Πώς οι μηχανές δοσοληψίας εξασφαλίζουν ακριβή έγχυση χημικών στην επεξεργασία νερού

Γιατί η ακριβής χημική έγχυση ξεκινά με τη μηχανή δόσης

Ένα εργοστάσιο επεξεργασίας νερού μπορεί να διαθέτει καλό πρωτογενές νερό και παρόλα αυτά να μην επιτυγχάνει τους στόχους υπολειμματικής συγκέντρωσης, επειδή η μηχανή δόσης «αγωνίζεται με τον εαυτό της». Η χημική έγχυση δεν είναι απλώς μια αντλία προσαρτημένη με βίδες σε μια δεξαμενή. Είναι ένα πρόβλημα μέτρησης που διαμορφώνεται από το ύψος αναρρόφησης, την ιξώδες, την αντίσταση στην εκκένωση, την αποαέρωση και το σήμα ελέγχου που καθορίζει την ταχύτητα λειτουργίας της αντλίας. Όταν μια μεταβλητή αποκλίνει, η οθόνη ενδέχεται να φαίνεται σταθερή, ενώ η πραγματική δόση κινείται προς τη λάθος κατεύθυνση. Η μηχανή δόσης πρέπει να παραδίδει επαναλήψιμο όγκο υπό μεταβαλλόμενη πίεση γραμμής, να αντέχει το χημικό με το οποίο έρχεται σε επαφή και να ανταποκρίνεται σε σήμα ροής ή υπολειμματικής συγκέντρωσης χωρίς καθυστέρηση.

Η συγχρονισμένη ροή και η ανατροφοδότηση από την υπολειμματική συγκέντρωση διατηρούν τη δόση στον στόχο

Τα πιο αξιόπιστα συστήματα χρησιμοποιούν δύο επίπεδα. Η ρύθμιση της παροχής (flow pacing) λαμβάνει ένα σήμα 4–20 mA ή παλμών από ένα μετρητή παροχής και προσαρμόζει την ταχύτητα του κινητήρα ή των στροφών ανά λεπτό (rpm) σύμφωνα με την παροχή του εργοστασίου. Αν η παροχή διπλασιαστεί, η δόση ακολουθεί. Η ανάδραση από το υπόλοιπο (residual feedback) αναλύει το επεξεργασμένο νερό με αναλυτή χλωρίου ή pH και διορθώνει την τιμή αναφοράς (setpoint) μέσω βρόχου PID. Η ρύθμιση της παροχής αντιμετωπίζει τις μεγάλες μεταβολές. Η ανάδραση διορθώνει τις διακυμάνσεις της ζήτησης, της συγκέντρωσης του χημικού και της παρέκκλισης των αισθητήρων. Κανένα από τα δύο επίπεδα δεν λειτουργεί καλά μόνο του. Η ρύθμιση της παροχής χωρίς ανάδραση δεν μπορεί να ανιχνεύσει μια αδύναμη διαλυτική λύση σε δεξαμενή. Η ανάδραση χωρίς ρύθμιση της παροχής αντιδρά υπερβολικά σε αιφνίδιες αυξήσεις και υπερβαίνει την επιθυμητή τιμή. Τα καλύτερα αποτελέσματα επιτυγχάνονται όταν η παροχή χρησιμοποιείται ως προ-εισαγωγή (feedforward) και το υπόλοιπο ως αργή διόρθωση.

Βαθμονόμηση, Εύρος ρύθμισης (turndown) και η χημεία που αντιστέκεται

Η βαθμονόμηση είναι το σημείο όπου οι δηλώσεις ακρίβειας συναντούν την πραγματικότητα. Ένα τεστ μείωσης όγκου σε κυλινδρικό ογκομετρικό δοχείο παραμένει ο πιο άμεσος έλεγχος. Λειτουργήστε την αντλία σε σταθερή ταχύτητα για γνωστό χρονικό διάστημα, μετρήστε τον όγκο και συγκρίνετέ τον με την επιθυμητή τιμή. Επαναλάβετε σε χαμηλό, μεσαίο και υψηλό ρυθμό διαδρομής. Αν η απόκλιση στο χαμηλό άκρο υπερβαίνει λίγα τοις εκατό, ο λόγος ρύθμισης μπορεί να είναι ευρύτερος από ό,τι υποστηρίζει η εφαρμογή.

Έχουν επίσης σημασία και οι χημικές ιδιότητες. Το υποχλωριούχο νάτριο εκλύει αέριο και μπορεί να δημιουργεί φυσαλίδες στη γραμμή αναρρόφησης. Το πολυαλουμινικό χλωρίδιο μπορεί να είναι ιξώδες και απαιτητικό για την αντλία. Το καυστικό νάτριο μπορεί να κρυσταλλώνεται στα σφραγίσματα. Μια διαφραγματική αντλία δόσεων αντέχει υψηλές πιέσεις, αλλά μπορεί να υποστεί ασυνέχεια λόγω εγκλωβισμού ατμού. Μια περισταλτική μηχανή δόσεων χειρίζεται καλύτερα τις πολτώδεις ουσίες και τα αέρια, αλλά απαιτεί αντικατάσταση του σωλήνα. Οι αντλίες προοδευτικής κοιλότητας είναι κατάλληλες για πολυμερή, αλλά λιγότερο κατάλληλες για γρήγορες αλλαγές ελέγχου.

