Giám sát BOD và COD: Sự khác biệt, khả năng phân hủy sinh học và lựa chọn cảm biến

BOD và COD đều mô tả áp suất ô nhiễm hữu cơ, nhưng chúng không trả lời cùng một câu hỏi vận hành. COD nhanh hơn và hóa học hơn; BOD mang tính chất sinh học và có liên quan đến khả năng phân hủy sinh học.

Trong thông số kỹ thuật của dự án, chủ đề này thường được mô tả thông qua các thuật ngữ như giám sát BOD và COD, sự khác biệt BOD COD, cảm biến nước COD trực tuyến, tỷ lệ phân hủy sinh học BOD5 COD và bối cảnh ứng dụng bao gồm nhà máy xử lý nước thải, giám sát nước thải công nghiệp, đánh giá xử lý sinh học.

Bối cảnh dự án và nhu cầu ứng dụng công nghiệp

BOD đại diện cho lượng oxy được tiêu thụ bởi vi sinh vật trong quá trình phân hủy sinh học, thường được đánh giá là BOD5. COD đại diện cho lượng oxy tương đương được tiêu thụ bởi quá trình oxy hóa hóa học các chất hữu cơ và chất khử. Trong kỹ thuật xử lý nước thải, cả hai giá trị đều giúp đánh giá tải lượng ô nhiễm và chiến lược xử lý.

Đối với các nhóm mua sắm, câu hỏi hữu ích không chỉ là thông số nào có thể được đo mà còn là cảm biến nên đặt ở đâu, tín hiệu đi vào hệ thống điều khiển như thế nào, dữ liệu được xác minh như thế nào và nhà máy sẽ đưa ra quyết định gì theo xu hướng.

Vị trí sản phẩm trong hệ thống

NiuBoL COD và BOD có thể được sử dụng trong các nhà máy xử lý nước thải, các điểm xả thải công nghiệp và trạm môi trường nơi phải ghi lại xu hướng tải trọng hữu cơ.

Cảm biến trường là lớp đầu tiên của kiến trúc giám sát. Tủ hoặc cổng xử lý nguồn điện, cách ly và liên lạc, trong khi SCADA hoặc phần mềm đám mây chuyển đổi các giá trị thành cảnh báo, báo cáo và nhiệm vụ bảo trì.

Khả năng tương thích giao tiếp và giao thức

Đối với các dự án chất lượng nước B2B, khả năng tương thích truyền thông là một phần giá trị của thiết bị. RS485 và Modbus RTU cho phép các cảm biến trường kết nối với PLC, DCS, RTU, máy chủ SCADA, bộ thu thập dữ liệu và cổng IoT. Điều này giữ cho lớp đo lường đủ mở cho các nhà tích hợp và tránh việc khóa người mua vào một công cụ chỉ hiển thị.

Trực tuyến COD, BOD và đầu dò hỗ trợ có thể được kết nối với hệ thống thu thập dữ liệu thông qua RS485 Modbus RTU khi được hỗ trợ, cho phép xem xét xu hướng với pH, DO, nitơ amoniac và dòng chảy.

Luồng dữ liệu tải hữu cơ trong hệ thống nước thải

Để giám sát BOD và COD, đường dẫn dữ liệu phải được thiết kế trước khi lắp ráp tủ. Nhà tích hợp phải quyết định giá trị nào được hiển thị cục bộ, giá trị nào được sử dụng cho cảnh báo, giá trị nào được tải lên SCADA hoặc phần mềm đám mây và giá trị nào cần hồ sơ so sánh trong phòng thí nghiệm.

Kiến trúc thực tế tách biệt lớp trường, lớp tủ và lớp nền. Cảm biến tạo ra giá trị đo được, tủ xử lý việc cung cấp điện và bảo vệ liên lạc, đồng thời nền tảng lưu trữ các xu hướng, cảnh báo và báo cáo. Sự tách biệt này rất hữu ích cho các nhà phân phối vì nó giúp khắc phục sự cố dễ dàng hơn: sự cố tắc nghẽn hiện trường, sự cố nối dây trong tủ và sự cố lập bản đồ nền tảng có thể được kiểm tra từng cái một thay vì bị coi là một lỗi thiết bị mơ hồ.

Bảng tóm tắt các điểm dữ liệu ở cấp độ mua sắm cho hệ thống giám sát BOD / COD và đánh giá khả năng phân hủy sinh học.

