Aké sú výhody používania optického meracieho prístroja na rozptýlený kyslík vo vodárenských zariadeniach?

Problém s energiou, o ktorom nikto nehovorí

Aeračné nádrže sú pľúcami každej čističky odpadových vôd – a zároveň aj najväčším spotrebiteľom energie. Aeračné ventilátory zvyčajne spotrebujú 35 až 55 % celkovej energie potrebnej na čistenie odpadových vôd. V niektorých zariadeniach sa tento podiel zvyšuje na 60 až 70 % celkovej spotreby elektrickej energie. Najväčším faktorom tejto vysokej spotreby energie je regulácia rozpusteného kyslíka – alebo presnejšie povedané, jej nedostatok.

Tradičné senzory na meranie rozpusteného kyslíka existujú už desaťročia, no sprevádzajú ich nevýhody: častá kalibrácia, výmena elektrolytu, znečistenie membrán a spotreba kyslíka počas merania. Optické meracie prístroje na rozpustený kyslík tieto problémy riešia úplne iným prístupom. Otázkou nie je, či optická technológia DO funguje – áno, funguje. Otázkou je, či prevádzkové výhody odôvodňujú prechod na túto technológiu.

Ako skutočne funguje optické meranie rozpusteného kyslíka

Optické merače rozpusteného kyslíka fungujú na princípe fluorescenčného potlačenia. Senzorová čiapka obsahujúca fluorofor citlivý na kyslík sa vystavuje vzorky. Modré svetlo excituje fluorofor, ktorý potom vyžiara červené svetlo. Prítomnosť kyslíka potlačuje túto fluorescenciu – čím je kyslíka viac, tým je kratší čas poklesu vyžiareného svetla.

Toto je zásadne odlišné od elektrochemických (ampereometrických alebo galvanických) senzorov, ktoré počas merania spotrebúvajú kyslík a na presné fungovanie vyžadujú prúdenie vody cez membránu . Optické senzory neznižujú hladinu kyslíka, nepotrebujú prúdenie pre presné merania a eliminujú potrebu dopĺňania elektrolytu . Výsledkom je meranie, ktoré je stabilnejšie, vyžaduje menej údržby a je spoľahlivejšie za náročných podmienok.

Údržba: Skrytá nákladnosť elektrochemických senzorov

Každý, kto riadil čističku vody s tradičnými senzormi rozptleného kyslíka (DO), pozná postup: týždenné kalibračné kontroly, výmena elektrolytu raz mesačne, výmena membrány každých niekoľko mesiacov – a to za predpokladu dobrých podmienok. V špinavej odpadovej vode s vysokým obsahom tuhých látok alebo biologickým znečistením sa interval údržby výrazne skracuje.

Optické meracie prístroje pre rozptlený kyslík (DO) tento vzťah obracajú. Senzorová hlavička zvyčajne vydrží dva roky, kým bude potrebná jej výmena. kalibrácia sa môže vykonávať vo voľnom vzduchu – nie je potrebné používať kalibračné roztoky. nie je potrebné dopĺňať elektrolyt, nahrádzať membránu ani sa obávať spotreby kyslíka. .

Komunálna čistička odpadovej vody v stredozápadnej časti USA prešla od elektrochemických k optickým senzorom rozptleného kyslíka (DO) v ôsmich aeráciách. Počet hodín údržby klesol z približne 40 hodín mesačne na približne 8 hodín mesačne – teda o 80 %. Ide nielen o úsporu práce, ale aj o uvoľnenie personálu údržby na iné kritické úlohy.

Úspora energie prostredníctvom presnej regulácie aerácie

Presný meranie rozpusteného kyslíka je základom účinnej regulácie aerácie. Keď sú hodnoty DO nespoľahlivé, prevádzkovatelia majú tendenciu aerovať nadmierne ako bezpečnostnú rezervu – čím zabezpečujú dostatok kyslíka pre biologické procesy, ale zároveň v procese vyhodia obrovské množstvo energie. .

