"Пульс-контроль" очистки воды: незаменимый расходомер

В обширном и сложном «городе» водоподготовки различные виды оборудования выполняют свои собственные функции, совместно обеспечивая безопасное превращение сырой воды в чистую, а сточных вод — в очищенную воду. Если насосы — это сердце, а трубопроводы — кровеносные сосуды, то расходомеры — это «пульсометры», расположенные повсеместно (по всей системе). Они непрерывно и точно измеряют «пульс» водного потока — расход, обеспечивая самую базовую и важную информационную поддержку для контроля технологических процессов, расчета затрат и охраны окружающей среды.

Так где именно на различных этапах водоподготовки требуются расходомеры? Мы можем выяснить это, проследив путь воды.

I. Контроль источника: этапы забора и притока воды
Точки забора сырой воды: При заборе воды из рек, озер или водохранилищ расходомеры должны устанавливаться на выходных трубопроводах насосных станций водозабора. Цели следующие:

Измерение общего объема забираемой воды: это основной показатель для расчетов между водными станциями и организациями, управляющими источниками водоснабжения, а также базовые данные для статистики общего объема водопотребления в регионе.

Контроль работы насосов: данные о расходе позволяют оптимизировать пуск, остановку и регулирование скорости насосов, обеспечивая экономию энергии и снижение потребления.

Вход на водозаборную/очистную станцию: первый контрольный пункт, где вода поступает на очистные сооружения. Здесь расходомеры выполняют функцию «стражей».

Основа для управления технологическим процессом: скорость притока является базовым значением для корректировки всех последующих параметров обработки (например, дозирования химикатов, объема аэрации и удаления осадка). Зная «сколько воды поступает», можно определить «сколько реагентов необходимо добавить».

Предупреждение о нагрузке: чрезмерно высокие мгновенные расходы (например, во время сильного дождя) могут вызвать перегрузку системы очистки. Расходомеры могут своевременно предупредить об этом, помогая операторам заранее подготовиться.

II. Точность в процессе: основные этапы очистки и дозирования
Здесь расходомеры используются наиболее широко и где требования являются наиболее строгими, что напрямую влияет на эффективность очистки, стабильность работы и контроль затрат.

Дозирование химикатов: в процессе очистки воды требуется добавление таких химикатов, как коагулянты, флокулянты, дезинфицирующие средства (например, хлор) и кислоты/щелочи (для регулирования pH). Дозировка этих химикатов должна быть точно пропорциональна скорости притока.

Регулирование соотношения: Сигнал от расходомера передается дозирующего насоса (дозировочный насос), что позволяет «дозировать в зависимости от потока». Это обеспечивает эффективность обработки (исключение недостаточного дозирования) и предотвращает отходы и вторичное загрязнение (избегая избыточного дозирования). На этом этапе, как правило, используются высокоточные электромагнитные или массовые расходомеры.

Линия обработки ила:

Возврат ила: Возврат активного ила со дна отстойника на вход биологического резервуара имеет важнейшее значение для поддержания концентрации микроорганизмов. Для контроля соотношения рециркуляции и обеспечения стабильной и эффективной работы биологической системы необходимы расходомеры.

Удаление избыточного ила: Периодическое удаление избыточного ила, образующегося в системе, требует использования расходомеров для точного контроля объема удаления, чтобы избежать нарушения баланса системы вследствие чрезмерного или недостаточного удаления.

Транспортировка и обезвоживание осадка: Перед и после поступления осадка в оборудование для обезвоживания (например, центрифуги, ленточные пресс-фильтры) требуются расходомеры для контроля процесса и расчета производительности.

Регулирование процесса аэрации: В биологических установках (например, ААО, окислительные каналы) количество подаваемого в сточные воды воздуха или кислорода имеет критическое значение.

Расходомеры воздуха: Устанавливаются на напорных трубопроводах воздуходувок или на ответвлениях систем аэрации; газовые расходомеры используются для контроля интенсивности аэрации, оптимизации энергопотребления (аэрация является одним из самых энергоемких процессов на станции) и обеспечения достаточного количества кислорода для микроорганизмов, участвующих в реакциях разложения.

Фильтрация и обратная промывка:

Фильтрат: Контроль расхода фильтрата каждого фильтра для оценки его рабочего состояния и эффективности.

Обратная промывка водой: Фильтры периодически требуют обратной промывки чистой водой или смесью воздуха и воды для восстановления фильтрующей способности. Для контроля интенсивности и продолжительности обратной промывки используются расходомеры, предотвращающие недостаточную очистку или перерасход воды.

III. Этап мониторинга на выходе: Стадии очищенного стока и распределения
Выпускной канал очистных сооружений: Это обязательная точка установки, требуемая нормативными актами, которая служит «итоговой ведомостью» процесса очистки воды.

Учет сбросов в соответствии с нормативами: Органы охраны окружающей среды рассчитывают общий объем загрязняющих веществ, сбрасываемых с очищенной водой, на основе расхода сточных вод и концентрации загрязнителей (например, ХПК, аммиачный азот). Эти данные являются ключевыми для экологического мониторинга и начисления платы.

Оценка эффективности: Статистика по фактическому объему воды, ежедневно очищаемой на станции, является важным показателем для оценки эффективности работы и объема очистных мощностей.

Использование очищенной (переработанной) воды: Для подачи очищенной воды пользователям (например, для нужд озеленения, смыва, промышленного охлаждения) после дополнительной очистки требуются счётчики расхода воды для коммерческого учёта и контроля потребления.

Транспортировка и распределение чистой воды: В системах муниципального водоснабжения счётчики расхода широко используются на насосных станциях повышения давления, в зонах дозированного учета расхода воды (DMA), а также на входах крупных потребителей.

Баланс сети и контроль утечек: Сравнивая объёмы притока и оттока в различных зонах, можно быстро обнаружить и оценить утечки в трубопроводах, тем самым сокращая объём безнапорной воды.

Регулирование водоснабжения: На основе данных о текущих изменениях расхода воды можно научно планировать мощность насосов и очистных сооружений, обеспечивая стабильное давление в системе водоснабжения.

Как выбрать подходящий расходомер?
Требования к расходомерам различаются в зависимости от этапа. Основными факторами являются:

Тип среды: является ли она чистой водой, сточными водами, илом или химическими веществами? Какова её коррозионная активность и электропроводность?

Требования к точности: будет ли использоваться для торгового расчета (высокая точность) или для контроля процессов (средняя точность)?

Диаметр трубы и диапазон расхода: большой диаметр с низкой скоростью потока или маленький диаметр с высокой скоростью потока?

Условия установки: достаточно ли прямого участка трубы? Труба заполнена полностью или частично?

Распространенные типы расходомеров включают электромагнитные расходомеры (предпочтительны для измерения проводящих жидкостей), ультразвуковые расходомеры (удобны для установки под давлением), вихревые расходомеры (для чистых газов/жидкостей), массовые расходомеры (для высокоточных химических измерений) и расходомеры для открытых каналов (для дренажных каналов завода).

Заключение
В заключение, от притока капли сырой воды до оттока капли чистой воды, присутствие расходомеров пронизывает весь жизненный цикл водоподготовки. Они являются «глазами» производства, «весами» для расчета затрат и «мерой» для охраны окружающей среды. В эпоху умного управления водными ресурсами и тонкого управления (refined management), точные и надежные данные о расходе воды становятся все более важными, постоянно обеспечивая самые мощные импульсы данных для эффективной, экономичной и стабильной работы этого «городского водного хозяйства».