Sử dụng tỷ lệ COD, BOD và B/C cho các quyết định điều trị

BOD/COD thường được sử dụng làm chỉ số phân hủy sinh học thực tế. Khi BOD5/COD trên 0,3, xử lý sinh học thường được coi là khả thi hơn; giá trị thấp hơn cho thấy khó phân hủy sinh học hoặc cần phải xử lý trước.

Việc lắp đặt cảm biến hữu ích tạo ra xu hướng có thể được kiểm tra theo dòng chảy, liều lượng hóa chất, trạng thái bơm, giai đoạn xử lý và xác minh trong phòng thí nghiệm. Đây là lý do tại sao dự án nên xác định độ trễ cảnh báo, chia tỷ lệ đăng ký, chuyển đổi đơn vị, khoảng thời gian lưu trữ dữ liệu và phương pháp xác minh thủ công trong quá trình thiết kế chứ không phải sau khi vận hành thử.

khi COD và BOD được coi là có cùng giá trị

Rủi ro chính trong dự án giám sát BOD và COD thường không phải là một dòng thông số kỹ thuật riêng biệt. Đó là sự kết hợp giữa tính đại diện của mẫu, tắc nghẽn, nhiễu hóa học, định tuyến cáp, độ ổn định nguồn điện, lập bản đồ nền tảng và kỷ luật bảo trì của người vận hành. Do đó, một đánh giá mua sắm tốt sẽ kiểm tra toàn bộ chuỗi đo lường, từ vật liệu ướt và phụ kiện lắp đặt đến thanh ghi Modbus, nhãn tủ và tính sẵn có của phụ tùng thay thế.

Cách tiếp cận dự án an toàn nhất là cùng nhau xem xét điểm đo, tuyến liên lạc và tuyến bảo trì. Nếu điểm mẫu sai, tín hiệu Modbus hoàn hảo vẫn mang thông tin quy trình kém. Nếu tuyến cáp bị nhiễu thì đầu dò tốt có thể trông không ổn định. Nếu không thể tháo cảm biến để bảo trì, chủ sở hữu có thể ngừng bảo trì cảm biến sau tháng đầu tiên. Việc xử lý những rủi ro này trong quá trình thiết kế thường ít tốn kém hơn so với việc khắc phục chúng sau khi lắp đặt.

Thách thức về môi trường tại địa điểm:Tải lượng hữu cơ ảnh hưởng đến việc sục khí và xử lý sinh học.

Sơ đồ tích hợp hệ thống:Theo dõi xu hướng COD và so sánh mối quan hệ BOD / COD với dữ liệu quá trình.

Giá trị người dùng cung cấp:Người vận hành có thể điều chỉnh hoạt động sục khí và bùn.

Nước thải công nghiệp

Thách thức về môi trường tại địa điểm:Một số nước thải chứa các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học.

Sơ đồ tích hợp hệ thống:Sử dụng COD với BOD hoặc phân tích khả năng phân hủy sinh học trước khi thiết kế xử lý sinh học.

Giá trị người dùng được chuyển giao:Các kỹ sư chọn tiền xử lý hợp lý hơn.

Nước thải dược phẩm hoặc hóa chất

Thách thức về môi trường tại địa điểm:Các hợp chất độc hại hoặc khó cháy có thể làm giảm khả năng xử lý sinh học.

Sơ đồ tích hợp hệ thống:Theo dõi COD và sử dụng tỷ lệ BOD / COD trong quá trình đánh giá quy trình.

Giá trị người dùng được chuyển giao:Dự án tránh dựa vào sinh học khi cần tiền xử lý.

Thách thức về môi trường tại địa điểm:Tải lượng hữu cơ phải được ghi lại sau khi xử lý.

Sơ đồ tích hợp hệ thống:Sử dụng COD trực tuyến và hỗ trợ pH, dữ liệu về độ đục và dòng chảy.

Giá trị do người dùng cung cấp:Chủ sở hữu nhận được bằng chứng về xu hướng nước thải liên tục.

Lựa chọn nên bắt đầu từ mục tiêu của quy trình, ma trận nước và việc sử dụng dữ liệu cần thiết. Cảm biến chỉ dành cho cảnh báo, cảm biến dành cho điều khiển vòng kín và cảm biến dành cho bằng chứng tuân thủ không được chỉ định theo cách hoàn toàn giống nhau.

