Flugkarte, Punkte mit Methankonzentrationen über 3 ppm*m sind markiert. Und das ist eine Menge!
Stellen Sie sich vor, Sie haben eine Mülldeponie, auf der von Zeit zu Zeit raucht und stinkt. Dies liegt daran, dass bei der Verrottung organischer Stoffe verschiedene Gase entstehen. Dabei entstehen nicht nur Methan, sondern auch völlig giftige Gase, weshalb Mülldeponien manchmal inspiziert werden müssen.
Dies geschieht normalerweise zu Fuß mit einem tragbaren Methandetektor, in der Praxis ist es jedoch sehr schwierig, zeitaufwändig und für Deponiebesitzer im Allgemeinen nicht unbedingt erforderlich.
Dies wird jedoch von der Stadtverwaltung, den Kommunalbehörden, der Region usw. benötigt, in der sich die Deponie oder genehmigte Deponie befindet, von Umweltschützern und von einfachen Menschen, die saubere Luft atmen möchten.
Der Service der automatisierten Methan-Füllstandsmessung mittels Drohnen erfreut sich in Europa großer Nachfrage.
Wir, mit unseren Partnern aus dem Unternehmen , haben in dieser Richtung gemeinsam gearbeitet und ein interessantes Ergebnis erzielt.
Wodurch wird es geregelt?
Der regulatorische Rahmen für Deponien für feste Abfälle sind Anweisungen für die Planung, den Betrieb und die Sanierung von Deponien für festen Hausmüll (genehmigt vom Bauministerium der Russischen Föderation am 2. November 1996), Hygienevorschriften SP 2.1.7.1038-01 „Hygienisch Anforderungen an die Gestaltung und Instandhaltung von Deponien für feste Haushaltsabfälle“ (genehmigt durch den Beschluss des Obersten Staatssanitätsarztes der Russischen Föderation vom 30. Mai 2001 Nr. 16), das Konzept der Entsorgung fester Abfälle in der Russischen Föderation MDS 13-8.2000 (genehmigt durch Beschluss des Vorstands des Staatlichen Bauausschusses der Russischen Föderation vom 22. Dezember 1999 Nr. 17), SanPiN 2.1.6.1032-01. 2.1.6. Atmosphärische Luft und Raumluft, hygienischer Luftschutz. Hygienische Anforderungen zur Gewährleistung der Qualität der atmosphärischen Luft in besiedelten Gebieten (genehmigt vom obersten staatlichen Sanitätsarzt der Russischen Föderation am 17.05.2001. Mai XNUMX).
Die maximal zulässigen Konzentrationen für diesen Dokumentensatz sind wie folgt:
Substanz
MPC, mg/m3
Maximal einmalig
Durchschnittliche tägliche
Staub ist ungiftig
0,5
0,15
Schwefelwasserstoff
0,008
-
Kohlenmonoxid
5,0
3,0
Stickoxid
0,4
0,06
Quecksilbermetall
-
0,0003
Methan
-
50,0
Ammoniak
0,2
0,04
Benzol
1,5
0,1
Trichlormethan
-
0,03
4-Kohlenstoffchlorid
4,0
0,7
Chlorbenzol
0,1
0,1
Typische Zusammensetzung von Biogas:
Substanz
%
Methan, CH4
50-75
Kohlendioxid, CO2
25-50
Stickstoff, N2
0-10
Wasserstoff, H2
0-1
Schwefelwasserstoff, H2S
0-3
Sauerstoff, O2
0-2
Bis zu 12–15 Jahre lang wird Biogas freigesetzt und nach dem zweiten Jahr besteht es hauptsächlich nur noch aus Methan oder nur noch aus Kohlendioxid (oder einer Mischung aus beidem).
So suchen Sie jetzt nach Lecks
Um Methanfreisetzungsstellen auf Mülldeponien zu finden, wird die Arbeit von Straßenarbeitern eingesetzt. Sie nehmen einen tragbaren Gasanalysator (im Volksmund „Schnüffler“) und ein anderes Ding, das wie ein Regenschirm aussieht, und der Lineman wählt einen Platz auf dem Testgelände aus. Er installiert dort eine kleine Kuppel und wartet darauf, dass sich unter der Kuppel eine bestimmte Gaskonzentration ansammelt. Misst den Konzentrationsgrad mit einem Gasanalysator und zeichnet die Messwerte des Geräts auf. Danach bewegt er sich für die nächste Messung zu einem anderen Punkt. Usw.
