Mapa lotu, zaznaczono punkty o stężeniu metanu powyżej 3 ppm*m. I to dużo!
Wyobraź sobie, że masz wysypisko śmieci, które od czasu do czasu dymi i śmierdzi. Wynika to z faktu, że podczas gnicia materii organicznej powstają różne gazy. W wyniku tego powstaje nie tylko metan, ale także całkowicie toksyczne gazy, dlatego czasami składowiska odpadów stałych wymagają kontroli.
Zwykle robi się to na piechotę, za pomocą przenośnego metanomierza, jednak w praktyce jest to bardzo trudne, czasochłonne i generalnie nie jest szczególnie potrzebne dla właścicieli składowisk.
Ale tego potrzebują władze miasta, władze gminne, regionu itp., w którym znajduje się składowisko lub autoryzowane składowisko, ekolodzy i zwykli ludzie, którzy chcą oddychać czystym powietrzem.
Usługa automatycznego pomiaru poziomu metanu za pomocą dronów cieszy się w Europie dużym zainteresowaniem.
My, wraz z naszymi partnerami z firmy , przeprowadził wspólną pracę w tym kierunku i uzyskał ciekawy wynik.
Czym to jest regulowane?
Ramy regulacyjne dotyczące składowisk odpadów stałych to instrukcje dotyczące projektowania, eksploatacji i rekultywacji składowisk stałych odpadów z gospodarstw domowych (zatwierdzone przez Ministerstwo Budownictwa Federacji Rosyjskiej w dniu 2 listopada 1996 r.), przepisy sanitarne SP 2.1.7.1038-01 „Higieniczne wymagania dotyczące projektowania i utrzymania składowisk stałych odpadów bytowych „odpadów” (zatwierdzone Uchwałą Głównego Państwowego Lekarza Sanitarnego Federacji Rosyjskiej z dnia 30 maja 2001 r. nr 16), koncepcja gospodarki odpadami stałymi w Federacji Rosyjskiej MDS 13-8.2000 (zatwierdzony uchwałą Zarządu Państwowego Komitetu Budownictwa Federacji Rosyjskiej z dnia 22 grudnia 1999 nr 17), SanPiN 2.1.6.1032-01. 2.1.6. Powietrze atmosferyczne i powietrze wewnętrzne, ochrona powietrza sanitarnego. Wymagania higieniczne dotyczące zapewnienia jakości powietrza atmosferycznego na obszarach zaludnionych (zatwierdzone przez Głównego Państwowego Lekarza Sanitarnego Federacji Rosyjskiej w dniu 17.05.2001 maja XNUMX r.).
Maksymalne dopuszczalne stężenia dla tego zestawu dokumentów są następujące:
substancja
MPC, mg/m3
Maksymalnie jednorazowo
Średnia dzienna
Pył jest nietoksyczny
0,5
0,15
Siarkowodór
0,008
-
Tlenek węgla
5,0
3,0
Tlenek azotu
0,4
0,06
Rtęć metaliczna
-
0,0003
Metan
-
50,0
Amoniak
0,2
0,04
Benzen
1,5
0,1
Trichlorometan
-
0,03
chlorek 4-węgla
4,0
0,7
Chlorobenzen
0,1
0,1
Typowy skład biogazu:
substancja
%
Metan, CH4
50-75
Dwutlenek węgla, CO2
25-50
Azot, N2
0-10
Wodór, H2
0-1
Siarkowodór, H2S
0-3
Tlen, O2
0-2
Biogaz uwalnia się do 12–15 lat, a po drugim roku jest to już głównie sam metan lub tylko dwutlenek węgla (lub mieszanina obu).
Jak teraz szukać wycieków
Aby znaleźć miejsca uwolnienia metanu na składowiskach, wykorzystuje się pracę liniowców. Biorą ręczny analizator gazów (potocznie „sniffer”) i inną rzecz wyglądającą jak parasol, a liniowy wybiera miejsce na poligonie. Instaluje tam małą kopułę i czeka, aż pod kopułą zgromadzi się określone stężenie gazu. Mierzy poziom stężenia za pomocą analizatora gazu i rejestruje odczyty urządzenia. Następnie przechodzi do innego punktu w celu wykonania kolejnego pomiaru. I tak dalej.
