EN
Nieuws
Het meten van de slibstroom in rioleringswaterzuiveringsinstallaties
Time : 2025-09-18
Slib, een onvermijdbare bijproduct van het afvalwaterzuiveringsproces, is een complexe, meerfase-mengsel dat bestaat uit water, organische verontreinigingen, anorganische onzuiverheden en microbiële gemeenschappen. Een effectief slibbeheer heeft direct invloed op de algehele operationele efficiëntie en milieuconformiteit van afvalwaterzuiveringsinstallaties. Nauwkeurige meting van de slibstroomsnelheid is een kernonderdeel van het slibbeheersysteem — het is niet alleen cruciaal voor precieze procescontrole en geoptimaliseerde bronnenallocatie, maar ook een essentiële voorwaarde om strikte naleving van milieuregels te waarborgen. In dit artikel wordt op systematische wijze ingegaan op de technische uitdagingen bij de meting van de slibstroomsnelheid en wordt een gedetailleerde introductie gegeven van mainstream-meettechnologieën die toepasbaar zijn in dit scenario.
I. De kernwaarde van nauwkeurige debietmeting
Gedurende het gehele slibbehandelingsproces in een waterzuiveringsinstallatie, vanaf de initiële concentratie en ontwatering tot het middelste stadium van anaerobe vergisting en uiteindelijk onschadelijke afvoer of hergebruik van hulpbronnen, is nauwkeurige regeling van de slibstroom nodig in elke fase. Alleen door de stroomsnelheid nauwkeurig te beheren, kunnen onderliggende processen storingen van apparatuur veroorzaakt door "te zware belading" vermijden of verspilling van behandelingsrendement door "te lichte belading". Nauwkeurige stroommeting vervult met name drie cruciale functies:
Kernondersteuning voor procesoptimalisatie: realtime bewaking van de slibstroomsnelheid maakt dynamische aanpassingen mogelijk van chemische dosering (bijv. zweefmiddelen), roerintensiteit in reactoren en energieverbruik (bijv. pompvermogen), waardoor de energie-efficiëntie in het gehele slibbehandelingsproces wordt gemaximaliseerd en de kosten per behandelde eenheid worden verlaagd.
Strikte naleving van voorschriften: Milieubeschermingsinstanties hebben duidelijke regelgevingsnormen voor het aanmaken, de behandelingsroutes en de uiteindelijke afvoer van slib. Debietgegevens zijn cruciaal voor de berekening van het totale slibvolume en om de conformiteit van behandelprocessen te verifiëren, wat direct invloed heeft op de mate waarin zuiveringsinstallaties voldoen aan milieu-emissie- en slibafvoernormen.
Garanderen van operationele stabiliteit: Betrouwbare debietmeting geeft tijdige waarschuwing bij abnormale bedrijfsomstandigheden (bijvoorbeeld buislekkages of pompstoringen), vermindert stilstand door slijtage van apparatuur en procesonderbrekingen, en verlaagt onderhoudskosten en het risico op onverwachte storingen.
II. Technische uitdagingen van de stroomsnelheidsmeting van rioleringslib
De unieke fysische en chemische eigenschappen van rioleringslib zorgen voor talrijke uitdagingen bij de meting van stroomsnelheid die minder vaak voorkomen bij traditionele vloeistofmetingen. Deze uitdagingen kunnen als volgt worden samengevat:
Grote dynamische schommelingen in consistentie: de slibconsistentie verandert continu met het behandelingsstadium — van een dunne modder-watermengsel in de primaire bezinktank (met een vastestofgehalte van ongeveer 1%-3%) naar een dikke, viskeuze taart na ontwatering (met een vastestofgehalte van meer dan 20%). Dit grote verschil in fysieke toestand maakt het moeilijk voor traditionele debietmeters die afhankelijk zijn van vaste vloeistofeigenschappen (zoals werveldebietmeters) om stabiele en nauwkeurige metingen te verkrijgen.
Sterke interferentie van vaste stoffen en puin: Slib bevat vaak zwevende deeltjes (zoals zand en vezels), flockerende organische stof en diverse onzuiverheden en puin. Deze stoffen hechten zich gemakkelijk aan de oppervlakken van bewegende onderdelen (zoals het pompwiel en de rotor) van debietmeters, waardoor ze vastlopen of slijten. Dit verkort niet alleen de levensduur van de apparatuur, maar vertekent ook de meetgegevens ernstig. Corrosieve en slijtende eigenschappen komen tegelijk voor: Organische zuren en sulfiden in slib zijn sterk corrosief, terwijl zwevende harde deeltjes (zoals grind) continu de binnenwanden van debietmeters afslijten. Debietmeters gemaakt van standaardmaterialen raken gemakkelijk beschadigd onder deze extreme omstandigheden, waardoor langdurig stabiele werking moeilijk is.
Het meten van een lage stroomsnelheid is uitdagend: tijdens de dikmaker- en gistingprocessen van slib zijn de stroomsnelheden doorgaans laag (in sommige gevallen onder 0,1 m/s). De meeste flowmeters ervaren een 'dode zone' in deze lage stroomsnelheidsbereiken, waardoor ze veranderingen in debiet niet nauwkeurig kunnen registreren, wat leidt tot onnauwkeurige procesregeling.
