The bài viết này là "cảm biến chất lượng nước". Với yêu cầu bảo vệ môi trường ngày càng khắt khe, việc xử lý nước thải công nghiệp có độ mặn cao ngày càng được quan tâm. Trên cơ sở này, bài viết này phân tích các nguồn và đặc điểm của nước thải có độ mặn cao, tập trung giới thiệu hiện trạng ứng dụng, ưu nhược điểm của công nghệ xử lý nước thải có độ mặn cao công nghiệp và triển vọng xu hướng phát triển trong tương lai của xử lý nước thải có độ mặn cao technologies.

In những năm gần đây, tình hình ô nhiễm nước ở Trung Quốc ngày càng trở nên nghiêm trọng, và việc nghiên cứu và ứng dụng xử lý nước công nghệ đã trở thành trọng tâm của các chuyên gia và học giả trong các lĩnh vực liên quan ở Trung Quốc. Nước thải, đặc biệt là nước thải công nghiệp, hầu hết đều sở hữu đặc tính độ mặn cao. Việc xả thải trực tiếp sẽ gây hại lớn cho môi trường tự nhiên, gây ô nhiễm và tăng độ mặn trong các vùng nước tự nhiên, hoặc dẫn đến các vấn đề như nhiễm mặn và nén chặt đất. Vì hàm lượng muối trong nước thải có độ mặn cao không thể được loại bỏ thông qua các quá trình phân hủy sinh học tự nhiên, nên vấn đề muối phải được giải quyết trong quá trình xử lý nước thải có độ mặn cao hoặc phải tìm kiếm giải pháp sau khi xử lý vô hại được conducted.

Analysis về nguồn và đặc điểm của nước có độ mặn cao công nghiệp

Nước công nghiệp có độ mặn cao chủ yếu có nguồn gốc từ ngành công nghiệp hóa chất than, dược phẩm, thuốc trừ sâu và các ngành công nghiệp khác, có hàm lượng muối trên 10.000 mg/L. Có nhiều nút quy trình tạo ra nước công nghiệp có độ mặn cao và nó thường thuộc loại nước thải có độc tính cao và khả năng phân hủy sinh học chịu lửa. Các kênh chính tạo ra nước thải công nghiệp bao gồm: trong sản xuất công nghiệp, một lượng lớn tài nguyên nước cần được tiêu thụ. Để giảm tiêu thụ tài nguyên nước, các phương pháp tái chế tài nguyên nước thường được áp dụng trong ngành, từ đó tạo thành nước có độ mặn cao; Trong quá trình điều chế dược phẩm, thuốc trừ sâu và các chất trung gian của chúng, các quá trình như quá trình ướp muối, tổng hợp hóa học và trung hòa axit-bazơ sẽ tạo ra nước thải có hàm lượng muối tương đối cao. Do loại nước thải này có nguồn gốc từ quá trình sản xuất sản phẩm nên thường mang theo một lượng lớn nguyên liệu, sản phẩm, tạp chất nên cũng có độc tính cao và khả năng phân hủy sinh học chịu lửa. Nhìn chung, nước có độ mặn cao công nghiệp có đặc điểm là lượng xả lớn, nhiều nguồn, hàm lượng muối cao và các thành phần phức tạp, và nước có độ mặn cao được tạo ra bởi các ngành công nghiệp khác nhau khác nhau significantly.

For các nhà thầu Kỹ thuật, Mua sắm và Xây dựng (EPC), nhà tích hợp hệ thống và kỹ sư điều khiển tự động hóa, việc triển khai hệ thống giám sát chất lượng nước trực tuyến là điều cần thiết để quản lý chính xác các dòng phức tạp này và duy trì độ tin cậy của vòng điều khiển liên tục trong conditions.