Proces jest dość prosty, ale bardzo nieefektywny pod względem liczby pomiarów wykonywanych w jednostce czasu. Dodajmy jeszcze czynnik ludzki i piekielne warunki pracy liniowca, który zmuszony jest godzinami chodzić po śmierdzącym poligonie (prawdopodobnie wciąż w środkach ochrony osobistej).
Dron, który nam pomoże
Pod koniec 2018 roku na wystawie INTERGEO 2018 (Frankfurt) zapoznaliśmy się z technologią Pergam i ich doświadczeniami w lataniu dronami nad składowiskami odpadów stałych. Do wyszukiwania wycieków chłopaki zaczęli używać drona z zainstalowanym na nim zdalnym laserowym wykrywaczem metanu. Na pokładzie drona zainstalowano rejestrator, który rejestruje wszystkie odczyty z detektorów. Po zakończeniu lotu informacje z rejestratora przekazywane są do komputera w postaci danych tabelarycznych w celu analizy. Jeśli gdzieś występuje nadmierne stężenie metanu, dron wysyłany jest w to miejsce ponownie, aby sfotografować miejsce wycieku.
W tym czasie chłopaki z Pergamonu wykonali już wiele lotów nad składowiskami odpadów stałych i zdali sobie sprawę, że legalne latanie jest dość łatwe. Rezultatem był następujący proces:
- Takie loty dronami zatwierdzane są zazwyczaj z dwutygodniowym wyprzedzeniem po dopełnieniu formalności prawnych: uzyskaniu zgody właściciela terytorium, zatwierdzonej przez władze lotnicze oraz administrację rejonu planu lotu. Wniosek o ustalenie lokalnego reżimu lotu wysyłany jest do centrum strefowego (ZC) na trzy do pięciu dni przed rozpoczęciem pracy, plan lotu przesyłany jest na dzień przed rozpoczęciem pracy. W dniu rozpoczęcia pracy należy zadzwonić do centrum kontroli na dwie godziny wcześniej, przed startem należy zadzwonić do wszystkich odpowiedzialnych władz. Odpowiedzialne organy są określane zgodnie z ogólną mapą „Przestrzeń powietrzna Federacji Rosyjskiej” (RF VP). Wygląda na to, że zmiany zajdą wkrótce i możliwe będzie latanie na wysokościach do 150 metrów w zasięgu wzroku.
- Każdorazowo lot rozpoczyna się od pomiaru kierunku i prędkości wiatru oraz ciśnienia atmosferycznego. Jeśli prędkość wiatru jest większa niż cztery metry na sekundę, to nie latają, ponieważ wynik jest nieprzewidywalny: wyciek może zostać wykryty w niewłaściwym miejscu (fizycznie wywieje go w przeciwnym kierunku).
- Operator drona na miejscu minimalizuje liczbę zakrętów i oblicza czas lotu na około 25 minut. Ogólnie rzecz biorąc, możliwe jest skrócenie czasu lotu od 5 do 20%, w zależności od warunków pogodowych.
- Loty lepiej rozpoczynać od strony zawietrznej, aby skanowanie odbywało się z wiatrem.
- Wysokość lotu drona jest wystarczająca do wyszukiwania nieszczelności – 15 metrów.
- Jeżeli posiadasz pozwolenie na wykonywanie zdjęć lotniczych, możesz sfotografować miejsce uwolnienia za pomocą kamery termowizyjnej i w zakresie widzialnym.
W porównaniu z pracą liniowych - przełom! Występowała jednak znacząca wada działania detektora używanego przez Pergamon do lotów: brak kanału komunikacji pomiędzy detektorem a operatorem podczas lotu. Informacje o wyciekach można było uzyskać dopiero po wylądowaniu drona.
Pergamon + KROK + SPH
Zanim poznaliśmy firmę Pergam, firma CROC właśnie nabyła komputer pokładowy dla drona DJI Matrice 600, który mógł również transmitować dane telemetryczne za pośrednictwem DJI LightBridge 2. Firma Pergam natychmiast zainteresowała się produktem i zaproponowała integrację łącza w dół dla swojego produktu - zdalny metanomierz LMC do drona.
