La industria del tratamiento del agua abarca cuatro etapas fundamentales: "ingesta de agua cruda - tratamiento del agua purificada - tratamiento de aguas residuales - reutilización del agua recuperada".El control del nivel en cada etapa afecta directamente a la estabilidad del proceso, calidad de las aguas residuales y costes operativos.Los dispositivos tradicionales de medición del nivel (como los flotadores y los sumergibles) a menudo fallan en los escenarios de tratamiento de aguas debido a problemas como la contaminación del medio (sedimentos) y la contaminación del agua., sólidos en suspensión), interferencias ambientales (espuma, corrosión) y necesidades de mantenimiento frecuentes.y bajos requisitos de mantenimiento, los transmisores de nivel ultrasónico se han convertido en el equipo básico para la monitorización del nivel de todo el proceso en el tratamiento del agua.Su aplicación requiere un diseño personalizado basado en las características operativas de cada etapa.
La entrada de agua cruda marca el punto de partida del tratamiento del agua, con escenarios comunes que incluyen embalses, ríos y puntos de entrada de agua subterránea.El requisito básico de seguimiento es realizar un seguimiento en tiempo real del almacenamiento de agua sin procesar para evitar las fluctuaciones del proceso causadas por una ingesta de agua insuficiente o excesiva.A continuación se presentan los puntos de dolor de operación de esta etapa y las soluciones de adaptación para los transmisores de nivel ultrasónico:
- Medio turbio: El agua cruda contiene grandes cantidades de sedimentos y algas (por ejemplo, la turbidez del río supera los 500 NTU durante las temporadas de inundación).que conduce a una deriva significativa de la medición.
- Interferencias meteorológicas extremas: Los fenómenos meteorológicos como las fuertes lluvias y los tifones causan aumentos y caídas repentinos en los niveles de agua cruda.
- Medio ambiente exterior hostil: Los puntos de admisión se encuentran en su mayoría al aire libre, con variaciones de temperatura de -20°C a 40°C, alta humedad y riesgos de rayos.El equipo debe tener una alta protección y capacidad de resistencia a los rayos..
- Elegir modelos con un rango de carga vacía un 30% superior a la profundidad real de admisión de agua (por ejemplo,un rango de 15 metros para un punto de admisión de 10 metros) para reservar redundancia para la atenuación de la señal causada por olas y sedimentos.
- Utilice sondas hechas de acero inoxidable 316L (resistente a la corrosión exterior) con una clasificación de protección IP68.5 estándar) para resistir las interferencias del rayo.
- Adoptar un diseño de fuente de alimentación de gran voltaje de 24 V CC para adaptarse a las fluctuaciones de voltaje de los generadores exteriores o los sistemas de energía solar.
- Habilitar el "algoritmo de filtrado de ondas": fluctuaciones de nivel suaves causadas por las ondas mediante el promedio de 10 conjuntos de datos en 10 segundos, reduciendo el rango de fluctuación de datos de ±10 cm a ±2 cm.
- Ajuste dinámico del umbral: ajustar el umbral de detección de eco en función de la turbidez del agua cruda (conectado con los medidores de turbidez in situ en el punto de admisión).El umbral aumenta automáticamente cuando aumenta la turbidez para evitar errores de juicio causados por señales dispersas por sedimentos.
- Instalar la sonda en una posición del punto de admisión lejos del impacto del flujo de agua (por ejemplo, la plataforma de la torre de admisión),y añadir un escudo de onda (hecho de metal o PVC) por debajo para reducir el impacto de la perturbación del flujo de agua en el haz de onda de sonido.
- Para los puntos de admisión de pozos profundos, utilizar una combinación de "sonda + tubo de guía de ondas".control del error dentro de ± 1 cm para un rango de 10 metros.
- Condiciones de funcionamiento: La profundidad de admisión del embalse es de 8 metros, la turbidez alcanza los 800 NTU durante las temporadas de inundación y la temperatura mínima en invierno es de -15°C.Los transmisores tradicionales de nivel de flotación requieren limpieza dos veces al mes debido al enredo de sedimentos., con un error de medición de ± 15 cm durante las fuertes lluvias.
- Solución: Seleccione un transmisor de nivel ultrasónico con un rango de 12 metros, protección IP68 y un módulo de protección contra rayos, combinado con un escudo de onda y un algoritmo de filtrado de onda.
- Resultados: La precisión de medición se mantiene estable en ± 2 cm, con 18 meses de funcionamiento sin mantenimiento.y el dispositivo funciona normalmente a bajas temperaturas en invierno, reduciendo los costes de mantenimiento en un 90%.
El tratamiento del agua purificada es la etapa central de la purificación del agua cruda en agua del grifo.El requisito fundamental es garantizar una eficiencia de sedimentación estableA continuación se presentan los puntos débiles de funcionamiento y las soluciones de adaptación para esta etapa:
- Adaptación técnica: Use a 25kHz low-frequency probe (with strong penetration to pass through thin floating slag layers) and enable the "floating slag filtering algorithm" — automatically eliminate floating slag interference by identifying differences between floating slag echoes (weak amplitude, larga duración) y ecos de superficie de líquido (amplitud fuerte, borde en ascenso pronunciado).
- Resultados prácticos: Después de la aplicación en un tanque de sedimentación de 8 metros de una obra de agua, el error de medición sigue siendo controlado dentro de ± 1 cm, incluso cuando el grosor de la escoria flotante alcanza los 10 cm.El efecto de sedimentación es estable, y la turbidez del efluente se reduce de 0,5 NTU a 0,3 NTU.