• Sử dụng COD để theo dõi xu hướng tải tự nhiên nhanh hơn.
• Sử dụng thử nghiệm BOD hoặc BOD5 để đánh giá khả năng phân hủy sinh học.
• Xem lại tỷ lệ BOD / COD trước khi lựa chọn lộ trình xử lý sinh học.
• Thêm giám sát DO khi kiểm soát sục khí quan trọng.
• Xác nhận thuốc thử, tủ phân tích và nhu cầu bảo trì cho máy phân tích trực tuyến.

để giám sát tải lượng hữu cơ

Tần suất bảo trì phải tuân theo chất lượng nước và nguyên tắc đo lường. Các điểm cung cấp nước sạch có thể chỉ cần kiểm tra theo lịch trình, trong khi nước thải, nước có hàm lượng chất rắn cao, nước được khử trùng bằng clo hoặc nước nuôi trồng thủy sản có thể cần được làm sạch và xác minh thường xuyên hơn.

Để báo giá dự án, việc bảo trì phải được coi là một phần của phạm vi kỹ thuật. Người mua nên biết liệu thiết bị có cần hiệu chuẩn đệm, hiệu chuẩn điểm 0 và độ dốc, làm sạch cửa sổ quang học, kiểm tra tế bào dòng chảy, thay thế thuốc thử, thay thế màng hoặc nắp hay kiểm tra chéo trong phòng thí nghiệm hay không. Khi các hạng mục này đã rõ ràng trước khi mua, nhóm tại hiện trường có thể lập ngân sách cho các phụ tùng thay thế và tránh đổ lỗi cho hệ thống liên lạc về yêu cầu dịch vụ cảm biến thông thường.

Hầu hết các vấn đề tại hiện trường đều xuất phát từ tính đại diện của mẫu, tắc nghẽn, truy cập cáp hoặc bảo trì thay vì chỉ từ giá trị danh mục.

• Giữ điều hòa mẫu ổn định.
• So sánh dữ liệu trực tuyến với các phương pháp trong phòng thí nghiệm trong quá trình vận hành thử.
• Không coi COD và BOD là có thể hoán đổi cho nhau.
• Lưu trữ dữ liệu theo luồng khi yêu cầu tính toán tải.
• Sử dụng độ trễ cảnh báo để tránh phản ứng với các nhiễu loạn lấy mẫu ngắn.

Thông tin cần thiết cho COD và BOD - Giám sát liên quan

Đối với các nhà phân phối, thợ đóng tủ OEM và nhà thầu kỹ thuật, hồ sơ mua hàng phải bao gồm model, thông số đo được, tín hiệu đầu ra, chiều dài cáp, phụ kiện lắp đặt, vật liệu ướt, yêu cầu nguồn điện, sơ đồ địa chỉ Modbus và các bộ phận bảo trì dự kiến. Biên bản nghiệm thu ngắn gọn kèm theo hình ảnh lắp đặt và thông số đọc ban đầu giúp khách hàng hiểu được những gì đã được giao.

Khi một số tham số được đưa vào trong một dự án, cần chuẩn bị bảng đăng ký và sơ đồ nối dây trước khi lắp ráp tủ. Điều này giúp việc mở rộng trong tương lai trở nên dễ dàng hơn nếu sau này khách hàng bổ sung thêm một điểm pH, điểm clo, đầu dò DO, đầu dò độ đục, cảm biến TSS hoặc cổng tải lên dữ liệu.

Trước khi đặt hàng, việc thu thập ảnh địa điểm, kích thước đường ống hoặc bể chứa, tuyến cáp dự kiến, nguồn điện sẵn có, vị trí tủ và tên của bộ điều khiển hoặc cổng là rất hữu ích. Những chi tiết này thường quyết định liệu dự án có cần một đầu dò đơn giản, một tế bào dòng chảy, một tủ phân tích hay một trạm giám sát hoàn chỉnh hay không.

Vận hành giám sát tải hữu cơ với so sánh trong phòng thí nghiệm

Thử nghiệm chấp nhận hợp lý sẽ so sánh kết quả đọc trực tuyến với phương pháp tham chiếu trang web, kiểm tra việc thăm dò Modbus trên tuyến cáp dự kiến, xác nhận hành vi cảnh báo và ghi lại kết quả xác minh hoặc hiệu chuẩn đầu tiên.