Τα πρότυπα βοηθούν στην επιλογή. Το NSF/ANSI/CAN 61 καλύπτει εξαρτήματα που έρχονται σε επαφή με πόσιμο νερό, ενώ το ISO 15839 αφορά τον εξοπλισμό μέτρησης ποιότητας νερού σε πραγματικό χρόνο. Αυτές οι αναφορές δεν εγγυώνται την ακρίβεια, αλλά καθορίζουν μια βάση για τα υλικά και τους ισχυρισμούς επίδοσης.

Μια αναβάθμιση δημοτικής εγκατάστασης όπου η εισαγωγή αέρα επηρέασε αρνητικά τη δόση

Κατά τη διάρκεια μιας αναβάθμισης σε μια δημοτική εγκατάσταση ικανότητας 30.000 κυβικών μέτρων ανά ημέρα στο νότιο τμήμα της Κίνας, η ομάδα έργου διαπίστωσε ότι μια περισταλτική συσκευή δόσης παρέδιδε περίπου το 70 % της προκαθορισμένης δόσης, ενώ οι ενδείξεις του μετρητή ροής και της αντλίας συμφώνησαν. Μια μικρή διαρροή σε μια ενωτική σύνδεση αναρρόφησης επέτρεψε στο υποχλωριούχο νάτριο να εισέλθει αέρας στο κεφάλι της αντλίας. Ο σωλήνας φαινόταν καλός, και η βαθμονόμηση είχε γίνει με καθαρό δοκιμαστικό νερό, οπότε το πρόβλημα εμφανίστηκε μόνο κατά την πραγματική παροχή χημικών. Η επισκευή περιελάμβανε την αντικατάσταση της ενωτικής σύνδεσης, την ανύψωση της εξόδου της ημερήσιας δεξαμενής και την προσθήκη βαλβίδας απαερισμού στο υψηλότερο σημείο της γραμμής αναρρόφησης. Ένα τεστ μείωσης της στάθμης επανήγαγε τον χαμηλό ρυθμό δόσης εντός του ±2 % της προκαθορισμένης τιμής. Μια συσκευή δόσης είναι τόσο ακριβής όσο είναι η πλευρά αναρρόφησης και το χημικό που χρησιμοποιεί.

Λεπτομέρειες εγκατάστασης που καθορίζουν αν η ακρίβεια διατηρείται

Μια καλή εγκατάσταση διασφαλίζει την ακρίβεια για πολύ καιρό μετά τη θέση σε λειτουργία.

1. Διατηρήστε τις γραμμές αναρρόφησης σύντομες, πλήρως γεμάτες και ελεύθερες από υψηλά σημεία που εγκλωβίζουν αέρα.

2. Τοποθετήστε τη συσκευή δόσης σε σταθερή βάση, ώστε η δόνηση να μην επηρεάζει το μήκος της διαδρομής.

3. Χρησιμοποιήστε μια στήλη βαθμονόμησης και μια βαλβίδα ασφαλείας υπερπίεσης στην πλευρά εκκένωσης.

4. Διαχωρίστε την καλωδίωση σήματος από τα καλώδια του κινητήρα για να μειώσετε το ηλεκτρικό θόρυβο.

5. Ετικετοποιήστε τις χημικές γραμμές και παρέχετε έναν ασφαλή τρόπο εκπλύσεως πριν από τη συντήρηση.

Ένας στατικός αναδευτήρας και το ελάχιστο μήκος ευθείας σωλήνωσης μετά την έγχυση βοηθούν την ομοιόμορφη ανάμιξη του χημικού πριν από το σημείο δειγματοληψίας. Εάν η αναλυτική συσκευή λαμβάνει δείγμα πολύ κοντά στον εγχυτήρα, ο βρόχος ελέγχου «ακολουθεί» την ατελή ανάμιξη αντί της πραγματικής υπολειμματικής συγκέντρωσης.

Τι να αναζητήσετε σε έναν προμηθευτή μηχανημάτων δόσεως

Το υλικό εξοπλισμού έχει σημασία, αλλά έχει επίσης σημασία και η υποστήριξη που το συνοδεύει. Ένας προμηθευτής που κατανοεί την επεξεργασία νερού μπορεί να βοηθήσει στην επιλογή της κατάλληλης αντλίας, στην επιλογή των υλικών που έρχονται σε επαφή με το υγρό και στην αναθεώρηση της λογικής ελέγχου πριν από την εγκατάσταση. Αυτό μειώνει την πιθανότητα να επιλεγεί μια αντλία που είναι τεχνικά ορθή, αλλά πρακτικά δύσκολο να βαθμονομηθεί.

Η EVU λειτουργεί ως ολοκληρωμένη τεχνολογική επιχείρηση στον τομέα της επεξεργασίας υδάτων, με δυνατότητες από την έρευνα και ανάπτυξη (R&D) και το σχεδιασμό μέχρι την κατασκευή εξοπλισμού, την εγκατάσταση και την εκκίνηση, καθώς και την εκπαίδευση. Το φάσμα προϊόντων της περιλαμβάνει ολοκληρωμένα εργοστάσια επεξεργασίας λυμάτων, συστήματα MBR, συστήματα αφαλάτωσης θαλασσινού νερού, μηχανήματα αποστράγγισης ιλύος με σπειροειδή άξονα, μηχανήματα καθαρού νερού με αντίστροφη όσμωση και πολυαλουμινιούχο χλωρίδιο. Για έργα που απαιτούν μηχάνημα δοσοληψίας προσαρμοσμένο σε μεγαλύτερη διαδικασία επεξεργασίας, αυτό το ευρύ φάσμα μπορεί να απλοποιήσει την προμήθεια και να μειώσει τις διεπαφές.