Rezultatem był wspólny rozwój CROC (Rosja), Pergam-Engineering (Rosja) i SPH Engineering (Łotwa, producent oprogramowania UGCS) - kompleks LMC G2 DL (Laser Mamine Copter Generation 2 with Downlink). Jest to druga generacja sprzętu i oprogramowania do wykrywania wycieków metanu (CH4).
Rozwiązaniem jest dron DJI Matrice 600 o masie startowej 11 kilogramów, wyposażony w zdalny laserowy detektor metanu oraz komputer pokładowy. Nowe oprogramowanie pozwala dokładnie zarejestrować tor lotu na danej wysokości i przy wymaganej prędkości, błyskawicznie zareagować w przypadku wykrycia wycieku metanu, dokładnie zlokalizować lokalizację i podjąć w odpowiednim czasie działania.
Teraz proces wygląda następująco:
1. Aby nie przegapić choćby najmniejszego fragmentu poligonu, plan lotu tworzony jest w programie UgCS. To zajmuje kilka minut. Jednocześnie możesz to zrobić w ciepłym biurze i nie zmarznąć sobie rąk.
Plan lotu dronem w programie UgCS.
2. Następnie operator przygotowuje drona w miejscu startu na poligonie. A poprzez aplikację mobilną UgCS uruchamia lot.
Stężenie jest w normie.
Wykryto wyciek.
3. Następnie, dzięki naszemu komputerowi pokładowemu, odczyty metanu przesyłane są on-line do aplikacji mobilnej. Jednocześnie w przypadku utraty połączenia z ziemią komputer pokładowy zapisuje wszystkie odczyty z urządzenia na karcie SD.
4. Wszelkie przekroczenia poziomów stężeń metanu można natychmiast zaznaczyć na mapie. Nie tracisz już czasu na obróbkę końcową w celu zlokalizowania wycieku.
5. Zysk!
Komentarz ekologa CROC:
Nie ma przepisu mówiącego, że składowisko musi oficjalnie rejestrować wszelkie wycieki, ale metan jest gazem cieplarnianym, a gazy cieplarniane są w naszym kraju zakazane od 20 lat. Jest Protokół z Kioto, a w ramach projektu Czyste Powietrze, który należy do krajowego projektu Ekologia, najprawdopodobniej powstanie ustawa o kwotach. I tymi kwotami zacznie się handel. Każda firma musi wiedzieć, czy jest w stanie minimalizować lub kontrolować emisję.
Organem nadzorczym jest Rosprirodnadzor. Samo składowisko jest obiektem inżynierskim, to znaczy musi zostać poddane Glavgosexpertiza. Istnieje kontrola produkcji i środowiska. Częstotliwość tej kontroli ustalana jest w zależności od zagrożenia i konkretnego składowiska. Powiedzmy, że co trzy miesiące przychodzi laboratorium i coś mierzy – zwykle wodę, glebę, powietrze. Dobre składowiska organizują własne rurociągi do gazu składowiskowego i wykorzystują ten gaz na własne potrzeby. Zwykle zawartość metanu wynosi 40%. Jeśli wybuchnie, nastąpi zniszczenie komunikacji, być może ofiary w ludziach, potężne uwolnienie... A wtedy przeciwko właścicielowi zostanie wszczęta sprawa karna. I nikogo to nie interesuje. Dron na przykład w Krasnojarsku jest bardzo ekonomicznie uzasadniony. Dwie osoby plus strażnik z bronią (serio - tam są niedźwiedzie), terenowy samochód psujący się co 20-40 km, zakwaterowanie, północna dieta.
Drony można wykorzystać w wielu miejscach. Spal śmieci na wózku, nawodnij pole, rzuć tratwę tonącemu, przeleć przez ogień i znajdź wszystkich ludzi, śledź kłusowników lub szukaj plantacji konopi, inwentarz w magazynie – co tylko chcesz. I ogólnie wszystko, na co pozwala Twoja wyobraźnia. Interesują nas nowe problemy, możemy i chcemy spróbować rozwiązać Twój problem. Cóż, jeśli masz zadanie znalezienia wycieków, rozpocznę projekt pilotażowy od najciekawszego. Poczta - [email chroniony].
referencje
- .
- .
- Mój mail - [email chroniony].
Źródło: www.habr.com