Optické senzory na meranie rozpusteného kyslíka poskytujú spojité a stabilné údaje, ktoré umožňujú reálny časový prípravok aerácie. cieľový rozsah rozpusteného kyslíka pre aktívne kalové procesy sa zvyčajne pohybuje medzi 1,5 a 2,0 ppm. udržiavanie sa v tomto rozsahu vyžaduje presné meranie – a práve to optická technológia poskytuje.

Prípadové štúdie z odvetvia ukazujú, že zavedenie regulácie aerácie v reálnom čase na základe hodnôt DO dosahuje úsporu energie v rozsahu 15–25 % oproti pevným stratégiám aerácie. Pre stredne veľkú čističku, ktorá ročne minie 500 000 USD na energiu pre aeráciu, to znamená ročné úspory vo výške 75 000 až 125 000 USD. Doba návratnosti investície do modernizácie na optické senzory DO sa často meria v mesiacoch, nie v rokoch.

Spoľahlivosť v náročných prostrediach

Čističky vody nie sú čisté, kontrolované laboratória. Sú horúce, vlhké, špinavé a chemicky agresívne. Elektrochemické senzory v týchto podmienkach zlyhávajú – membrány sa znečisťujú, elektrolyty sa rozkladajú a merania sa posúvajú.

Optické senzory na meranie rozpusteného kyslíka (DO) sú konštruované inak. Ich dizajn odolný voči chemikáliám s ochranou IP68 zabezpečuje spoľahlivý výkon v náročných prostrediach . Čas reakcie je výnimočne krátky – presné merania do 90 sekúnd po prechode z suchého do mokrého stavu . Niektoré optické senzory dokážu merať v kvapalnej aj plynnej fáze bez potreby samostatnej kalibrácie pre každú fázu .

Potravinársky závod na juhovýchode USA trpel trvalými problémami so zoskupením meraní DO počas čistenia. Agresívne alkalické oplachy poškodzovali membrány a nesprávne merania trvali dni. Po prechode na optické senzory závod dosiahol stabilné merania počas celého procesu čistenia – a eliminovať opakujúce sa náklady na výmenu senzorov, ktoré sa stali ročnou položkou rozpočtu.

Obchodný prípad pre optické DO

Čísla hovoria jasnú závesť. Optické merače DO znížia údržbovú prácu, eliminujú náklady na spotrebný materiál, umožňujú úsporu energie prostredníctvom presnej regulácie a poskytujú spoľahlivé merania za náročných podmienok. .

Kde má optické meranie DO najväčší zmysel

Optické merače rozptleného kyslíka nie sú vhodné pre každú aplikáciu. Pre monitorovanie čistej vody v kontrolovaných prostrediach môžu elektrochemické senzory stále stačiť a môžu byť lacnejšie v počiatočných nákladoch. Avšak pre čistenie odpadových vôd, monitorovanie priemyselných odpadových vôd a akúkoľvek aplikáciu, kde sú prioritou spoľahlivosť a nízka údržba, ponúka optická technológia presvedčivé výhody.

Táto technológia je obzvlášť vhodná pre veľké mestské čističky odpadových vôd, prevádzky spracovania potravín a nápojov a priemyselné prevádzky s premennými zaťažovacími podmienkami. Kombinácia zníženej údržby, úspor energie a spoľahlivosti merania robí ekonomický prípad stále ťažšie ignorovať.

Pre čističky vody, ktoré sa snažia modernizovať svoju reguláciu aerácie, optické merače rozptleného kyslíka predstavujú overenú možnosť modernizácie. Lianhua Meter Technology ponúka optické riešenia monitorovania rozptleného kyslíka navrhnuté so zreteľom na realitu prevádzky čističiek vody – konštrukcia je odolná voči náročným podmienkam a zároveň poskytuje stabilitu merania, ktorú vyžaduje účinná regulácia aerácie.