Kakšne so prednosti uporabe optičnega merilnika raztopljenega kisika v vodnih napravah?

Težava z energijo, o kateri nihče ne govori

Aeracijske jame so pljuča vsake naprave za čiščenje odpadnih voda – in hkrati tudi največji potrošnik energije. Aeracijski ventilatorji običajno porabijo med 35 % in 55 % celotne energije za obravnavo odpadnih voda iz tovarne. V nekaterih objektih ta številka naraste na 60–70 % porabe električne energije. Eden sam najpomembnejši dejavnik te porabe energije? Nadzor raztopljenega kisika – ali bolj natančno rečeno, njegov pomanjkljiv nadzor.

Tradicionalni senzorji raztopljenega kisika obstajajo že desetletja, vendar so povezani z več težavami: pogosta kalibracija, zamenjava elektrolita, umazavanje membrane in poraba kisika med meritvijo. Optični merilniki raztopljenega kisika te težave odpravijo z bistveno drugačnim pristopom. Vprašanje ni, ali optična tehnologija za merjenje DO deluje – deluje. Vprašanje je, ali operativne prednosti opravičujejo prehod na to tehnologijo.

Kako optično merjenje raztopljenega kisika dejansko deluje

Optični merilniki raztopljenega kisika delujejo na načelu, imenovanem utiševanje fluorescence. Na senzorsko kapico, ki vsebuje fluorofor, občutljiv na kisik, deluje vzorec. Modra svetloba eksitira fluorofor, ki nato oddaja rdečo svetlobo. Prisotnost kisika utišuje to fluorescenco – več kisika pomeni krajši čas zatihovanja oddane svetlobe.

To je temeljno drugačno od elektrokemičnih (amperometričnih ali galvanskih) senzorjev, ki med meritvijo porabljajo kisik in za natančno delovanje zahtevajo pretok vode čez membrano. optični senzorji ne porabljajo kisika, za natančne meritve ne zahtevajo pretoka in odpravijo potrebo po polnjenju elektrolita. rezultat je meritev, ki je bolj stabilna, zahteva manj vzdrževanja in je zanesljivejša v zahtevnih razmerah.

Vzdrževanje: Skrita stroškovna postavka elektrokemičnih senzorjev

Vsakdo, ki je upravljal napravo za čiščenje vode z tradicionalnimi senzorji za raztopljen kisik (DO), pozna postopek: tedenski pregledi kalibracije, mesečna zamenjava elektrolita in zamenjava membrane vsakih nekaj mesecev – in to še pod dobro obratovalnimi pogoji. V umazani odpadni vodi z visoko koncentracijo trdnih delcev ali biološkim zastrupitvam se intervali vzdrževanja znatno skrajšajo.

Optični senzorji za raztopljen kisik (DO) obrnejo to enačbo. Senzorska kapica običajno zdrži dve leti, preden jo je treba zamenjati. kalibracija se izvede v prostem zraku – ni potrebe po kalibracijskih raztopinah. ni potrebe po polnjenju elektrolita, ni membrane za zamenjavo in ni treba skrbeti za porabo kisika. .

Komunalna naprava za čiščenje odpadne vode na Srednjem zahodu je na osem aeračnih bazenov prešla s elektrokemičnih na optične senzorje za raztopljen kisik (DO). Čas za vzdrževanje se je zmanjšal z približno 40 ur na mesec na približno 8 ur na mesec – kar pomeni zmanjšanje za 80 %. To ni le varčevanje z delovno silo, temveč tudi osvoboditev osebja za vzdrževanje za druge ključne naloge.

Varčevanje z energijo z natančnim nadzorom aerationa

Natančno merjenje raztopljenega kisika je temelj učinkovitega nadzora zračenja. Ko so meritve DO nenačelne, obratovalci pogosto prekomerno zračujejo kot varnostni rezervi – s tem zagotavljajo dovolj kisika za biološke procese, hkrati pa porabijo ogromne količine energije. .