Analysis trường khắc nghiệt về tình trạng ứng dụng hiện tại, ưu điểm và nhược điểm của công nghệ Technologies

Evaporation xử lý nước thải có độ mặn cao

Công nghệ bay hơi cho nước có độ mặn cao thường nhắm vào nước thải có độ mặn cao với hàm lượng muối trên 40.000 mg/L. Đối với nước có độ mặn cao nồng độ thấp với hàm lượng muối từ 1% đến 4%, hiệu quả loại bỏ muối của bay hơi nhiệt quá thấp khiến công nghệ này không phù hợp. Cụ thể, công nghệ bay hơi nhiệt chủ yếu bao gồm: công nghệ bay hơi đa hiệu ứng và công nghệ nén lại hơi cơ học. Công nghệ bay hơi đa hiệu ứng đề cập đến việc sử dụng đồng thời nhiều ấm bay hơi được kết nối nối tiếp, trong đó hơi nước nóng đi qua một số ấm bay hơi theo trình tự; Hơi nước nóng từ ấm bay hơi trước đó đi vào ấm bay hơi tiếp theo để bay hơi từng giai đoạn, tận dụng hiệu quả nguồn nhiệt để đạt được mục tiêu khử mặn nước thải có độ mặn cao. Công nghệ nén lại hơi cơ học, viết tắt là công nghệ MVR, là một quá trình sử dụng hiệu quả các nguồn nhiệt với sự trợ giúp của máy nén hơi nước. Nó thu được năng lượng thông qua quá trình nén lại hơi nước và liên tục chuyển động qua lại để cải thiện hiệu suất nhiệt của steam.

Evaporation công nghệ có thể tách thành công muối và nước trong nước thải, cho phép chúng được xử lý riêng biệt sau đó, đây là một phương pháp tương đối kỹ lưỡng để xử lý nước thải có độ mặn cao. Do đó, công nghệ này hiện đang được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp hóa chất than, dược phẩm và thuốc trừ sâu. Tuy nhiên, đối với nước mặn có hàm lượng chất ô nhiễm hữu cơ quá cao, rất có khả năng xảy ra hiện tượng tạo bọt trong quá trình bay hơi, gây sôi vật liệu; Đồng thời, nó cũng có thể ảnh hưởng đến chất lượng của muối, dẫn đến muối thải ra mang quá nhiều chất hữu cơ, điều này vẫn cần thêm treatment.

Membrane Công nghệ xử lý

Màng là vật liệu có tính thấm chọn lọc có thể đạt được sự tinh chế, cô đặc và tách vật liệu. Kích thước lỗ chân lông màng thường ở quy mô micromet và được phân loại từ lớn nhất đến nhỏ nhất thành vi lọc, siêu lọc và lọc nano. Màng có thể được chia thành màng điều khiển bằng áp suất và màng điều khiển bằng điện dựa trên sự khác biệt về lực truyền động. Một số loại màng thường được sử dụng trong xử lý nước thải công nghiệp có độ mặn cao bao gồm: màng lọc điện phân và màng thẩm thấu ngược. Công nghệ chạy thận nhân tạo hiện nay đã phát triển tương đối trưởng thành; Các phương thức ứng dụng truyền thống của nó là khử mặn nước biển và sản xuất muối công nghiệp, và ứng dụng của nó trong nước thải công nghiệp chủ yếu tập trung trong nước thải hóa chất than tương đối sạch. Công nghệ thẩm thấu ngược ban đầu cũng được áp dụng cho khử mặn nước biển. Sử dụng nó để xử lý nước thải có độ mặn cao công nghiệp phát sinh chi phí tương đối cao, và vì các chất ô nhiễm chủ yếu tồn tại trong nước thải có độ mặn cao công nghiệp nên dễ gây bám bẩn màng, không chỉ ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất mà còn dẫn đến giảm tuổi thọ màng hoặc thậm chí damage.

Biological Xử lý Technology

The phương pháp sinh học xử lý các chất ô nhiễm có trong nước thải có độ mặn cao công nghiệp thông qua hệ vi sinh vật. Chi phí điều trị tương đối thấp, nhưng điều kiện nghiêm ngặt; Trước hết, độ mặn không được quá cao, nếu không sẽ vượt quá phạm vi chịu đựng của vi sinh vật, làm mất hiệu quả xử lý. Hiện nay, xử lý sinh học đã được áp dụng trong một phạm vi nhất định, trên thị trường có rất nhiều tác nhân vi khuẩn chịu mặn; Tuy nhiên, nhìn chung, các phương pháp sinh học vẫn gặp phải những vấn đề nhất định về sàng lọc vi sinh vật và kỹ thuật ổn định operation.