Việc chấp nhận phải bao gồm nhiều nội dung hơn ngoài việc kiểm tra xem một số có xuất hiện trên màn hình hay không. Nhóm dự án nên xác minh phản hồi của cảm biến, độ ổn định liên lạc, tỷ lệ thiết bị, ngưỡng cảnh báo, lưu trữ xu hướng, ghi nhãn tủ, niêm phong cáp và quyền truy cập bảo trì. Đối với các dự án ở xa, việc thu thập dữ liệu xu hướng trong vài giờ trước khi bàn giao cũng rất hữu ích để chủ sở hữu có thể thấy rằng điểm đo ổn định khi vận hành tại địa điểm thực.

Câu hỏi kỹ thuật

Q1: Hệ thống có hỗ trợ RS485 Modbus RTU không?

Có. Đường dẫn tích hợp được đề xuất là RS485 với Modbus RTU, do đó, các cảm biến có thể được kết nối với các cổng PLC, RTU, DCS, SCADA hoặc IoT mà không cần giao diện dữ liệu đóng.

Q2: Có thể sử dụng 4-20 mA cùng với truyền thông kỹ thuật số không?

Trong trường hợp thiết bị được chọn hỗ trợ 4-20 mA tùy chọn, đầu ra analog có thể được sử dụng cho bộ điều khiển hiện có trong khi RS485 Modbus RTU được sử dụng để ghi dữ liệu và chẩn đoán.

Q3: Nên lập kế hoạch hiệu chuẩn như thế nào?

Hiệu chuẩn phải được ghi vào kế hoạch vận hành theo tham số. pH, clo dư, DO, độ đục, TSS và máy phân tích dựa trên thuốc thử không có cùng khoảng thời gian làm sạch hoặc xác minh.

Q4: COD có nhanh hơn BOD không?

Có. COD là chất chỉ thị oxy hóa hóa học và thường nhanh hơn nhiều so với BOD5, dựa trên khoảng thời gian sinh học.

Câu hỏi tuyển chọn

Q5: Người mua nên lựa chọn như thế nào giữa một cảm biến và một trạm giám sát?

Sử dụng một cảm biến duy nhất khi một biến điều khiển chiếm ưu thế. Sử dụng một trạm khi một số thông số phải được diễn giải cùng nhau, chẳng hạn như pH với clo, DO với amoniac hoặc COD với lưu lượng.

Q6: Cần có thông tin gì trước khi báo giá?

Cung cấp loại nước, phạm vi dự kiến, nhiệt độ, áp suất, điểm lắp đặt, chiều dài cáp, yêu cầu đầu ra, kiểu bộ điều khiển và liệu dự án có cần tế bào dòng chảy, giá đỡ hoặc tủ trạm hay không.

Q7: Cần kiểm tra những gì khi lắp đặt ngoài trời hoặc ẩm ướt?

Kiểm tra xếp hạng IP, miếng đệm cáp, bảo vệ hộp nối, chống sét, nối đất và liệu đầu dò có thể được tháo ra để bảo trì mà không cần dừng quá trình hay không.

Q8: BOD5/ COD > 0,3 nghĩa là gì?

Người ta thường sử dụng như một tài liệu tham khảo thực tế rằng nước thải có khả năng xử lý sinh học nhất định, mặc dù thiết kế quy trình vẫn cần được đánh giá thêm.

Q9: NiuBoL có thể hỗ trợ các nhà phân phối về tài liệu dự án không?

NiuBoL có thể hỗ trợ bảng dữ liệu, thông tin nối dây, lựa chọn sản phẩm và ghi chú tích hợp cho các nhà phân phối, nhà chế tạo tủ OEM và nhà thầu kỹ thuật.

Q10: Điều gì ảnh hưởng đến thời gian giao hàng trong các dự án giám sát?

Thời gian giao hàng bị ảnh hưởng bởi số lượng cảm biến, tùy chỉnh cáp, cấu hình tủ, phụ kiện, yêu cầu hiệu chuẩn và liệu dự án có bao gồm một số thông số hay chỉ một đầu dò hiện trường.

Tóm tắt

BOD và COD giúp người mua nước thải hiểu được tải trọng hữu cơ và lộ trình xử lý. Các hệ thống giám sát liên quan đến NiuBoL COD / BOD có thể hỗ trợ các dự án đánh giá nước thải công nghiệp, xử lý đô thị và khả năng phân hủy sinh học khi được tích hợp với pH, DO và dữ liệu dòng chảy.