کاربردهای متنوع ابزار دقیق طیف وسیعی از صنایع را در برمیگیرد. هدف ما بررسی کاربرد ابزار دقیق در صنعت تصفیه آب و فاضلاب میباشد. آنچه در ادامه میخوانید:
- تصفیه آب و فاضلاب
- کاربرد و ویژگیهای تجهیزات ابزار دقیق در صنعت تصفیه آب و فاضلاب
- ابزار دقیق برای اندازهگیری سطح، جریان، فشار و دما
تصفیه آب و فاضلاب
یکی از صنایع مرتبط با ابزار دقیق، صنعت تصفیه آب و فاضلاب است. در کنار هوای پاک، آب ارزشمندترین منبع سیاره ما است. به همین دلیل است که امروزه تأسیسات تصفیه آب نقش مهمی در شهرداریهای بیشماری ایفا میکنند. بدون صنعت آب و فاضلاب، میلیاردها نفر از مردم روی زمین، به ویژه کسانی که در مراکز شهری زندگی میکنند، دسترسی مطمئن و راحت به آب تمیز برای نوشیدن، پخت و پز و حمام نخواهند داشت. با افزایش جمعیت، نیاز به برداشت و تصفیه آب و فاضلاب خاکستری بیش از هر زمان دیگری احساس میشود تا قطرهای هدر نرود. چالشهای روزافزون در توزیع و تصفیه آب نیازمند فناوری جدید و نوآورانه برای اطمینان از استانداردهای بالای آب آشامیدنی و انطباق با مقررات زیستمحیطی برای فاضلاب است.
تامین آب شهری و تقاضای فزاینده برای آب در مناطقی با مقادیر کم آب شیرین، همراه با هزینه فرآوری بالای تصفیه آب شور، نیازمند فناوریهایی است که همواره چالشهای جدیدی را برای خود ایجاد میکند. شرایط محیطی تهاجمی نیازمند راه حلهای قوی و مقاوم در برابر خوردگی است. ابزارهای فرآیند باید برای تولید و توزیع آب شیرین مناسب باشند و با آلیاژهای فلزی ویژه برای تضمین افزایش استحکام در شرایط محیطی تهاجمی، در دسترس باشند.
آب در بسیاری از فرآیندهای تولید مدرن و صنعتی مورد نیاز است. از این رو ممکن است آلوده شود، در معرض آلایندههای مختلف قرار گیرد یا همراه با چندین سموم و مواد شیمیایی مخلوط در آن، در محیط منتشر شود. همانطور که دسترسی به آب تمیز یک نیاز اساسی برای همه انسانها است، تصفیه و بازیافت فاضلاب نیز در مناطق خاص مورد استفاده است. در مرحله بعد، حذف و از بین بردن آلایندهها، مواد شیمیایی و سایر عوامل مضری که ممکن است برای سلامت انسان و محیط زیست سمی باشند، مهم است. بنابراین، تصفیه فاضلاب به خودی خود یک بخش صنعتی متفاوت است که تقاضا برای مهندسی محیط زیست و ابزار دقیق را افزایش داده است. ابزارها و تجهیزات تصفیه آب صنعتی خاصی به طور گسترده در این صنعت استفاده میشوند. در این ادامه به کاربرد ابزار دقیق در صنعت تصفیه آب و فاضلاب اشاره شده است.
کاربرد ابزار دقیق برای کنترل فرآیند ایمن
ابزار اندازهگیری دقیق و بادوام برای کنترل فرآیند ایمن الزامی میباشد. در فرآیندهای پیچیده جداسازی و تصفیه بازیافت آب، مواد ساینده و مواد جامد چسبنده کار ایمن و بدون مشکل را برای ابزار دشوارتر میکند. کنترل دائمی قابل اعتماد فرآیند و ایمنی عملیاتی و همچنین تطابق با الزامات محیطی باید تضمین شود. ابزارهای اندازهگیری به گونهای باید طراحی شوند که حتی در تماس با آب آلوده به مواد شیمیایی یا مناطق در معرض خطر انفجار، ایمن و قابل اطمینان عمل کنند. آب و هوای ایستگاه بالابر آب، نظارت بر تخلیه پمپ، سیستم تهویه، تصفیه و خشک کردن لجن بیولوژیکی، مکش پمپ تقطیر، فرآیند کلرزنی، اسمز معکوس و موارد دیگر نیز از جمله فرآیندهای این صنعت میباشند.