Future xu hướng phát triển của công nghệ xử lý nước thải có độ mặn cao Technologies

Application công nghệ tiền xử lý

Nước có độ mặn cao đến từ nhiều nguồn và có thành phần phức tạp; khử muối trực tiếp hoặc xử lý sinh học không thể giải quyết triệt để các vấn đề. Do đó, nhiều công nghệ tiền xử lý đã được phát triển trong những năm gần đây. Hiện nay, các công nghệ xử lý vô hại nhắm vào nước có độ mặn cao chủ yếu bao gồm: hấp phụ vật lý, lọc chính xác, keo tụ, tuyển nổi không khí, oxy hóa ướt xúc tác, oxy hóa điện hóa và oxy hóa nước siêu tới hạn. Đối với nước thải có độ mặn cao có chứa các chất chịu lửa, độc hại và có hại, áp dụng các phương pháp nói trên có thể đạt được tính vô hại của nước mặn, sau đó có thể thực hiện khử mặn liên tục hoặc xả pha loãng để đạt được mục tiêu nước mặn kỹ lưỡng treatment.

For nước có độ mặn cao chỉ chứa natri clorua và natri sunfat, sau khi được xử lý bằng công nghệ tiền xử lý, các thành phần muối trở nên tương tự như thành phần nước biển; những loại đáp ứng điều kiện có thể được xả ra biển, hoặc xả tự nhiên sau khi pha loãng đạt tiêu chuẩn khí thải. Công nghệ tiền xử lý chỉ xử lý các chất độc hại và có hại trong muối và không ảnh hưởng đến hàm lượng muối vô cơ, làm cho việc xả trực tiếp rất hứa hẹn. Tuy nhiên, hiện tại chưa có quy định rõ ràng, chủ yếu cho rằng việc loại bỏ các chất ô nhiễm bằng phương pháp này chưa hoàn toàn triệt để, xả trực tiếp vẫn tiềm ẩn những rủi ro môi trường nhất định, vì vậy cần thận trọng khi sử dụng; nhưng với sự phát triển của các công nghệ xử lý bảo vệ môi trường và dần dần cải tiến các quy định liên quan, người ta tin rằng vấn đề đích đến của nước mặn được xử lý vô hại sẽ được giải quyết đúng đắn trong future.

New Membrane Technologies

Ngoài các công nghệ màng đã đề cập trước đó, nhiều công nghệ màng mới đã xuất hiện trong xử lý bảo vệ môi trường trong những năm gần đây, chẳng hạn như công nghệ chưng cất màng, hiện đã bắt đầu được ứng dụng trong xử lý nước thải có độ mặn cao. Việc áp dụng các công nghệ màng mới không chỉ có thể xử lý nước mặn mà còn thu hồi các nguyên liệu thô, chất trung gian hoặc sản phẩm hữu ích, cho thấy một tương lai rất hứa hẹn. Ngoài ra, do chi phí sản xuất màng cao nên việc sử dụng nó trong ngành xử lý nước thải có độ mặn cao bị hạn chế rất nhiều; Do đó, trong tương lai, các công nghệ màng mới sẽ hướng tới những hướng có chức năng ngày càng mạnh hơn, chi phí sản xuất màng thấp hơn và capabilities.

Bioaugmentation Technology

Currently chống ô nhiễm mạnh hơn, công nghệ xử lý sinh học cũng được áp dụng, nhưng do các vấn đề với bản thân các chủng và chưa đủ độ chín của quá trình nên phạm vi ứng dụng của xử lý sinh học được cục bộ. Trong tương lai, bên cạnh việc sàng lọc vi khuẩn chịu mặn, cũng cần thuần hóa chúng để có đặc tính phân hủy chất ô nhiễm để tăng cường hiệu quả xử lý và mở rộng xử lý scope.

