"Vedenkäsittelyn sydän": Välttämätön virtausmittari

Laajassa ja monimutkaisessa vedenkäsittelyn "kaupungissa" erilaiset laitteet hoitavat omia tehtäviään yhdessä varmistaakseen raakaveden muuttumisen puhdistetuksi vedeksi sekä jäteveden puhdistuksen puhtaaksi vedeksi. Jos vesipumput ovat sydän ja putket verisuonet, niin virtausmittarit ovat "sydämenlyöntien seurantalaitteita", jotka sijaitsevat järjestelmän eri osissa. Ne mittaavat jatkuvasti ja tarkasti veden virtauksen "syke" eli virtausnopeuden tarjoten näin perustavanlaatuista ja kriittistä tietoa prosessien ohjaukseen, kustannuslaskentaan ja ympäristönsuojeluun.

Missä vedenkäsittelyn eri vaiheissa virtausmittareita sitten tarvitaan? Voimme selvittää tämän seuraamalla veden kulkua.

I. Lähtökohta: Vedensyöttö- ja sisäänvirtausvaiheet
Raakavedenottopisteet: Riippumatta siitä, otetaanko vesi joista, järvistä tai säiliöistä, virtausmittarit on asennettava ottamiseen liittyvien pumppuasemien poistoputkiin. Tarkoituksena on:

Kokonaisvedenoton mittaaminen: Tämä on keskeinen peruste vesitehtaan ja vesilähteen hallintayksikön välisille maksuille sekä perustieto alueellisen vesikäytön laskemiseksi (laskettava alueen kokonaisvesikäyttö).

Pumppujen toiminnan hallinta: Virtausmittaukset mahdollistavat pumppujen käynnistyksen, pysäytyksen ja nopeudensäädön optimoinnin, jolloin saavutetaan energiansäästöjä ja kulutuksen vähentämistä.

Vesitehtaan/jätevedenpuhdistamon sisäänmeno: Ensimmäinen portti, josta vesi tulee käsittelytehtaaseen. Tässä virtausmittarit toimivat "vartijoina".

Perusta prosessinhallinnalle: Tulovirtausnopeus on perusarvo kaikkien myöhempien käsittelyprosessien säätöjen (kuten kemikaalien annostelun, ilmanvirtauksen ja lietteen poiston) määrittämisessä. Tieto siitä "kuinka paljon vettä tulee sisään" määrittää "kuinka paljon kemikaaleja lisätään".

Kuormitushuomautus: Liian korkeat hetkelliset virtausnopeudet (esim. voimakkaan sadatuksen aikana) voivat aiheuttaa järjestelmässä ylikuormituksen. Virtausmittarit voivat antaa ajoissa varoituksen, jolloin operaattorit voivat valmistautua etukäteen.

II. Tarkkuus prosessissa: Ydinkäsittely- ja annosteluvaiheet
Tässä vaiheessa virtausmittareita käytetään laajasti ja tässä vaiheessa vaatimukset ovat tarkimmat, mikä vaikuttaa suoraan käsittelyn tehokkuuteen, toiminnan vakavuuteen ja kustannusten hallintaan.

Kemikaalien annostus: Vedentreatmentissa täytyy lisätä kemikaaleja, kuten koagulantteja, flokulantteja, desinfioiva aineita (esim. kloori) sekä happoja/emäksiä (pH:n säätöön). Näiden kemikaalien annostuksen täytyy olla tarkasti suhteutettuna tulovirtaukseen.

Suhdesäätö: Virtausmittarin signaali siirretään annostuspumppuun (mittauspumppuun), mikä mahdollistaa "virtauksen mukaan tapahtuvan annostuksen". Tämä takaa käsittelyn tehokkuuden (liian pienen annostuksen välttämisen) ja estää hävikin ja toissijaisen saastumisen (liian suuren annostuksen välttämisen kautta). Tässä vaiheessa käytetään yleensä korkean tarkkuuden sähkömagneettisia tai massavirtausmittareita.

Lieteputki:

Liete takaisin: Aktiivilietteen palauttaminen sedimenttikäyttöisen altaan pohjalta biologisen altaan etupäähän on keskeistä mikrobiyhteisön ylläpitämiseksi. Virtausmittareita tarvitaan säätämään takaisin virtaavaa suhdetta ja varmistamaan biologisen järjestelmän stabiilisuus ja tehokkuus.

Ylimääräisen lietteen poisto: Järjestelmän sisällä lisääntyneen ylimääräisen lietteen jaksoittainen poisto vaatii virtausmittareita, joilla tarkkaillaan poistettavaa määrää, jotta vältetään järjestelmän tasapainon häiriintyminen liian suurella tai liian pienellä poistolla.

Tahran kuljetus ja kuivaus: Tahran pumppauksen ja kuivauslaitteisiin (esim. sentrifugit, vyösuodattimet) ennen ja jälkeen tarvitaan virtausmittareita seuraamaan prosessin edistymistä ja laskemaan tuotantoa.

