Мониторинг на ПСОВ

наблюдения и измервания

Изискванията към качеството на водата стават все по-строги, което изисква по-усъвършенствани системи за пречистване, способни да спазват стандарти не само за органичен въглерод, но също така и за нива на азот и фосфор. Следователно, трябва да се използват все по-сложни системи за третиране и добив на отпадъчни води с непрекъснато нарастващото качество. Параметрите на системите за пречистване и обработка на водата могат да се наблюдават чрез ръчни методи или от непрекъснати системи, използващи автоматична измервателна апаратура.

Ръчно наблюдение
Ръчното наблюдение обикновено включва оператори на инсталацията или техници, извършващи химични изпитвания и сравняване на резултатите на определени граници за контрол на химикали. Честотата на изпитване може да варира от веднъж на ден до веднъж на час, в зависимост от наличните ресурси на инсталацията. Тестовете, които се изпълняват, могат да включват рН, проводимост, неразтворени вещества, алкалност, твърдост и други. Използвайки резултатите от теста, операторът на централата ръчно настройва помпата, която подава химикали или изпуска клапан, правейки оценка на необходимата степен на промяна.

Ръчното наблюдение е задоволително за некритични водни системи или системи, в които водата и експлоатационните условия в инсталацията не се променят бавно.

Непрекъснато наблюдение в реално време
Поради динамичния характер на много системи за пречистване на вода и необходимостта от подобрена надеждност и качество в световен мащаб, се изисква по-висока степен на прецизност при наблюдението и контрола на програми за обработка на вода от тези, получени чрез ръчно наблюдение. За постигане на необходимата степен на точност, се изисква непрекъснат мониторинг в реално време с автоматична измервателна апаратура.

Видове измервания
Измерването на температурата е класическо измерване, осъществявано обикновено с термистор и визуализация на стойността на температурата. Измерванията на налягането са традиционни за пречиствателни станции, както и особено за алармени функции при аерация и анаеробни биореактори. Общите принципи, използвани за наблюдение на водните нива са поплавък с вътрешен електрически ключ, превключватели за проводимост, диференциални преобразуватели за налягане, измервания на капацитет и определяне на нивото чрез ултразвук. Първите две техники са полезни само при определянето на определени прагови нива, водещи до включване или изключване и най-вече служат за алармени функции. Диференциалното налягане и ултразвуковото оборудване дава непрекъснат сигнал, като последното е по-точна, но също е чувствително към пяна.

Други важни измервания в пречиствателните станции са свързани с измерването на дебити и разходи на течности и газове. Обикновено те се базират на използването на уреди, работещи на принципа на Вентури, отчитащ разликата в наляганията в стеснен участък на тръбопровода. В допълнение се прилагат и електромагнитни сензори. За измервания на газов поток рядко се прибягва до ротаметри и по-рядко срещани, термични измерватели на масов дебит.

Водороден показател
Измерването на рН показва концентрацията на водородни йони във водата. То се използва за определяне на тенденцията при отлагане и корозия. Най-широко използваният тип измерване на рН е метод с електрод. Поради трудността за поддържане на добър контрол на рН, ръчните системи се заместват от непрекъснат мониторинг и автоматичен контрол на рН в много приложения за обработка на вода.

Технологията на рН сензора напредва значително, за да преодолее много от проблемите, възникнали в миналото, като например бързото разваляне и химическата атака на рН електродите, замърсяване и бързото изчерпване на референтните клетки и електролити, както и електрически шум и смущения от околната среда на рН сигнала с ниско ниво. За различните приложения са на разположение няколко варианта на конструкции на рН сензор. За относително чиста вода, където обширното замърсяване не е проблем, обикновено се използва конструкция с комбиниран рН сензор. Влошаването на стъкления електрод, референтната връзка на включване и недостига на електролити (което се случва при всички приложения на рН сензора) се случват с приблизително еднаква скорост. Тази прогресия е достатъчно бавна в чиста вода за осигуряване на приемлив икономичен живот. Когато комбинираният сензор се износи, той се изхвърля. Здравата, модулна конструкция на рН се използва в процеси като вани за обработване на метали и системи за отпадъци, където замърсяването или химическата атака на стъклените електроди, референтните връзки, както и други елементи е проблем. Модулната конструкция позволява периодична поддръжка и подмяна на отделни компоненти.