- Adaptación técnica: Adopte el modo de activación del nivel de dos puntos activar el proceso de lavado en contra cuando el nivel del tanque del filtro baje a 1 metro (aumento de la resistencia a la filtración);Detener el lavado trasero cuando el nivel se eleve a 3 metros después de haber completado el lavado trasero.Todo el proceso es alimentado en tiempo real por el transmisor de nivel ultrasónico.
- Resultados prácticos: Después de la aplicación en los tanques de filtro de una planta de purificación de agua, el tiempo de respuesta del disparador de retrolavado se reduce de 10 segundos a 1 segundo, el consumo de agua de retrolavado se reduce en un 15%,y la vida útil de los medios de filtración se prolonga en 2 años.
- Adaptación técnica: Seleccionar modelos de alta precisión (precisión ± 0,2% FS) que admitan la comunicación Modbus-RTU para su integración en el sistema de programación del suministro de agua.Los datos de nivel en tiempo real se transmiten a las bombas de agua, que permite el control automático de "reaprovisionamiento de agua a niveles bajos y apagado de la bomba a niveles altos".
- Resultados prácticos: Después de su aplicación en un depósito de agua limpia de 15 metros de un condado, la fluctuación de la presión del suministro de agua se reduce de ± 0,2 MPa a ± 0,05 MPa,mejorar significativamente la experiencia de uso del agua de los residentes, y la tasa de accidentes de desbordamiento se reduce de 3 veces al año a cero.
El tratamiento de aguas residuales es una etapa clave en el ciclo del agua. Los escenarios de monitoreo básicos incluyen tanques de ecualización, tanques de aireación, tanques de sedimentación secundaria y tanques de espesamiento de lodos.Las condiciones de operación son complejas y duras., lo que requiere altas capacidades antipollución, anticorrosión y antiinterferencia de los transmisores de nivel.
- Punto doloroso: Una capa de espuma estable de 20-30 cm se forma en la superficie del líquido durante la aireación.con un error de ± 15 cm.
- Solución:
- Aparatos y equipos: Utilice una sonda de transmisión de alta potencia de 15 W (para mejorar la penetración de las ondas sonoras), con la superficie de la sonda recubierta de politetrafluoroetileno (PTFE) para evitar la adhesión de la espuma.
- El algoritmo: Habilitar el "modo de filtrado de espuma mejorado" y corregir la velocidad del sonido mediante la compensación de temperatura (la temperatura del tanque de aireación fluctúa entre 5 y 10 °C).
- Resultado: Tras la aplicación en un tanque de aireación de 10 metros de una planta de tratamiento de aguas residuales de un parque industrial químico, el error de medición se reduce de ± 15 cm a ± 2 cm,que cumple plenamente el requisito de control del proceso de ± 5 cm.
- Punto doloroso: Las aguas residuales industriales (por ejemplo, aguas residuales de galvanizado, aguas residuales de decapado) contienen ácidos y álcalis fuertes (pH=1-13) e iones de metales pesados.Las sondas metálicas tradicionales se corroen en 3-6 meses.
- Solución:
- Material de la sonda: utilizar sondas totalmente recubiertas de PTFE (incluidas las carcasas y las interfaces de los cables) con resistencia a la corrosión conforme a la norma ISO 10289, capaces de soportar condiciones extremas de pH=1-14.
- Diseño a prueba de explosiones: Para los requisitos de protección contra explosiones en los parques industriales químicos, seleccionar transmisores de nivel ultrasónico con clasificación de protección contra explosiones Ex d IIC T6 para prevenir accidentes de seguridad causados por mezclas de petróleo y gas.
- Resultado: Después de su aplicación en un tanque de aguas residuales de decapado de 5 metros de una fábrica de galvanoplastia, la sonda funciona durante 24 meses sin daños por corrosión.Su vida útil es 4 veces más larga que la de los equipos tradicionales, y los costes de mantenimiento se reducen en un 80%.
- Punto doloroso: La concentración de lodo excede los 10.000 mg/l y los sólidos en suspensión dispersan fácilmente las ondas sonoras, lo que resulta en señales de eco débiles y en fallos de medición.
- Solución:
- Asistencia con tubos de guía de ondas: Instalar un tubo de guía de ondas de acero inoxidable de 316L (diámetro interior 120 mm) debajo de la sonda.
- Ajuste de potencia dinámica: Aumenta automáticamente la potencia de transmisión en función de la concentración de lodo (conectada con los medidores de concentración in situ).cuanto mayor sea la potencia (hasta 20W) para garantizar la intensidad de las señales de eco.
- Resultado: Después de su aplicación en un tanque de espesamiento de lodos de 8 metros de una planta municipal de tratamiento de aguas residuales, la tasa de medición efectiva se incrementa del 60% al 99,8%, el error se controla dentro de ±3 cm,y la eficiencia de deshidratación del lodo mejora en un 10%.
- Escenarios tratados: tanque de ecualización de 5 metros, tanque de aireación de 10 metros, tanque de sedimentación secundaria de 8 metros, tanque de espesamiento de lodos de 6 metros.
- Solución unificada: utilizar transmisores de nivel ultrasónico de la misma marca, integrados en el sistema SCADA del parque mediante el protocolo Modbus-RTU para lograr la visualización de datos de nivel de proceso completo y el control vinculado.
- Resultados generales:
- La precisión de medición de cada etapa es ≤ ± 2 cm, y la estabilidad del proceso mejora en un 30%.
- El tiempo medio entre fallos (MTBF) del equipo alcanza los 18 meses y los costes de mantenimiento se reducen en un 92%.
- Mediante la conexión con los sistemas de entrada de agua, aireación y drenaje, la capacidad de tratamiento de aguas residuales se incrementa en un 20%, y la tasa de cumplimiento de los efluentes se eleva del 95% al 100%.
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