In tóm lại, công nghệ xử lý nước thải có độ mặn cao công nghiệp hiện đang phát triển rất nhanh và nhiều công nghệ đã bắt đầu được áp dụng trên quy mô lớn với hiệu quả sử dụng rất tốt. Tuy nhiên, các công nghệ này vẫn còn nhiều thiếu sót như: công nghệ và quy định xử lý vô hại chưa hoàn thiện, công nghệ bay hơi chưa giải quyết triệt để các vấn đề ô nhiễm, chi phí sử dụng phương pháp màng vẫn ở mức cao và việc sử dụng phương pháp sinh học vẫn gặp những hạn chế lớn. Trong quá trình phát triển trong tương lai, các công nghệ này sẽ ngày càng hoàn thiện hơn, và vấn đề nước thải có độ mặn cao chắc chắn sẽ được resolved.

Industrial đúng Kiến trúc hệ thống giám sát trực tuyến

Để đảm bảo tối ưu hóa quy trình và kiểm soát khép kín dữ liệu trong các nhà máy xử lý nước thải tự động, các nhà tích hợp hệ thống yêu cầu một giải pháp kiến trúc tích hợp. Dưới đây là cấu trúc liên kết giám sát IoT công nghiệp nhiều lớp được thiết kế để triển khai liên tục:

 [Lớp nền tảng đám mây: Nền tảng quản lý nước thải thông minh / Trung tâm SCADA]
                         ▲
                         │ (Luồng MQTT an toàn qua cổng 4G LTE)
                         ▼
[Lớp điều khiển cạnh: PLC cục bộ (ví dụ: S7-1200) / Van điều khiển định lượng]
                         ▲
                         │ (Giao thức RS485 Modbus RTU / Chuỗi Daisy bị cô lập)
                         ▼
[Lớp cảm biến hiện trường: YexSensor Cảm biến chất lượng nước trực tuyến (IP68, 316L / Titan) ]

By sử dụng mạng RS485 Modbus RTU, một mô-đun giao tiếp PLC duy nhất có thể thăm dò đồng thời nhiều cảm biến kỹ thuật số hiện trường, bao gồm cảm biến pH công nghiệp, cảm biến oxy hòa tan công nghiệp và thiết bị giám sát COD trực tuyến. Kiến trúc này thay thế các vòng lặp tương tự dễ bị tấn công bằng khả năng thu thập dữ liệu theo thời gian thực, có độ tin cậy cao, mang lại khả năng tương thích 4-20mA trực tiếp khi các khóa liên động có dây cứng cũ được required.

Product Thông số Section

Industrial Dự án Hướng dẫn lựa chọn

Khi mua sắm các thiết bị cho việc lắp đặt kỹ thuật môi trường có độ bám bẩn cao, độ mặn cao, các bộ phận mua sắm và nhà thầu kỹ thuật phải điều chỉnh các thông số kỹ thuật của cảm biến với nền hóa học của loại nước để giảm thiểu chi phí vận hành (OPEX):

• Nền ion ăn mòn: Trong nước thải hóa học và nước thải khử lưu huỳnh có chứa mức $Cl^-$ cực cao, thép không gỉ tiêu chuẩn dễ bị rỗ. Các nhà tích hợp nên chọn Hợp kim titan hoặc POM nhà ở từ phạm vi sản phẩm của YexSensor.

• Điều kiện bám bẩn và đóng cặn: Đối với các giai đoạn xử lý sinh học như hệ thống MBR hoặc lưu vực sục khí nơi màng sinh học phát triển nhanh, chọn một Cảm biến chất lượng nước làm sạch tự động cấu hình là rất quan trọng. Cần gạt nước có động cơ giảm thiểu tần suất hiệu chuẩn và kéo dài chu kỳ bảo trì từ vài ngày đến vài tháng.

• Khả năng tương thích với hệ thống SCADA giám sát nước thải: Đảm bảo sự phù hợp của khả năng tương thích PLC. Đối với hệ thống giám sát nước từ xa mới, hãy chọn cấu hình cảm biến chất lượng nước Modbus trực tiếp để sử dụng báo cáo đăng ký trạng thái kỹ thuật số đầy đủ, cho phép tích hợp nền tảng chẩn đoán từ xa.