Optični senzorji za DO omogočajo neprekinjene in stabilne meritve, ki omogočajo prilagoditve zračenja v realnem času. ciljno območje raztopljenega kisika za procese aktivnega mulja običajno leži med 1,5 in 2,0 ppm. ohranjanje znotraj tega območja zahteva natančno merjenje – in to ravno zagotavlja optična tehnologija.

Študije primerov iz industrije kažejo, da izvajanje nadzora zračenja v realnem času na podlagi DO doseže varčevanje z energijo v višini 15–25 % v primerjavi s fiksnimi strategijami zračenja. Pri srednje veliki napravi, ki letno porabi 500 000 USD za energijo za zračenje, to pomeni letno varčevanje v višini 75 000 do 125 000 USD. Obdobje povračila za nadgradnjo na optične senzorje DO je pogosto merljivo v mesecih, ne v letih.

Zanesljivost v zahtevnih okoljih

Vodne naprave niso čiste, nadzorovane laboratorije. So vroče, vlažne, umazane in kemično agresivne. Elektrokemični senzorji v teh razmerah delujejo slabo – membrana se zamaši, elektrolit se razgradi in meritve se premaknejo.

Optični DO merilniki so izdelani drugače. Kemijo odporna konstrukcija s stopnjo zaščite IP68 zagotavlja zanesljivo delovanje v zahtevnih okoljih . Čas odziva je izjemno hitar – natančne meritve že 90 sekund po prehodu iz suhega v mokro stanje . Nekateri optični senzorji lahko merijo tako v tekočini kot v plinasti fazi brez potrebe po ločenih kalibracijah .

Na eni predelovalni tovarni hrane na jugovzhodu so se stalno pojavljali problemi z odmikom DO senzorjev med cikli čiščenja. Jezikavne pranice so poškodovale membrane in meritve so bile nepravilne več dni. Po zamenjavi z optičnimi senzorji je tovarna dobila stabilne meritve skozi celoten postopek čiščenja – hkrati pa je odpravila ponavljajoče stroške zamenjave senzorjev, ki so postali redna letna postavka v proračunu.

Poslovni argument za optične DO

Številke povedo jasno zgodbo. Optični merilniki DO zmanjšujejo vzdrževalna dela, odpravljajo stroške potrošnega materiala, omogočajo varčevanje z energijo s točnim nadzorom in zagotavljajo zanesljive meritve v zahtevnih pogojih .

Kje optični DO najbolj smiselno uporabljati

Optični merilniki raztopljenega kisika niso prava izbira za vsako uporabo. Za spremljanje čiste vode v nadzorovanih okoljih so elektrokemični senzorji še vedno ustrezni in na začetku cenejši. Vendar za čiščenje odpadne vode, spremljanje industrijskih odpadnih voda in vse uporabe, kjer sta zanesljivost in nizka vzdrževalna obremenitev prednostni cilji, optična tehnologija ponuja prepričljive prednosti.

Tehnologija je posebno primerna za velike komunalne naprave za čiščenje odpadne vode, obrate za predelavo hrane in pijač ter industrijske obrate z nestabilnimi obremenitvenimi razmerami. Kombinacija zmanjšane vzdrževalne potrebe, varčevanja z energijo in zanesljivosti meritev naredi poslovni argument vedno težje prezreti.

Za vodne naprave, ki želijo sodobnejše nadzorovanje aeracije, optični merilniki raztopljenega kisika predstavljajo preizkušeno možnost nadgradnje. Lianhua Meter Technology ponuja optične rešitve za spremljanje raztopljenega kisika, zasnovane za realne razmere v obratih za čiščenje vode – izdelane so za odpornost proti zahtevnim razmeram in hkrati zagotavljajo stabilnost meritev, ki jo za učinkovit nadzor aeracije potrebujemo.