер, който записва всички показания на детектора. След завършване на облитането информацията от логера се прехвърля на компютър под формата на таблица за анализ. Ако където и да било има надвишаване на концентрацията на метан, дронът се изпраща отново на тази точка за заснемане на мястото на теча.
Към това време ребрата от Пергам вече бяха извършили редица облёти на сметища, като разбраха, че е доста лесно да летят легално. Получи се следният процес:
- Такива полети с дронове обикновено се съгласуват две седмици след изпълнението на юридическите формалности: получаване на разрешение от собственика на територията, утвърден план за полет от авиационните власти и администрацията на областта. Заявка за установяване на местен режим на полети се изпраща в зоналния център (ЗЦ) три до пет дни преди началото на работа, а планът за полети се изпраща един ден преди начало на работа. В деня на започване на работата е необходимо да се обадите два часа по-рано в ЗЦ, а преди излитане трябва да се обадите на всички отговорни органи. Отговорните органи се определят по общата карта "Въздушно пространство на Руската федерация" (ВП РФ). Изглежда, че скоро ще излязат изменения и ще може да се лети на височини до 150 метра в пределите на пряка видимост.
- Всеки път полетът започва с измерване на посоката и скоростта на вятъра, атмосферното налягане. Ако скоростта на вятъра е по-голяма от четири метра в секунда, полетите не се извършват, защото резултатът става непредсказуем: може да откриете теч на неправилното място (физически ще бъде занесено в друга посока).
- Операторът на дрона на място сам минимизира броя на завоите и изчислява времето за полет приблизително на 25 минути. Общо, времето на полет може да бъде съкратено с между 5 и 20 % в зависимост от метеорологичните условия.
- По-добре е да се започне полетите от подветрената страна, за да се осигури сканирането по вятъра.
- Достатъчната за откриване на течове височина на полета на дрона е 15 метра.
- Ако има разрешение за аерофотоснимане, е възможно да се заснеме мястото на изхвърляне с термовизор и в видимия спектър.
В сравнение с работата на обходчици — пробив! Но в работата на детектора, използван от Пергам за облета, имаше съществен недостатък: липсата на комуникационен канал между детектора и оператора по време на полета. Информацията за течовете можеше да бъде получена само след приземяване на дрона.
Пергам + КРОК + SPH
В момента на запознаването с Пергам, КРОК току-що беше получил бордови изчислител за дрон DJI Matrice 600, който освен това можеше да предава телеметрия чрез DJI LightBridge 2. Пергам веднага се заинтересува от продукта и предложи да направи интеграция на downlink за техния продукт — дистанционен детектор на метан LMC за дрон.
В резултат се появи съвместно разработване на КРОК (Русия), Пергам-Инжиниринг (Русия) и SPH Engineering (Латвия, производител на софтуер UGCS) — комплекс LMC G2 DL (Laser Methane Copter Generation 2 с Downlink). Това е второто поколение софтуерно-апаратен комплекс за откритие на метанови изтичания (CH4).
В състава на решението е дрон DJI Matrice 600 с взлетно тегло 11 килограма, оборудван с дистанционен лазерен детектор на метан и бордови компютър. Новият софтуер позволява точно да се зададе траекторията на полета на определена височина и с необходимата скорост, моментално да се реагира в случай на откритие на метаново изтичане, точно да се локализира мястото и навреме да се предприемат мерки.
Сега процесът е такъв:
1. За да не пропуснеш нищо от площта на полигона, полетният план се създава в софтуера UgCS. Това отнема минути. При това може да се прави в топъл офис и да не си мръзнеш… ръцете.
Полетният план на дрона в софтуера UgCS.
2. След това операторът подготвя дрона на точката на взлета на полигона. И чрез мобилното приложение UgCS стартира полета.
Концентрацията е в нормата.
Открито е изтичане.
3. След това, благодарение на нашия бордови компютър, показанията на детектора на метан в режим на онлайн се изпращат в мобилното приложение. При това бордовият компютър, в случай на загуба на връзка с земята, фиксира всички показания от прилагането на SD-картата.
4. Всички превишения на нивото на концентрация на метан могат незабавно да се маркират на картата. Вече не губиш време за постпроцесинг за локализация на мястото на изтичането.
5. Печалба!
Коментар на еколога на КРОК:
Няма закон, който да задължава сметището да фиксира официално каквито и да било изтичания, но метанът е парников газ, а парниковите газове са забранени през последните 20 години. Има Киотски протокол и в рамките на проекта "Чист въздух", който е част от националния проект "Екология", вероятно ще има закон за квотиране. И тези квоти ще започнат да се търгуват. И всяка компания трябва да разбере дали имат възможност да минимизират или контролират емисиите.
Надзорният орган е Росприроднадзор. Полигонът сам по себе си е инженерно съоръжение, което трябва да премине през Главгосэкспертиза. Там се провежда производствено-екологичен контрол. Честотата на този контрол се определя в зависимост от опасността и за всеки конкретен полигон. Например, на всеки три месеца лаборатория посещава и измерва нещо — обикновено вода, почва, въздух. Добрата практика при полигоните е те сами да си изградят тръбопроводи за газ от сметището и това газ да се използва за собствени нужди. Обикновено там има около 40 процента метан. Ако избухне, ще има разрушени комуникации, възможно е и човешки жертви, мощно изхвърляне... И след това срещу собственика ще бъде образувано наказателно дело. Никой не е заинтересован в това. Дронът в същия Красноярск, например, е икономически обоснован. Двама души плюс охранител с пушката (сериозно — там има мечки), всъдеход, който се чупи на всеки 20—40 км, настаняване, северни дневни.
Дроновете могат да се използват на много места. Да се изгорят пречките на тролей, да се напои поле, да се спусне плот на давещо се лице, да се прелети през пожар и да се намерят всички хора, да се следят браконери или да се търсят плантации от коноп, да се прави инвентаризация на склад — всичко, което въображението ви позволява. Ние сме заинтересовани в нови задачи и можем и искаме да пробваме да решим вашата задача. Ако имате задача за търсене на течове, от мен идва пилотен проект за най-интересното. Имейл — ALevandovskiy@croc.ru.
Връзки
- .
- .
- Моята поща е ALevandovskiy@croc.ru.
Източник: habr.com