Các phương pháp hay nhất về triển khai và tích hợp tại hiện trường

Dựa trên kinh nghiệm vận hành thực tế trong các nhà máy xử lý nước thải công nghiệp, việc lắp đặt điện thích hợp là điều cần thiết để bảo vệ sự ổn định của dữ liệu và loại bỏ sự gián đoạn bus hiện trường:

• Nối đất và che chắn: Tấm chắn cáp phải được nối đất một điểm độc quyền ở đầu tủ điều khiển PLC cục bộ để ngăn dòng điện vòng lặp tiềm năng nối đất làm mất ổn định bộ vi xử lý cảm biến.

• Hệ thống dây chống nhiễu: Duy trì khoảng cách an toàn tối thiểu là 30cm giữa đường dây RS485 tín hiệu yếu và cáp nguồn 380VAC nặng chạy đến bơm tuần hoàn hoặc định lượng.

• RS485 Điện trở kết thúc: Trong các vòng lặp trường khoảng cách xa vượt quá 100 mét, hãy bắc cầu một điện trở đầu cuối Omega$ trị giá 120 đô la qua các đầu cuối A (+) và B (-) tại nút thiết bị xa nhất để tránh reflections.

Process tín hiệu tần số cao và FAQ

Q1 giao diện tự động hóa. Độ mặn cao của nước thải công nghiệp ảnh hưởng như thế nào đến kết quả đọc của cảm biến oxy hòa tan công nghiệp để kiểm soát sục khí và hệ thống bù như thế nào?
Cường độ ion cao làm giảm khả năng hòa tan của oxy. Cảm biến oxy hòa tan huỳnh quang kỹ thuật số của YexSensor có thanh ghi bù độ mặn bên trong. Các nhà tích hợp chỉ cần ghi giá trị TDS nền cố định vào cảm biến thông qua các lệnh Modbus và DSP bên trong tự động hiệu chỉnh ma trận tính toán để đảm bảo phản hồi vòng điều khiển PID của bể sục khí chính xác mà không cần offsets.

Q2 tỷ lệ thủ công. Cụm bàn chải làm sạch tự động có thể xử lý các lớp vỏ muối kết tinh hình thành trong quá trình hỏng hóc nhà máy bay hơi MVR không
Cần gạt nước có động cơ tích hợp có logic ngắt an toàn quá dòng. Nếu kết tinh quá mức làm kẹt lưỡi gạt nước, cảm biến sẽ tắt bộ truyền động động cơ và kích hoạt mã trạng thái lỗi "khối gạt nước" trong thanh ghi chẩn đoán Modbus của nó. Đối với các hệ thống tích hợp bố cục giám sát nước thải SCADA, điều này ngay lập tức cảnh báo người vận hành chạy chu trình xả trước khi hư hỏng cơ học có thể occur.

Q3. Tại sao các giá trị dấu phẩy động từ cảm biến giám sát COD trực tuyến được đọc bởi Siemens của chúng tôi PLC hoàn toàn bị đảo ngược hoặc bị cắt xén?
Đây là một vấn đề không khớp thứ tự byte thông thường thường gặp đối với nhiều nhà cung cấp Modbus tích hợp cảm biến chất lượng nước. Các nền tảng tự động hóa khác nhau diễn giải các chuỗi byte Big-Endian và Little-Endian khác nhau. Các thiết bị YexSensor cung cấp cài đặt hoán đổi từ do người dùng định cấu hình (ví dụ: tùy chọn AB-CD so với CD-AB) trực tiếp trong các thanh ghi giữ, có thể được chuyển đổi bằng phần mềm lập trình PLC tiêu chuẩn để khôi phục ngay lập tức representation.

Q4 dữ liệu đo từ xa thích hợp. Trong các quy trình bùn hoạt tính có độ đục cao, hệ thống ngăn chặn sự tắc nghẽn cửa sổ quang học trên cảm biến nồng độ bùn như thế nào?
Giải pháp giám sát nồng độ bùn của YexSensor dựa trên kiến trúc đường dẫn quang cận hồng ngoại chùm tia kép (truyền dẫn $180^circ$ kết hợp tán xạ ngược). Logic tỷ lệ tính toán nồng độ so với sự lây truyền đường cơ sở, có nghĩa là bóng cửa sổ nhẹ, đồng đều bị loại bỏ về mặt toán học, đảm bảo tính ổn định của dữ liệu giữa cleanings.