Степен на корозия
Инструментите за степен на корозия се използват в много различни приложения, за да се осигурят моментните стойности за степента на корозия. Типичният пакет се състои от анализатор и сонди. Анализаторите са на разположение за преносимо ползване или за непрекъсната работа. Преносимите устройства обикновено се използват, когато няколко сонди са монтирани на отдалечени места. Операторът свързва анализатора към сондата и сваля отчитанията, а след това преминава към следващата сонда. Непрекъснатите анализатори се използват, когато сондата се намира в критична област, което дава основание за непрекъсната оценка. Те включват регистратор и изходи за управление, които могат да бъдат свързани с други компоненти като процесни контролери и помпи. Анализаторите обикновено имат вътрешни измерватели и средство за проверка на калибровките според стандарта. Сондата съдържа електродите и ги излага на потока за теста.

Повърхностна утайка
За локализирането на повърхностна утайка в практиката се използват три принципа на измерване: устройства за ултразвуково поглъщане и мътност откриват допирните точки на неразтворените вещества в резултат на внезапна промяна в концентрацията на утайката, когато тя прониква в повърхностната утайка. Третият метод с ултразвуково сканиране осигурява профил на концентрацията и се счита за най-добрия принцип на измерване. Още повече, че измерването е нечувствително към петната от утайките над повърхността. Най-прилаганите са сензорите за мътност на въртящ се барабан.

Мътност
Мътността се причинява от суспендирани вещества и може да се дефинира като липса на чистота във водата. Инструментите за измерване на мътност се използват за наблюдение и контрол на утаители и варови омекотители и за откриване на корозионни продукти в парния кондензат.

За непрекъснато измерване на мътност се използват основно два метода. При нефелометричния метод пробата преминава през клетка. Близо до средата на клетката източник на светлина изпраща лъч светлина в движещата се течност. На различни позиции в клетката са разположени приемници на светлина, които измерват количеството светлина, разпръсната на 90° от падащата светлина. Количеството на разпръснатата светлина се увеличава с увеличаване на мътността в пробите. Инструментът измерва разсеяната светлина и изработва сигнал, който е свързан с нефелометър.

Техниката за разсейване върху повърхност е подобна на нефелометричния метод. При този метод светлинният източник излъчва светлина към повърхността на резервоара с постоянно ниво. Отразените и пречупени части на лъча се изхвърлят, а разпръснатата част се улавя от фотоклетка. Големината на разсейването е в пряка връзка с мътността на пробата. Тъй като предавателят на светлина и фотоклетката не са в контакт с пробата, този метод елиминира замърсяването. Уредите за измерване на мътност обикновено включват аналогов или цифров екран и изходен сигнал, който може да бъде свързан с компютър или регистратор.

Измервателни уреди за разтворен кислород
Способността да се измери разтворен кислород е много важна, особено в басейните, където корозията от кислород може да бъде много вредна. Разтворен кислород обикновено се измерва чрез мембранно изолирана електрохимична клетка. Тази клетка съдържа катод, анод и електролитен разтвор. Газопропускливата мембрана пропуска разтворения кислород от пробата към електродите. Там електрохимична реакция генерира електрически ток с величина, пропорционална на концентрацията на разтворен кислород.

Някои анализатори имат функция за автоматично калибриране, като измерват температурата и налягането с натискането на един бутон.

Биологична активност
Мониторингът на биофилм замърсяване се използва за определяне нивата на микроорганизми, прикрепени към повърхности в охлаждаща система. Мониторът се състои от държач, който е с резба и от двете страни. Всяка половина на държача съдържа екран, който осигурява стъклени перли на повърхностите за вземане на проби.

Времето, необходимо за установяване на стабилно състояние на биофилм върху перлите варира в зависимост от системата. Стационарно състояние се достига, когато количеството биологичен материал се отстранява чрез турбулентен поток, равен на размера на новия биофилм, произведен от микробен растеж. След като се постигне стабилното състояние, промените в нивата на биофилма отразяват промените в околната среда на системата. Например, повишени нива на хранителни вещества водят до по-големи количества от биофилм, докато добавянето на токсични материали води до намаляване на нивата на биофилм. Трябва да бъдат наблюдавани индивидуални системи, за да се определи какво ниво на фиксирани микроорганизми е приемливо.