Ein kompakter Leitfaden für die IoT-basierte Wasserqualitätsüberwachung

Wasser ist zweifellos die wichtigste Ressource auf unserem Planeten. Ohne sie wird das Leben aufhören zu existieren und innerhalb weniger Tage endgültig zusammenbrechen. Nicht nur für den allgemeinen Gebrauch, sondern seine Anwendung in der Industrie hilft auch bei der Schaffung und Veredelung anderer Ressourcen und Produkte, die für unsere Existenz und ein nachhaltiges Leben unerlässlich sind.

Wir nutzen diese unersetzliche Ressource jedoch seit Jahrzehnten. Von den 71 % Wasser, das die Erdkruste bedeckt, sind nur 2,5 % oder noch weniger zum Trinken geeignet. Dies hat schwerwiegende Folgen in Form einer erhöhten Konzentration von Schadstoffen in Süßwasserkörpern sowie Wasserknappheit in verschiedenen Teilen der Welt zur Folge.

Die Süßwasserquellen erschöpfen sich mit einer unkontrollierbaren Geschwindigkeit und derzeit gibt es keine andere Alternative, um die Situation zu verbessern, als die Überwachung und Aufrechterhaltung einer optimalen Qualität der Gewässer. Derzeit wird die Wasserqualitätsmessung jedoch manuell durchgeführt, was einige Herausforderungen mit sich bringt.

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Herausforderungen im Zusammenhang mit der Methode zur manuellen Überwachung der Wasserqualität

Manuelle Methoden zur Messung der Wasserqualität sind neben dem Zeit- und Kostenaufwand auch mit folgenden Herausforderungen verbunden:

• Fehler und Fehler sind die allgemeine Natur des Menschen. Daher sind Fehler anfällig, wenn Wasserqualitätsmessungen manuell durchgeführt werden.

• Datenqualität nimmt definitiv ab, wenn die Messwerte ungenau oder fehlerhaft sind. Darüber hinaus nimmt die Entwicklung nützlicher Erkenntnisse aus diesen Daten auch viel Zeit in Anspruch.

• Effizienz und die Kosteneffizienz manueller Wasserqualitätsmessungen ist ziemlich gering, da es viel Zeit und Mühe kostet.

• Schulung und die Belegschaft muss angemessen geschult und darauf vorbereitet werden, Messungen vor Ort durchzuführen.

• Manuelle Inspektion von Sonden und Sensoren verschwendet zudem viel produktive Zeit, die für effiziente Lesevorgänge hätte genutzt werden können.

Überwachung der Wasserqualität mit IoT:

Die oben genannten Herausforderungen machen die manuelle Methode zur Messung der Wasserqualität überflüssig. Intelligente Wasserqualitätsüberwachungssysteme mit IoT sind daher erforderlich, um verschiedene Parameter, die die Wasserqualität bestimmen, automatisch zu überwachen.

Das Internet der Dinge hat die Entwicklung automatischer Wasserqualitätsüberwachungssysteme ermöglicht, die die oben genannten Herausforderungen mindern. Durch den Einsatz von Geräten wie Sensoren und Sonden können mehrere Wasserparameter in Echtzeit von entfernten Standorten aus gemessen werden.

Diese Geräte geben Live-Daten über die Qualität eines Gewässers an eine Plattform-Suite weiter. Durch die Nutzung dieser Plattform kann eine Person oder ein Unternehmen nützliche Maßnahmen ergreifen, um eine optimale Wasserqualität sicherzustellen. Einige Variablen, die durch Fernüberwachungsgeräte für die Wasserqualität gemessen werden können, sind:

1) Trübung:

Trübung ist die Menge an einzelnen Schwebeteilchen in Wasser. Aufgrund des Vorhandenseins dieser Partikel scheint das Wasser trüb oder trüb zu sein.

2) pH-Wert:

Die Messung des pH-Werts oder der Leistung von Wasserstoff zeigt an, ob das Wasser sauer oder basisch ist. Der pH-Wert von reinem Wasser beträgt 7, der pH-Wert kann jedoch je nach topologischen und geografischen Bedingungen variieren.

3) Temperatur:

Die Temperatur des Wassers spielt eine entscheidende Rolle für die Erhaltung des Wasserlebens und seines Lebensraums. Auch für industrielle Anwendungen ist die Überwachung der Wassertemperatur für einen effizienten Betrieb und eine erhöhte Produktionsrate unerlässlich.

4) Gelöster Sauerstoff:

BSB oder biologischer Sauerstoffbedarf ist ein rudimentärer Parameter für den Abbau von im Wasser vorhandenen organischen Verbindungen durch verschiedene Mikroorganismen.