Q5 thủ công phòng ngừa theo lịch trình. Tần suất hiệu chuẩn được khuyến nghị cho cảm biến pH công nghiệp được triển khai trong bể trung hòa nước thải hóa chất là bao nhiêu?
Vì nồng độ muối cao gây căng thẳng cho điện thế tiếp giáp tham chiếu, chúng tôi khuyên bạn nên thực hiện trình tự hiệu chuẩn dung dịch đệm hai điểm tự động sau mỗi 14 đến 30 ngày. Cảm biến kỹ thuật số lưu trữ ma trận độ dốc hiệu chuẩn của nó bên trong, cho phép các nhóm bảo trì hiệu chuẩn trước các cảm biến trong một xưởng sạch sẽ và hoán đổi chúng vào giá đỡ ngâm tại hiện trường thông qua các đầu nối chống thấm nước ngắt kết nối nhanh, giảm thiểu downtime.

Q6 hiện trường. Làm thế nào để chúng ta ngăn chặn các bong bóng siêu nhỏ từ bể sục khí làm sai lệch dữ liệu của hệ thống giám sát độ đục công nghiệp?
Các bong bóng siêu nhỏ phản ánh hành vi tán xạ của chất rắn lơ lửng, gây ra các kết quả đọc bị thổi phồng sai. Giải pháp đã được chứng minh trong ngành liên quan đến việc tránh ngâm trực tiếp gần các đầu sục khí và thay vào đó định tuyến dòng mẫu qua cảm biến dòng chảy rẽ nhánh bằng thép không gỉ với hệ thống vách ngăn khử bọt tích hợp, cho phép khí bị cuốn ra ngoài trước khi nước đi qua path.

Q7 cảm biến độ đục. Cảm biến nước RS485 có thể sống sót trước các đợt sét cực mạnh thường gặp ở các dự án nước đô thị ngoài trời và các trạm quan trắc môi trường từ xa không
Đúng. YexSensor cảm biến chất lượng nước trực tuyến cấp công nghiệp có tính năng cách ly điện 1500VDC cùng với điốt chống sét lan truyền TVS tích hợp có khả năng hấp thụ quá độ điện áp cao. Đối với các trạm hiện trường từ xa, các thiết bị chống sét lan truyền DIN bên ngoài vẫn phải được lắp đặt bên trong hộp điều khiển mối nối để che chắn toàn bộ mạng RS485 cục bộ.

Câu 8. Điều gì xảy ra với vòng điều khiển định lượng hóa chất tự động khi cảm biến ngoại tuyến hoặc trải qua chu trình làm sạch tự động bên trong?
Khi trình tự làm sạch bàn chải tự động hoạt động, cảm biến sẽ đặt cờ thanh ghi trạng thái bên trong và khóa đầu ra đo hợp lệ cuối cùng của nó. Logic bậc thang chính PLC phải được lập trình để đọc bit trạng thái này: bất cứ khi nào cờ làm sạch hoặc lỗi hoạt động, PLC phải đóng băng tính toán thuật toán PID của nó và giữ bơm định lượng hóa chất ở tốc độ có sẵn của nó, ngăn chặn quá liều hóa chất giả trong quá trình bảo trì 30 giây window.

Conclusion

Managing nước thải có độ mặn cao công nghiệp đòi hỏi cơ sở hạ tầng xử lý vật lý mạnh mẽ kết hợp với thông minh, giám sát dữ liệu liên tục. Sử dụng các thiết bị giám sát chất lượng nước trực tuyến cao cấp, cấp công nghiệp được thiết kế cho môi trường có độ mặn cao, bám bẩn cao cho phép các nhà thầu EPC và nhà tích hợp hệ thống nhà máy đảm bảo tích hợp PLC/SCADA liền mạch. Các bước này bảo vệ các thành phần màng khỏi đóng cặn sớm, hợp lý hóa hiệu quả năng lượng sục khí và đảm bảo tuân thủ môi trường có thể xác minh được, giảm đáng kể chi phí vận hành dài hạn (OPEX) của dự án và mở khóa các nguồn capabilities.