Unverzichtbar in der Wasseraufbereitungsindustrie | Umfassende Analyse der Anwendung von vier Sensoren

1. Anwendungsszenarien für den Durchflusssensor
• Überwachung des Rohwasserzulaufs: Am Zulauf von Wasseraufbereitungsanlagen und Kläranlagen werden elektromagnetische oder Ultraschall-Durchflussmesser installiert, um das Zulaufvolumen des Rohwassers in Echtzeit zu messen. Dies bildet die Grundlage für die Parameterregelung der nachfolgenden Koagulations- und Sedimentationsprozesse und dient als zentrale Datenquelle für die Messung der Wasserressourcen und die Kostenrechnung.
• Präzise Steuerung der Chemikaliendosierung: Bei Wasseraufbereitungsprozessen muss die Dosierung von Flockungsmitteln, Desinfektionsmitteln usw. genau auf die Wasserdurchflussrate abgestimmt sein - der Durchflusssensor ist mit der Dosierpumpe verbunden und liefert Echtzeit-Feedback zu Änderungen des Wasserdurchflusses. So wird die Chemikaliendosierung automatisch angepasst, um Verschwendung (zu hohe Dosierung erhöht die Kosten) oder die Nichteinhaltung der Behandlungsstandards (zu geringe Dosierung kann Schadstoffe nicht entfernen) zu vermeiden.
• Durchflussregelung in Zwischenprozessen: In Absetzbecken, Filtrationsbecken, Desinfektionsbecken usw. wird die Durchflussrate des Wassers überwacht, um sicherzustellen, dass die Verweilzeit des Wassers in jeder Prozesseinheit den Standards entspricht (z. B. führt ein langsamer Wasserdurchfluss im Desinfektionsbecken leicht zu Bakterienwachstum, und ein schneller Wasserdurchfluss im Desinfektionsbecken führt zu einer unvollständigen Desinfektion), wodurch stabile Behandlungseffekte gewährleistet werden.
• Abflussmessung: Installation von Durchflusssensoren am Auslass zur genauen Messung des Abflussvolumens von behandeltem Abwasser/Klarwasser. Dies erfüllt einerseits die Emissionsüberwachungsanforderungen der Umweltschutzbehörden und liefert andererseits Daten zur Effizienzbewertung und Prozessoptimierung der Wasseraufbereitungsanlage.
• Überwachung des Schlammflusses: Bei der Schlammrückführung und Entwässerung wird der Schlammfluss überwacht, um den Schlammbehandlungsprozess zu optimieren, Schlammansammlungen zu vermeiden, die zu Verstopfungen im System führen, und um die Effizienz der Schlammentsorgung zu verbessern [6].
2. Drucksensoren – Wichtigste Anwendungsszenarien
• Überwachung und Schutz des Pumpengehäuses: An Ein- und Auslass der Pumpe werden Drucksensoren installiert, um den Saug- und Förderdruck zu überwachen. Dies verhindert Leerlauf (niedriger Saugdruck) und Betrieb unter zu hohem Druck (hoher Förderdruck) und verlängert somit die Lebensdauer des Pumpengehäuses. Gleichzeitig werden die Druckdaten zur Anpassung der Pumpendrehzahl genutzt, um einen energiesparenden Betrieb zu erzielen.
• Druckdifferenzüberwachung von Filtern/Membranmodulen: An Ein- und Auslass von Filtern, Ultrafiltrationsmembranen und Umkehrosmosemembranen werden Drucksensoren installiert, um die Druckdifferenz zwischen Ein- und Auslass zu überwachen. Eine zu hohe Druckdifferenz deutet auf eine Verstopfung des Filtermaterials oder des Membranmoduls hin. Eine frühzeitige Warnung erinnert das Personal umgehend an die Durchführung einer Rückspülung oder eines Austauschs, um eine Verringerung der Filtrationseffizienz und Beschädigungen des Membranmoduls zu vermeiden. Dies ist auch entscheidend für die Stabilität des Filtrationsprozesses.
• Gegendrucküberwachung des Dosiersystems: Installieren Sie Drucksensoren am Auslass der Dosierpumpe, um den Gegendruck im Dosiersystem zu überwachen. Zu geringer Gegendruck führt zu ungenauen Dosiermengen, während zu hoher Gegendruck die Risiken für Pumpengehäuse und Rohrleitungen erhöht. Die Druckrückmeldung ermöglicht eine präzise Anpassung des Dosierdrucks und gewährleistet so eine gleichmäßige Medikamentenzugabe.
• Rohrleitungsdrucküberwachung: In kommunalen Wasserversorgungsleitungen und industriellen Kreislaufwasserleitungen werden Drucksensoren installiert, um die Druckverteilung zu überwachen. Dadurch werden Leckagen (plötzlicher Druckabfall) und lokale Überdrücke frühzeitig erkannt. Dies unterstützt die Rohrleitungsplanung und gewährleistet die Stabilität der Wasserversorgung.
• Druckregelung von Probenahmesystemen für Wasserqualitätssensoren: Überwachen Sie Druckänderungen am Ein- und Auslass der Probenahmezellen für Sensoren zur Messung von pH-Wert, Redoxpotenzial, Restchlor usw. Gewährleisten Sie einen stabilen Druck in den Probenahmezellen und verhindern Sie das Eindringen von Luftblasen, um genaue und zuverlässige Wasserqualitätsdaten zu erhalten. Viele fehlerhafte Wasserqualitätsdaten lassen sich auf instabilen Druck zurückführen.