Der Prozess ist recht einfach, aber im Hinblick auf die Anzahl der Messungen pro Zeiteinheit sehr ineffizient. Fügen wir hier den menschlichen Faktor und die höllischen Arbeitsbedingungen eines Lineman hinzu, der gezwungen ist, stundenlang auf einem stinkenden Testgelände herumzulaufen (wahrscheinlich immer noch mit persönlicher Schutzausrüstung).
Drohne, um uns zu helfen
Ende 2018 lernten wir auf der Messe INTERGEO 2018 (Frankfurt) die Pergam-Technologie und ihre Erfahrungen beim Fliegen von Drohnen über Mülldeponien kennen. Die Jungs begannen, mit einer Drohne, auf der ein ferngesteuerter Laser-Methandetektor installiert war, nach Lecks zu suchen. An Bord der Drohne wurde ein Logger installiert, der alle Detektorwerte aufzeichnet. Nach Abschluss des Fluges werden die Informationen vom Logger in Form von Tabellendaten zur Analyse an den Computer übertragen. Kommt es irgendwo zu einem Überschuss an Methan, wird die Drohne erneut dorthin geschickt, um die Leckstelle zu fotografieren.
Zu diesem Zeitpunkt hatten die Leute aus Pergamon bereits mehrere Flüge über Mülldeponien durchgeführt und erkannten, dass es ganz einfach war, legal zu fliegen. Das Ergebnis war folgender Prozess:
- Solche Drohnenflüge werden in der Regel zwei Wochen im Voraus nach Erfüllung gesetzlicher Formalitäten genehmigt: Einholung der Erlaubnis des Gebietseigentümers, Genehmigung durch die Luftfahrtbehörden und die Verwaltung des Flugplangebiets. Ein Antrag auf Einrichtung eines lokalen Flugregimes wird drei bis fünf Tage vor Arbeitsbeginn an das Zonenzentrum (ZC) geschickt, der Flugplan wird am Tag vor Arbeitsbeginn versandt. Am Tag des Arbeitsbeginns müssen Sie zwei Stunden vorher die Leitstelle anrufen, vor dem Start müssen Sie alle zuständigen Behörden anrufen. Die zuständigen Behörden werden anhand der Übersichtskarte „Luftraum der Russischen Föderation“ (RF VP) bestimmt. Es scheint, dass es bald Änderungen geben wird und es möglich sein wird, in Sichtweite in Höhen von bis zu 150 Metern zu fliegen.
- Jeder Flug beginnt mit der Messung der Richtung und Geschwindigkeit des Windes sowie des Luftdrucks. Wenn die Windgeschwindigkeit mehr als vier Meter pro Sekunde beträgt, fliegen sie nicht, da das Ergebnis unvorhersehbar ist: Ein Leck kann an der falschen Stelle erkannt werden (es wird physisch in die andere Richtung geblasen).
- Der Drohnenbetreiber vor Ort minimiert die Anzahl der Drehungen und berechnet eine Flugzeit von ca. 25 Minuten. Im Allgemeinen ist es möglich, die Flugzeit je nach Wetterlage um 5 bis 20 % zu verkürzen.
- Es ist besser, Flüge auf der Leeseite zu starten, damit das Scannen in Windrichtung erfolgt.
- Die Flughöhe der Drohne reicht für die Suche nach Lecks aus – 15 Meter.
- Wenn Sie über eine Genehmigung für Luftaufnahmen verfügen, können Sie die Freisetzungsstelle mit einer Wärmebildkamera und im sichtbaren Bereich fotografieren.
Im Vergleich zur Arbeit von Linemen – ein Durchbruch! Beim Betrieb des von Pergamon für Flüge verwendeten Detektors gab es jedoch einen erheblichen Nachteil: das Fehlen eines Kommunikationskanals zwischen dem Detektor und dem Bediener während des Fluges. Informationen über die Lecks konnten erst nach der Landung der Drohne eingeholt werden.
Pergamon + KROK + SPH
Als wir Pergam trafen, hatte CROC gerade einen Bordcomputer für die Drohne DJI Matrice 600 erworben, der auch Telemetrie über DJI LightBridge 2 übertragen konnte. Pergam interessierte sich sofort für das Produkt und bot an, eine Downlink-Integration für ihr Produkt vorzunehmen - der LMC-Methan-Ferndetektor für die Drohne.
Das Ergebnis war eine gemeinsame Entwicklung von CROC (Russland), Pergam-Engineering (Russland) und SPH Engineering (Lettland, Hersteller von UGCS-Software) – der LMC G2 DL-Komplex (Laser Methane Copter Generation 2 with Downlink). Dies ist die zweite Generation eines Hardware- und Softwaresystems zur Erkennung von Methan (CH4)-Lecks.