Ilmastuksen säätö: Biologisissa käsittelyyksiköissä (esim. AAO, hapetuksen viito) jäteveteen pumpattavan ilman tai hapen määrä on kriittinen.

Ilmavirtamittarit: Ne asennetaan puhaltimien tai ilmastushelmojen poistoputkiin, jolloin kaasuvirtamittareita käytetään ilmaston intensiteetin seurantaan, energiankulutuksen optimointiin (ilmastus on yksi suurimmista energiankuluttajista tehtaassa) ja varmistamaan, että mikrobit saavat riittävästi happea hajottamisreaktioihin.

Suodatus ja takaisinpesu:

Suodatinvesi: Jokaisen suodattimen poisto virtaaman seuranta arvioimaan sen toimintatilaa ja suorituskykyä.

Takaisinvuodatusvesi: Suodattimet vaativat ajoittain takaisinvuodatusta puhdasta vettä tai ilman ja veden seosta käyttäen palauttaakseen suodatuskyvyn. Virtausmittareita käytetään takaisinvuodatuksen voimakkuuden ja keston säätöön, estämällä puutteellinen puhdistus tai veden hukkaaminen.

III. Lopputarkkailu: Puhdistetun veden ja jakelun vaiheet
Puhdistamon viemäriuloskäynti: Tämä on sääntelyn vaatima asennuskohta, joka toimii kuin 'lopullinen arvosana' vesienkäsittelyprosessille.

Ympäristövaatimusten mukainen poistumislaskenta: Ympäristöviranomaiset laskevat kokonaispäästöt puhdistamolta perustuen puhdistetun veden virtaamaan ja saastepitoisuuksiin (esim. COD, ammoniakkityppi). Tämä on keskeistä tietoa ympäristönvalvonnassa ja maksujärjestelyissä.

Suoritusarvio: Tilastot puhdistamon päivittäisestä todellisesta käsittelymäärästä ovat tärkeitä tunnuslukuja toiminnallisen tehokkuuden ja käsittelykapasiteetin arvioinnissa.

Käytetyn veden (kierrätysveden) uudelleenkäyttö: Edistetyn käsittelyn jälkeen käyttäjille toimitettavaan kierrätysveteen (esim. viheralueiden kasteluun, wc-juomautukseen, teolliseen jäähdytykseen) tarvitaan virtaamamittareita kaupallista laskutusta ja käytön seurantaa varten.

Puhtaan veden siirto ja verkon jakelu: Kunnallisten vesihuoltoverkkojen lisäpumppaamoissa, erillisiin mittausalueisiin (DMA) ja suurten käyttäjien syöttöpisteissä on laajalti asennettu virtaamamittareita.

Verkon tasapaino ja vuodon hallinta: Eri alueiden tulo- ja lähtövirtaamien vertailulla putkistojen vuodot voidaan nopeasti paikallistaa ja arvioida, mikä vähentää ei-tuottavaa vettä.

Veden toimitus (ohjaus): Reaaliaikaisen virtaaman muutosten perusteella pumppujen ja käsittelylaitosten kapasiteetti voidaan ohjata tieteellisesti varmistaakseen vakion veden toimituspaineen.

Miten valita oikea virtaamamittari?
Virtaamamittareille asetetut vaatimukset vaihtelevat eri vaiheissa. Tärkeimmät huomioon otettavat tekijät ovat:

Median tyyppi: Onko kyseessä puhdas vesi, jätevesi, liete vai kemikaalit? Mikä on sen syövyttävyys ja sähkönjohtavuus?

Tarkkuusvaatimukset: Onko kyseessä kaupallinen mittaus (korkea tarkkuus) vai prosessin valvonta (keskisuuri tarkkuus)?

Putken halkaisija ja virtausalue: Onko suuri halkaisija ja matala virtausnopeus, vai pieni halkaisija ja korkea virtausnopeus?

Asennusehdot: Onko riittävästi suoraa putkea käytettävissä? Onko putki täynnä vai osittain täynnä?

Yleisiä virtausmittarityyppejä ovat sähkömagneettiset virtausmittarit (johtaville nesteille suositeltu), ultraäänivirtausmittarit (kätevät paineasennuksissa), pyörtevirtausmittarit (puhtaille kaasuille/nesteille), massavirtausmittarit (korkean tarkkuuden kemiallisille mittauksille) ja avovirtausmittarit (tehtaiden valurautaisiin viemäreihin).

Johtopäätös
Yhteenvetona voidaan sanoa, että raakaveden tuloisesta puhtaan veden ulostuloon asti virtausmittareiden läsnäolo kietoo koko vedenkäsittelyn elinkaaren. Ne ovat tuotannon "silmät", kustannusten "vaaka" ja ympäristönsuojelun "viivoitin". Älyveden ja tiukemman hallinnan aikakaudella tarkat ja luotettavat virtausarvot ovat yhä tärkeämpiä, tarjoamalla jatkuvasti tehokkaan, taloudellisen ja vakavan kaupungin veden toiminnalle voimakkaimman datasykkeen.