ویژگیهای تجهیزات ابزار دقیق در صنعت تصفیه آب و فاضلاب:
♦ نظارت و کنترل ایمن
♦ کیفیت، دقت و قابلیت اطمینان
♦ ایمنی عملیاتی بالا حتی با بارهای فشار بالا
♦ کنترل دقیق و ایمن دما در طول فرآیند تصفیه لجن
♦ مقاوم و مناسب برای طیف وسیعی از کارهای اندازهگیری
♦ تضمین اندازهگیری قابل اطمینان حتی در محیطهای بسیار آلوده
♦ طول عمر بالا به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و تحمل شرایط محیطی سخت
♦ استفاده از سوئیچهای فشار نصب شده به عنوان محافظ در جریان خشک در فرآیند انتقال لجن خام
برای اینکه تصفیه خانههای شهری بتوانند ایمن و کارآمد عمل کنند، به ابزارهای اندازهگیری صنعتی برای نظارت بر سطوح مایع، سیستمهای فیلتراسیون، ایستگاههای پمپاژ و تقویتکننده و غیره نیاز دارند. علاوه بر این، این ابزارها باید قادر به مقاومت در برابر شرایط شدید موجود در تاسیسات فاضلاب، مانند رطوبت زیاد، ارتعاشات و ضربان قوی، محدوده دمایی گسترده، فشارهای متغیر و رسانههای خورنده و مسدود کننده باشند.
کاربردهای تصفیه آب و فاضلاب و استفاده مجدد:
- آبهای زیرزمینی و رودخانهها
- آب راکد و آب شور
- آب چاه و توزیع آب
- آب دریای کم عمق و عمیق
با توجه به نگرانیهایی که در مورد آلودگی محیط زیست ناشی از صنایع وجود دارد، برای شرکتها الزامی است که هنجارهای مربوط به تصفیه فاضلاب را قبل از رها شدن در آبهای سطحی رعایت کنند. همچنین با انجام این کار و دستیابی به بالاترین سطح انطباق از طریق راه حل های پایدار، شرکتها به راحتی میتوانند اعتبار خود را افزایش دهند.
در حالی که ممکن است به نظر یک سرمایهگذاری برای نصب تصفیه فاضلاب باشد، در واقع در دراز مدت مقرون به صرفه است. بدون این، در نهایت از نظر دفع ایمن فاضلاب و پر کردن فاضلاب با آب شیرین، پرداخت هزینه به ارائهدهندگان خدمات تصفیه آب محلی، پرداخت هزینه حمل و نقل و غیره، هزینه بیشتری پرداخت میکنید. نصب یک سیستم تصفیه فاضلاب امکان بازیافت مایع خنک کننده را در خانه، کاهش تعمیر و نگهداری، بازیافت و استفاده مجدد از آن آب به فرآیند را فراهم میکند. در نتیجه زمانی که از ابزار مناسب استفاده میکنند، بهرهوری را بهبود میبخشد.
عملیات اندازهگیری در صنعت تصفیه آب:
♦ کنترل فشار دقیق برای فرآیندهای ایمن
♦ حفاظت ایمن خشکی در پمپهای آب
♦ برنامههای کاربردی مدیریت شبکه و تصفیه آب آشامیدنی
♦ کنترل و مانیتورینگ فشار پمپ در فواصل طولانی و خط ایمن
♦ مقاومت در برابر ضربه فشار ناشی از میرایی سیالات و لوازم جانبی
♦ نظارت دقیق بر فشار و کنترل فشار ثابت حتی با استفاده از آب در نوسان
♦ ابزار اندازهگیری بدون نیاز به تعمیر و نگهداری برای کاهش هزینههای عملیاتی
♦ محافظت در برابر خشک شدن در حین توزیع آب به دلیل فشار سوئیچهای نصب شده در پمپها
برای انتخاب ابزار دقیق مناسب در صنعت تصفیه آب و فاضلاب، باید چهار پارامتر اصلی را در نظر بگیریم: اندازهگیری سطح، اندازهگیری جریان، اندازهگیری فشار و نظارت بر کیفیت آب. در اینجا چند نکته در رابطه با همین موضوع وجود دارد:
ابزار دقیق برای اندازهگیری سطح
یکی از موارد کاربرد ابزار دقیق در صنعت تصفیه آب و فاضلاب، اندازهگیری سطح میباشد. این ابزار برای حفظ سطوح خاص مایع یا گاز در لولهها، مخازن یا سیلوها در سیستمهای تصفیه فاضلاب استفاده میشود. از آنجا که لولههای تصفیه معمولاً مات هستند و دسترسی به آنها دشوار است، تعیین مقدار مایع یا گاز موجود تنها بر اساس نشانههای بصری غیرممکن است. در عوض، اپراتورهای سیستم به رادار سطح، حسگرها و مبدلها برای نظارت بر سطح آب فعلی متکی هستند. ابزارهایی مانند رادار، مبدلها و سوئیچها اغلب به آلارمها، پمپها یا کنترلکنندهها متصل میشوند تا به طور خودکار جریان آب و گاز را بر اساس دادههای دریافتی تنظیم کنند.
