Abstract L'espansione industriale e demografica degli ultimi decenni ha contribuito in modo determinante al degrado della qualità dell'acqua. Alcuni dei gas emessi dagli impianti di trattamento delle acque sono tossici e infiammabili, e devono essere identificati, come ad esempio l'acido solfidrico, l'anidride carbonica, il metano e il monossido di carbonio. È necessario sviluppare sistemi di monitoraggio della qualità dell'acqua per soddisfare i requisiti legali, ambientali e sociali. Il monitoraggio della qualità dell'acqua è complesso a causa della variabilità, della natura e delle basse concentrazioni dei contaminanti da rilevare. I gas emessi da questi processi di trattamento svolgono un ruolo essenziale nel trattamento, nel monitoraggio e nel controllo delle acque. I sensori di gas possono essere utilizzati come dispositivi di sicurezza nel processo di purificazione dell'acqua. I sensori di gas ricevono segnali di input chimici, fisici e biologici e li convertono in segnali elettrici. I sensori di gas possono essere installati in diversi processi di trattamento delle acque reflue. In questa rassegna, presentiamo i progressi più recenti, gli sviluppi più significativi e i risultati tecnologici che hanno portato allo sviluppo di sensori di gas per la valutazione della qualità dell'acqua. Viene discusso il ruolo dei sensori di gas nel mantenimento e nel monitoraggio della qualità dell'acqua, e vengono riassunti i diversi analiti, le relative tecnologie di rilevamento e i materiali sensibili, evidenziandone vantaggi e svantaggi. Infine, viene fornito un riepilogo e una prospettiva sulle future direzioni di applicazione dei sensori di gas nel monitoraggio e nel mantenimento della qualità dell'acqua.
Parole chiave: Sensore di gas/Qualità dell'acqua/Trattamento delle acque/Acque reflue/Domanda chimica di ossigeno/Domanda biologica di ossigeno
Introduzione
Uno dei problemi ambientali più significativi che l'umanità si trova ad affrontare è il crescente inquinamento globale delle risorse idriche con migliaia di composti naturali e industriali. Questo problema è diventato più evidente negli ultimi decenni a causa della globalizzazione, dell'industrializzazione e del repentino aumento della popolazione. Circa 3,4 miliardi di persone non hanno accesso all'acqua potabile pulita, il che è correlato a oltre il 35% di tutti i decessi nei paesi in via di sviluppo [1]. Il termine acque reflue si usa per indicare l'acqua che contiene rifiuti umani, domestici, animali, grassi, sapone e sostanze chimiche. Il termine sensore deriva da "sentio", parola latina che significa percezione o osservazione. Un sensore è un dispositivo utilizzato per rilevare l'analita di interesse e risponde alla presenza di un contaminante o analita presente nell'ambiente. Nel corso degli anni, gli esseri umani hanno perfezionato i metodi di rilevamento della qualità dell'acqua per identificare batteri, sostanze chimiche organiche e inorganiche e altri parametri (ad esempio, pH, durezza (Ca e Mg disciolti) e torbidità (opacità). I sensori vengono utilizzati per mantenere e monitorare la qualità dell'acqua e proteggere gli utenti. Questi sensori possono essere posizionati in luoghi appropriati, centralmente all'interno, all'interno o anche nel punto di utilizzo di un impianto di trattamento delle acque. La qualità dell'acqua può essere monitorata online o offline con l'aiuto dei sensori. Al giorno d'oggi, il monitoraggio online dell'acqua è preferito a causa della rapida risposta di questo tipo di sistemi. C'è una mancanza di sensori appropriati che possono essere utilizzati per un corretto monitoraggio in tempo reale per la manutenzione e il monitoraggio della qualità dell'acqua. Una delle tecniche di trattamento delle acque più utilizzate è il reattore batch sequenziale. Si tratta di un sistema a fanghi attivi che viene utilizzato per arricchire i fanghi con organismi che accumulano fosfati. La maggior parte dei reattori è gestita in base a fasi offline, il che significa che il campionamento dei dati è a bassa frequenza e che i risultati sono ritardati. Questo è un ostacolo al gestione adeguata dei sistemi e rende
Data di pubblicazione: 19 dicembre 2024