3. Füllstandssensoren – Kernanwendungsszenarien
• Kontrolle des Wasserstands im Rohwassertank/Klarwassertank: Im Rohwassertank und im Klarwassertank werden Füllstandssensoren installiert, um den Füllstand zu überwachen. Sinkt der Füllstand unter den eingestellten Wert, startet die Wasserzuführungspumpe automatisch. Überschreitet der Füllstand den eingestellten Wert, wird die Wasserzuführung gestoppt und die Entleerungspumpe gestartet, um ein Überlaufen zu verhindern und eine stabile Wasserversorgung für die nachfolgenden Prozesse sicherzustellen.
• Flüssigkeitsstandregelung im Reaktionsbehälter: Überwachen Sie die Flüssigkeitsstandhöhe in Reaktionsbehältern wie Koagulationsbehälter, Sedimentationsbehälter und Desinfektionsbehälter, um sicherzustellen, dass die Wasserverweilzeit in den Behältern den Normen entspricht und ein Überlaufen von Wasser aufgrund eines zu hohen Flüssigkeitsstands oder eine Beeinträchtigung der Reaktionswirkung aufgrund eines zu niedrigen Flüssigkeitsstands vermieden wird. Dies bildet die Grundlage für die Anpassung von Parametern für Prozesse wie Rühren und Belüften.
• Überwachung des Flüssigkeitsstands im Schlammtank: In den Schlammkonzentrations- und Schlammlagertanks werden Flüssigkeitsstandssensoren installiert, um den Schlammstand zu überwachen. Bei zu hohem Flüssigkeitsstand wird die Schlammpumpe aktiviert, um den Schlamm rechtzeitig abzutransportieren und so Schlammansammlungen, Überlaufen und Umweltverschmutzung zu vermeiden. Bei zu niedrigem Flüssigkeitsstand wird die Schlammpumpe abgeschaltet, um Leerlauf und Anlagenschäden zu verhindern.
• Überwachung des Flüssigkeitsstands in Chemikalientanks: In Chemikalienlager- und Mischtanks werden Füllstandssensoren installiert, um den Flüssigkeitsstand der Chemikalien zu überwachen. Bei zu niedrigem Füllstand wird ein Alarm ausgelöst, um das Personal zum Nachfüllen der Chemikalien aufzufordern. So wird vermieden, dass die Behandlung aufgrund unzureichender Chemikalienmenge nicht den Standards entspricht. Gleichzeitig werden Chemikalienüberläufe verhindert und chemische Abfälle sowie Sicherheitsrisiken reduziert.
• Füllstandsregelung des Regenwassertanks: Im Regenwassernutzungssystem werden Füllstandssensoren in den Speichertanks installiert und mit einer SPS verbunden, um das Einlassventil und die Wasserpumpe automatisch zu steuern. Sinkt der Füllstand unter die mittlere Marke, öffnet sich das Einlassventil automatisch, um Wasser nachzufüllen; steigt der Füllstand über die obere Grenze, schließt sich das Einlassventil, um den stabilen Betrieb des Regenwassernutzungssystems zu gewährleisten.
4. Temperatursensoren – Kernanwendungsszenarien
• Temperaturkontrolle in biologischen Behandlungsprozessen: In den biochemischen Becken (z. B. Belüftungsbecken) der Abwasserreinigung wird die Wassertemperatur überwacht. Mikroorganismen (z. B. nitrifizierende und denitrifizierende Bakterien) reagieren empfindlich auf Temperaturänderungen; der optimale Temperaturbereich liegt zwischen 20 und 35 °C. Bei zu niedriger Temperatur nimmt die mikrobielle Aktivität ab und die Reinigungsleistung sinkt; bei zu hoher Temperatur sterben die Mikroorganismen ab und das System bricht zusammen. Mithilfe von Temperatursensoren, die Rückmeldedaten liefern, werden Belüftungsintensität und Heizgeräte angepasst, um eine stabile Wassertemperatur zu gewährleisten.
• Temperaturregelung bei Desinfektionsprozessen: In der Desinfektionsphase (z. B. UV- oder Chlordesinfektion) beeinflusst die Temperatur die Desinfektionswirkung. Bei der UV-Desinfektion beispielsweise verringert eine zu hohe Wassertemperatur die Durchdringungsrate der UV-Strahlen und beeinträchtigt somit die Desinfektions- und Sterilisationswirkung. Bei der Chlordesinfektion hingegen führt eine zu niedrige Temperatur zu einer verminderten Auflösung des Chlorgases und damit zu einer unvollständigen Desinfektion. Der Temperatursensor überwacht die Wassertemperatur im Desinfektionstank in Echtzeit und passt die Desinfektionsparameter entsprechend an, um die Einhaltung der Desinfektionsstandards zu gewährleisten.
• Überwachung der Umwälzwassertemperatur: In industriellen Umwälzwasseraufbereitungsanlagen werden die Ein- und Auslauftemperaturen des Umwälzwassers überwacht, die Betriebsparameter des Kühlturms und des Wärmetauschers angepasst, die Umwälzwassertemperatur gesenkt, die Wärmeaustauscheffizienz verbessert und der Energieverbrauch reduziert.
• Grundlage für die Parameterkorrektur: Die Temperatur beeinflusst direkt den Gehalt an gelöstem Sauerstoff im Wasser und die chemische Reaktionsgeschwindigkeit und ist der grundlegende Parameter für die Korrektur der Messwerte anderer Wasserqualitätssensoren, wodurch die Genauigkeit aller Überwachungsdaten gewährleistet wird.
• Frostschutz im Winter: In nördlichen Regionen oder Umgebungen mit niedrigen Temperaturen sollte die Wassertemperatur von Rohrleitungen und Tanks überwacht werden. Bei Temperaturen unter 0 °C sollten Frostschutzvorrichtungen (z. B. Heizungsrohre) eingeschaltet werden, um das Einfrieren und Platzen der Rohrleitungen zu verhindern und so den ordnungsgemäßen Betrieb des Systems im Winter sicherzustellen.