یک تأسیسات تصفیه آب معمولی دارای دهها حوضچه (برای سرریز آب طوفان، باران و هوادهی)، حوضچههای تهنشینی، چالهها، کانالهای رواناب، ایستگاههای غربالگری، زلال سازها، مخازن ذخیره، برجهای هاضم و غیره است. نظارت بر سطح مایع به جلوگیری از سرریز، مشکل آلودگی و همچنین خطر ایمنی کمک میکند. با این حال، ابزارهای سطح استاندارد در اندازهگیری محیطهای چسبناک، غنی از ذرات، کفدار و دو فازی مشکل دارند.
برای اندازهگیری سطح، از ابزارهای مختلفی مانند ترانسمیتر، سنسور رادار یا سنسور تماسی برای اندازهگیری سطح آب در مخازن و همچنین لولهها استفاده میشود. در حالی که ابزارهایی برای اندازهگیری مداوم وجود دارد، برخی از برنامهها به ابزارهای سطح نقطهای نیاز دارند که فقط در صورتی نظارت کنند که سطح در محدوده آن باشد. در صورتی که سطح آب از حد مجاز فراتر رود یا سرریز شود، هشدار میدهد. ابزارهای سطح نقطهای فقط در صورتی که سطح آب به حداکثر حد تعیینشده به عنوان وسیلهای برای جلوگیری از سرریز شدن برسد، خوانشها را ارسال میکنند.
ترانسمیتر فشار شناور چالشهای اندازهگیری سطح زبالههای مایع را حل میکنند. با اندازهگیری فشار هیدرواستاتیک و سپس محاسبه دقیق سطح، وجود گریس، دوغاب، جامدات و گازها بر سیگنال خروجی تأثیر نمیگذارد. همچنین سنسورهای فشار جبرانشده با دما را برای استفاده در محدوده دمای بالا یا پایین ارائه میدهد. برای کاربردهایی که فوم یا سایر اختلالات سطحی دارند، یک گزینه خوب این است که سنسور صنعتی را با اتصال LevelGuard ضد گرفتگی متصل کنید.
ابزار دقیق برای اندازهگیری فشار
دیگر کاربرد ابزار دقیق در صنعت تصفیه آب و فاضلاب، اندازهگیری فشار میباشد. ابزارهای فشار مانند ترانسمیترهای فشار، گیج فشار، مبدل، سنسور فشار و … در لولهها و مخازن نصب میشوند. ابزارهای فشار معمولاً در لولهها، پمپها و مخازن سیستمهای تصفیه فاضلاب نصب میشوند. برخی از ابزارهای فشاری علاوه بر فشار، میزان جریان و سطح سیال را اندازهگیری میکنند و عملکرد دستگاه جریان و فشار را پر میکنند. با انجام این کار، آنها به تاسیسات صنعتی کمک میکنند تا سطح فشار ایمن را حفظ کرده و از خرابی تجهیزات جلوگیری کنند.
نظارت و کنترل فشار سیال و فرآیند ضروری است زیرا ممکن است حتی سیستم را خراب کند و به ابزار آسیب برساند. برای اکثر کاربردها، ابزارهای اندازهگیری فشار، جریان و سطح را میتوان در یک دستگاه واحد ترکیب کرد که هر سه پارامتر را اندازهگیری میکند.
ابزارهای فشار صنعتی کمک میکنند تا اطمینان حاصل شود که تجهیزات و فرآیندها به درستی کار میکنند. گیجهای فشار، سنسورها و فرستندههای فشار و سوئیچهای فشار شرایط را در سر مکش پمپ، اطراف دمندهها و سیستمهای تزریق، در خطوط فاضلاب و دوغاب و داخل برجهای هاضم کنترل میکنند. برای کاربردهایی که ممکن است قطعات دچار گرفتگی شوند، مهر و موم دیافراگم لوازم جانبی فشار بسیار عالی برای جداسازی رسانه از ابزار هستند و در نتیجه از آن در برابر آسیب محافظت میکنند. نوع ابزارهای تحت فشار مورد نیاز به شرایط آزمایش، دقت مورد نیاز و نوع خاصی از آلایندههای موجود در فاضلاب بستگی دارد.
ابزار دقیق برای اندازهگیری دما
اندازهگیری دما یکی از چندین کاربرد ابزار دقیق در صنعت تصفیه آب و فاضلاب میباشد. پمپها، توربینها، فنها، میکسرها و سایر ماشین آلات در یک کارخانه فاضلاب عملاً بدون توقف کار میکنند. برای نظارت بر تجهیزات به طوری که بیش از حد گرم نشوند، از ترمومترهای مقاومتی (RTD) استفاده میکنند. اینها سنسورهای بسیار دقیقی هستند که میتوانند در برابر چالشهای برنامههای کاربردی با لرزش بالا مقاومت کنند.