III. Belangrijkste technologieën voor het meten van de stroomsnelheid van rioleringslib
Om tegemoet te komen aan de unieke bedrijfsomstandigheden van slib, heeft de industrie twee gevestigde technologieën voor het meten van de stroomsnelheid ontwikkeld. Elke technologie heeft zijn eigen toepassingssituaties, en de juiste keuze dient te worden afgestemd op de specifieke procesvereisten van de waterzuiveringsinstallatie. (1) Elektromagnetische doorstroommeter (magnetische doorstroommeter)
Werkingsprincipe: Gebaseerd op de wet van Faraday van elektromagnetische inductie, wordt een stabiel magnetisch veld aangebracht aan beide zijden van de meetbuis van de flowmeter. Wanneer de geleidende slibvloeistof door het magnetisch veld stroomt, snijdt deze de magnetische veldlijnen en genereert een geïnduceerde elektromotorische kracht. De grootte van deze elektromotorische kracht is lineair positief gecorreleerd met de slibstroomsnelheid. Door deze elektromotorische kracht te detecteren, kan de realtime stroomsnelheid worden berekend.
Kernvoordelen:
a.Geens Bewegende Onderdelen Ontwerp: De meetbuis bevat geen mechanische bewegende onderdelen, waardoor verstoppingen en slijtage veroorzaakt door vaste verontreinigingen in het slib fundamenteel worden uitgesloten, wat resulteert in een extreem lage foutfrequentie.
b.Brede Toepassingsgeschiktheid: Meet nauwkeurig een breed scala aan slib met een vastestofgehalte van 0,5%-30%, waarbij een nauwkeurigheid van ±0,5% behouden blijft voor zowel dun slib als viskeuze suspensies.
c.Corrosie- en slijtvastheid: De meetbuis kan worden bekleed met corrosiebestendige en slijtvaste materialen zoals PTFE (polytetrafluoretheen) en rubber, terwijl de buitenmantel is vervaardigd uit roestvrij staal 316L, wat zorgt voor langdurige weerstand tegen de corrosieve en schurende aard van slib.
d.Hoge real-time prestaties: Snelle responstijd en real-time debietuitvoer, waardoor eenvoudige integratie in het gedistribueerde regelsysteem (DCS) van de installatie mogelijk is voor gesloten-loop procesregeling.
Typische toepassingen: Geschikt voor leidingmeting gedurende het gehele slibbehandelingsproces, met name op cruciale punten zoals uitlaten van dikmakers, voedingsleidingen voor ontwatering en in- en uitlaatleidingen van vergisters. Momenteel is dit het meest gebruikte apparaat voor slibdebietmeting. (II) Doppler-ultrasone doorstroommeter
Werkingsprincipe: Maakt gebruik van het "Dopplereffect" voor niet-invasieve meting. Een ultrasone sensor is gemonteerd op de buitenwand van een buis en zendt ultrasone golven van een vaste frequentie de buis in. Wanneer de ultrasone golven stoffen of luchtbellen in het slib tegenkomen, worden deze gereflecteerd. De frequentie van de gereflecteerde golf verschuift door de beweging van de deeltjes (die overeenkomt met de snelheid van de slibstroom). De snelheid van de slibstroom kan worden afgeleid door de frequentieverschuiving te berekenen.
Kernvoordelen:
Niet-invasieve installatie: De sensor voorkomt direct contact met het slib, waardoor verkalking, corrosie en slijtage volledig worden vermeden. Installatie en onderhoud vereisen geen procesonderbreking, wat de bedrijfskosten aanzienlijk verlaagt.
Aanpassingsvermogen aan complexe stromingspatronen: Meet nauwkeurig niet alleen in volle buizen, maar ook in gedeeltelijk gevulde buizen (zoals open kanalen en gedeeltelijk gevulde buizen), wat veel grotere aanpasbaarheid biedt dan traditionele debietmeters.
Sterke anti-interferentiecapaciteit: Ongevoelig voor hoge concentraties vaste deeltjes en belletjes in slib, kan de sensor het signaal versterken via reflectie op deeltjes, waardoor stabiele meting mogelijk is bij hoge vastestofconcentraties (zoals ontwaterd slib), waar traditionele debietmeters moeite mee hebben. Typische toepassingssituaties: Veel gebruikt in open kanalen, uitstroomkanalen van bezinktanks en gedeeltelijk gevulde slibleidingen in rioolzuiveringsinstallaties. Bijzonder geschikt voor renovatieprojecten in oudere installaties (geen leidingdoorsnijding nodig, eenvoudige installatie) of voor gespecialiseerde procespunten met extreem hoge slibvastestofconcentratie en gevoelig voor aanlegging van aanslag.
IV. Conclusie: Nauwkeurige meting draagt bij aan verbeterde kwaliteit en efficiëntie van slibbehandeling
Het meten van de stroomsnelheid van slib is meer dan alleen "gegevensverzameling"; het is de "procesruggengraat" gedurende het gehele slibbehandelingsproces—het staat in directe relatie tot de behandelingsrendement, nalevingskosten en operationele stabiliteit. Elektromagnetische debietmeters, dankzij hun hoge nauwkeurigheid en betrouwbaarheid, zijn de voorkeur voor mainstream leidingtoepassingen. Doppler-ultrasone debietmeters tonen, dankzij hun niet-invasieve voordelen, unieke waarde in complexe stroompatronen en renovatieprojecten.
Het selecteren van de juiste meettechnologie helpt rioolwaterzuiveringsinstallaties niet alleen bij een verfijnde controle van het slibbehandelingsproces, maar verlaagt ook de bedrijfskosten door optimalisatie van chemisch en energieverbruik, en biedt tegelijkertijd solide ondersteuning met gegevens voor milieunaleving. In het kader van de "dubbele koolstof"-doelstellingen en steeds strengere milieueisen zal nauwkeurige meting van de slibstroomsnelheid een cruciaal onderdeel worden.