5) Leitfähigkeit und TDS:

Da Wasser das universelle Lösungsmittel ist, löst es fast jedes verfügbare Salz. Die hohe Konzentration von TDS (Total Dissolved Salts) im Wasser erhöht seine Leitfähigkeit, was sich auf die Fortpflanzung und das Wachstum von Wasserlebewesen auswirkt.

6) Salzgehalt:

Hohe Salzkonzentrationen im Wasser erhöhen auch den Salzgehalt. Salzwasser kann nicht für Trinkwasserzwecke verwendet werden und ist auch nicht für den häuslichen, industriellen oder landwirtschaftlichen Gebrauch geeignet.

Diese Parameter, wenn sie durch Wasserqualitätsüberwachungsgeräte gemessen werden, ermöglichen es einem IoT-System, eine Wasserqualitätsüberwachung in Echtzeit durchzuführen, die verwendet werden kann, um nützliche Erkenntnisse zu gewinnen und fundierte Maßnahmen zu ergreifen.

Anwendungen automatischer Wasserqualitätsüberwachungssysteme

Die Technologie des Internets der Dinge hat die Schaffung intelligenter Lösungen zur Überwachung der Wasserqualität ermöglicht, die die Arbeitsweise verschiedener Branchen weiterentwickeln. Nachfolgend finden Sie eine Liste einiger Sektoren, die von der Implementierung dieser Systeme profitieren können:

1) Wasserversorger:

Wasserversorger und -versorger müssen die Versorgung mit nährstoffreichem Wasser sicherstellen, das die Verbraucher zum Trinken und für andere Zwecke verwenden können. Durch die Implementierung von IoT-basierten Lösungen zur Wasserqualitätsmessung können die Versorgungsunternehmen die Qualität des verteilten Wassers in Überkopftanks und sogar in Rohrleitungen überwachen.

2) Landwirtschaft:

Eine optimale Wasserqualität ist eine Voraussetzung für einen hohen Ertrag der Pflanzenproduktion. Basierend auf der anzubauenden Kultur können die Sensoren und Sonden verwendet werden, um Verunreinigungen zu identifizieren, die das Wachstum behindern können. Dies wird den Landwirten helfen, ihre Bewässerungspraktiken zu verbessern und einen hohen Ertrag an gesunden Pflanzen sicherzustellen.

3) Aquakultur:

Aquakultur bezieht sich auf die Züchtung von Wasserorganismen wie Fischen in einer kontrollierten Umgebung. Die Wasserqualität spielt eine wesentliche Rolle bei der Förderung des Wachstums gesunder Fische und Krebstiere in großer Zahl, damit sie als Nutztiere genutzt werden können.

4) Forschungseinrichtungen und Laboratorien:

Labore und Forschungseinrichtungen benötigen nahezu 100 % reines oder destilliertes Wasser, um aussagekräftige Experimente durchzuführen. Wasser mit niedrigem pH-Wert und Schwebstoffen ist daher erforderlich, um genaue und zuverlässige Ergebnisse zu ermitteln. Aufgrund der drahtlosen Messung von Wasserqualitätsparametern können Labore und Teststandorte Experimente durchführen, ohne sich um Fehler sorgen zu müssen, die durch das Vorhandensein von Verunreinigungen verursacht werden.

5) Abwasserbehandlung:

Anfallendes Abwasser muss behandelt und entsorgt werden, bevor es in einen Süßwasserkörper eingeleitet wird. Parameter wie Temperatur, Trübung und TDS müssen daher überwacht werden, um sicherzustellen, dass das Wasser richtig behandelt wird, bevor es abgesondert wird. Intelligente Wasserqualitätsüberwachungssysteme mit IoT optimieren die Inspektionsprozesse und reduzieren somit die Notwendigkeit manueller Eingriffe.

6) Produktionseinheiten:

Produktions- und verarbeitende Unternehmen leiten häufig Chemikalien und andere schädliche Flüssigkeiten in Flüsse ein. Daher werden ihnen strenge Vorschriften auferlegt, um sicherzustellen, dass Wasserlebewesen nicht geschädigt werden. Fabriken können daher die Wasserqualität in Echtzeit überwachen, um sicherzustellen, dass die Einhaltung der auferlegten Vorschriften eingehalten wird.

Schlüsselmitnahmen:

Durch den Einsatz der Technologie des Internets der Dinge kann die Methode zur Messung der Wasserqualität automatisch von weit entfernten Orten über fortschrittliche Telematik durchgeführt werden. Die Anwendungen der Wasserqualitätssysteme in verschiedenen Bereichen sind grenzenlos und werden daher die Arbeitsweise dieser Sektoren verändern.