باکتریهای هوازی و بیهوازی در هاضمها در محدودههای دمایی خاصی بهطور بهینه عمل میکنند. ترمومترهای صفحهای بیمتال و مجموعههای ترموکوپل صنعتی اطمینان حاصل میکنند که محیط آنها نه خیلی گرم است و نه خیلی سرد.
ابزار دقیق برای اندازهگیری جریان
یکی دیگر از موارد کاربرد ابزار دقیق در صنعت تصفیه آب و فاضلاب، اندازهگیری جریان میباشد. ابزارهای جریان برای تعیین مقدار سیال یا گاز موجود در یک لوله محصور و همچنین سرعت حرکت آن در ظرف مورد نظر استفاده میشود. این ابزارها معمولاً در لولههای تصفیه فاضلاب نصب میشوند و برای اندازهگیری حجم و جرم در فواصل زمانی معین طراحی شدهاند. با استفاده از این دادهها، اپراتورها قادر به نظارت بر حجم جریان و جریان جرمی برای حفظ ایمنی و عملکرد تجهیزات تصفیه خود هستند.
فلومتر برای اندازهگیری سرعت جریان آب در سیستم و خارج از آن وجود دارد. از آنجایی که فاضلاب حاوی ذرات معلق، نیمه جامد و آلاینده است، این کنتورها در لولهها نصب میشوند تا مقدار موجود در داخل و میزان جریان را بررسی کنند.
نمونههایی از تجهیزات جریان شامل متراژ متغیر، فلومترهای مکانیکی، فلومترهای مغناطیسی، فلومترهای حرارتی و مترهای مبتنی بر فشار میباشد. دادههای ارائه شده توسط فلومترها اغلب برای راهاندازی سوئیچهای جریان، پمپها یا شیرهای تامین استفاده میشود. فلومترهای حرارتی و مغناطیسی بسیار رایج هستند.
در تصفیه خانه آب، مایعات به طور مداوم از یک لوله، مخزن یا حوضه به لوله دیگر در حال حرکت هستند. تصفیهخانههای آب باید نرخهای جریان را در طول چنین انتقالهایی بهعنوان یک سیستم هشدار اولیه برای انسداد و سایر مشکلات کنترل کنند. عناصر جریان اولیه مانند لولههای Venturi به دقت نرخ جریان را با حداقل افت فشار اندازهگیری میکنند و به اطمینان از ایمنی و کارایی کمک میکنند.
طیف کاملی از گیجهای فشار و دما، راندمان و عملکرد بهینهای در تاسیسات تصفیه آب دارا میباشند. در نهایت آب بازیافتی به واحد فرآیند تولید بازگردانده میشود یا در مواقعی ممکن است در محیط رها شود. با این حال، قبل از انجام این کار، کیفیت آن باید کنترل شود تا مطمئن شد که حاوی مواد شیمیایی مضر، میکروب، سموم و غیره نیست. در حالی که تمام مواد جامد، کثیفی و غیره که میتوانند فیلتر شوند حذف میشوند، اندازه گیری TDS یا کل جامدات محلول در آب بسیار مهم است زیرا نمیتوان آنها را حذف کرد. مترهای خطی و سیستمهای اسمز معکوس به طور گسترده برای این فرآیند استفاده میشوند.
نظارت و بهبود کیفیت آب
از آب در هر مرحله تولید در صنعت نفت و گاز نیز استفاده میشود و برای استخراج و تصفیه ضروری است. همچنین در مقادیر زیادی برای پالایش و تولید مواد پتروشیمی برای خنک کردن آب، آب توازن و تولید بخار استفاده میشود. پسماندها و آبهای آلوده باید قبل از رهاسازی تصفیه شوند تا با استانداردهای بینالمللی تخلیه و حفاظت از محیط زیست مطابقت داشته باشند. اندازهگیری قابل اعتماد در چاهها و کنترل فشار در لولهها، پمپها و فیلترها حتی در آبهای آلوده به عوامل جامد یا شیمیایی، امکانپذیر است.
ابزار دقیق در صنعت تصفیه آب و فاضلاب باید استحکام، دوام، ایمنی و نتایج دقیق را در یکی از سختترین بخشهای صنعت ارائه دهد.
به علاوه، حذف مواد ریز میتواند یک کار چالش برانگیز باشد. با این حال، مناسب ساختن آب برای استفاده مجدد ضروری است. برای این کار، سانتریفیوژهای کاسهای جامد وجود دارد. این سانتریفیوژها دارای ویژگیهای خودتمیزشونده هستند و ذرات ریز فلزات و غیرفلزها را جدا میکنند.