Die Lösung umfasst eine DJI Matrice 600-Drohne mit einem Startgewicht von 11 Kilogramm, ausgestattet mit einem ferngesteuerten Laser-Methandetektor und einem Bordcomputer. Mit der neuen Software können Sie den Flugweg in einer bestimmten Höhe und mit der erforderlichen Geschwindigkeit genau registrieren, sofort reagieren, wenn ein Methanleck entdeckt wird, den Standort genau lokalisieren und rechtzeitig Maßnahmen ergreifen.
Nun ist der Vorgang so:
1. Um auch nur ein kleines Stück des Trainingsgeländes zu verpassen, wird der Flugplan in der UgCS-Software erstellt. Es dauert Minuten. Gleichzeitig können Sie dies in einem warmen Büro tun, ohne dass Ihre Hände frieren.
Drohnenflugplan in der UgCS-Software.
2. Als nächstes bereitet der Bediener die Drohne am Startpunkt auf dem Trainingsgelände vor. Und über die mobile UgCS-Anwendung wird der Flug gestartet.
Die Konzentration ist normal.
Leck erkannt.
3. Anschließend werden die Messwerte des Methandetektors dank unseres Bordcomputers online an die mobile Anwendung gesendet. Gleichzeitig zeichnet der Bordcomputer bei einem Verlust der Bodenverbindung alle Messwerte des Geräts auf einer SD-Karte auf.
4. Alle Überschreitungen der Methankonzentration können sofort auf der Karte markiert werden. Sie verschwenden keine Zeit mehr mit der Nachbearbeitung, um das Leck zu lokalisieren.
5. Profit!
Kommentar eines CROC-Ökologen:
Es gibt kein Gesetz, dass eine Deponie jedes Leck offiziell protokollieren muss, aber Methan ist ein Treibhausgas und Treibhausgase sind in unserem Land seit 20 Jahren verboten. Es gibt das Kyoto-Protokoll und im Rahmen des Clean Air-Projekts, das zum Nationalprojekt Ecology gehört, wird es höchstwahrscheinlich ein Quotengesetz geben. Und mit diesen Quoten wird der Handel beginnen. Und jedes Unternehmen muss verstehen, ob es die Möglichkeit hat, Emissionen zu minimieren oder zu kontrollieren.
Die Aufsichtsbehörde ist Rosprirodnadzor. Die Deponie selbst ist ein Ingenieurbauwerk, das heißt, sie muss einer Glavgosexpertiza unterzogen werden. Es gibt Produktions- und Umweltkontrolle. Die Häufigkeit dieser Kontrolle wird je nach Gefahr und für jede einzelne Deponie festgelegt. Nehmen wir an, alle drei Monate kommt ein Labor und misst etwas – normalerweise Wasser, Boden, Luft. Gute Deponien errichten eigene Pipelines für Deponiegas und nutzen dieses Gas für den Eigenbedarf. Normalerweise sind 40 Prozent Methan enthalten. Wenn es explodiert, kommt es zur Zerstörung der Kommunikation, möglicherweise zu menschlichen Verlusten, zu einer starken Freisetzung ... Und dann wird ein Strafverfahren gegen den Eigentümer eröffnet. Und das interessiert niemanden. Die Drohne in Krasnojarsk beispielsweise ist wirtschaftlich sehr gerechtfertigt. Zwei Personen plus ein Wachmann mit Waffe (im Ernst – da sind Bären), ein Geländewagen, der alle 20-40 km eine Panne hat, Unterkunft, Nordtagegeld.
Drohnen können vielerorts eingesetzt werden. Verbrennen Sie Unordnung auf einem Wagen, bewässern Sie ein Feld, werfen Sie einem Ertrinkenden ein Floß zu, fliegen Sie durch ein Feuer und finden Sie alle Menschen, verfolgen Sie Wilderer oder suchen Sie nach Hanfplantagen, führen Sie eine Bestandsaufnahme in einem Lagerhaus durch – was auch immer. Und im Allgemeinen alles, was Ihre Fantasie zulässt. Wir sind an neuen Problemen interessiert und können und wollen versuchen, Ihr Problem zu lösen. Nun, wenn Sie die Aufgabe haben, Lecks zu finden, werde ich ein Pilotprojekt für das interessanteste starten. Post - [E-Mail geschützt] .
Referenzen
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Source: habr.com