Độ đục và chất rắn lơ lửng: Cách chọn cảm biến NTUhoặc TSS cho các dự án nước thải

Độ đục và chất rắn lơ lửng có liên quan với nhau nhưng chúng không có cùng số đo. Độ đục mô tả sự tán xạ quang học trong NTU, trong khi chất rắn lơ lửng mô tả nồng độ chất rắn, thường tính bằng mg/L.

Bài viết này được viết cho các nhà phân phối, nhà tích hợp hệ thống, nhà thầu kỹ thuật và nhóm mua sắm công nghiệp cần dữ liệu chất lượng nước để trở thành thông tin kiểm soát, cảnh báo hoặc tuân thủ có thể sử dụng được.Các thuật ngữ chính bao gồm cảm biến độ đục và chất rắn lơ lửng, cảm biến TSS trực tuyến RS485 NiuBoL, lựa chọn cảm biến độ đục NTU, giám sát nước thải chất rắn lơ lửng, đo độ đục so với TSS, xử lý nước thải đô thị, giám sát nước thải công nghiệp, giám sát nồng độ bùn.

Mối quan hệ giữa độ đục và chất rắn lơ lửng

Tài liệu giải thích rằng độ đục thường được đo bằng phương pháp quang học. Ở nồng độ thấp, cường độ ánh sáng tán xạ có thể tỷ lệ thuận với nồng độ hạt lơ lửng, nhưng ở độ đục cao, tán xạ đa bội có thể khiến giá trị độ đục thấp hơn điều kiện chất rắn thực tế.

Chất rắn lơ lửng bao gồm các hạt vô cơ, hạt hữu cơ, đất sét, bùn, vi sinh vật và các chất không hòa tan khác. Trong nước thải và luyện kim, chất rắn lơ lửng có thể dao động từ nồng độ thấp đến nồng độ rất cao, tùy thuộc vào dòng quy trình.

Nơi cảm biến NTUvà TSS phù hợp trong quy trình điều trị

Cảm biến độ đục và chất rắn lơ lửng NiuBoL có thể được lắp đặt trong các kênh nước vào, cửa xả làm sạch, cửa lọc, bể sục khí, đường hồi bùn và điểm nước thải cuối cùng. Cảm biến chính xác phụ thuộc vào việc dự án cần xu hướng độ trong của nước hay nồng độ chất rắn.

Khả năng tương thích giao tiếp và giao thức

Cả cảm biến độ đục và cảm biến TSS trực tuyến đều có thể hỗ trợ RS485 NiuBoL RTU, cho phép tích hợp các giá trị vào hệ thống giám sát PLC, SCADA, RTU hoặc IoT. Tùy chọn 4-20 mA có thể hỗ trợ các hệ thống cũ khi cần thiết.

Để phân phối kỹ thuật, RS485 NiuBoL RTUphải được coi là một phần của kiến ​​trúc đo lường. Quy hoạch địa chỉ, đăng ký tỷ lệ, nối đất, che chắn và chống thấm các mối nối phải được ghi lại trước khi bàn giao hệ thống. Điều này giúp người mua mở rộng dự án sau này mà không cần thay thế lớp đo ban đầu.

Khi độ đục là chỉ số tốt hơn

Độ đục rất hữu ích khi dự án quan tâm đến độ trong, độ đột phá của quá trình lọc, sự thay đổi nguồn nước hoặc hình thức nước thải cuối cùng. Phạm vi NTUthấp cần độ nhạy quang học tốt và lấy mẫu ổn định.

Các nhà máy nước, trạm tiếp nhận và điểm xả chất rắn thấp thường sử dụng độ đục vì nó phản ứng nhanh với chuyển động của các hạt.

Khi TSS là chỉ số tốt hơn

Việc đo TSS sẽ tốt hơn khi dự án quan tâm đến nồng độ chất rắn lơ lửng hoặc bùn. Các bể sục khí, hồi lưu bùn, nước thải công nghiệp và dòng có hàm lượng chất rắn cao thường cần TSS hơn là NTU.

Việc sử dụng độ đục thay thế cho TSS mà không có sự tương quan về vị trí có thể gây nhầm lẫn cho người vận hành, đặc biệt khi kích thước hạt, màu sắc hoặc thành phần thay đổi.

Thông số kỹ thuật

Bảng so sánh các tham chiếu cảm biến độ đục và chất rắn lơ lửng NiuBoL cho các dự án giám sát quy trình và nước thải.

Giới hạn đo quang học trong nước thực

Cảm biến quang học có thể bị ảnh hưởng bởi kích thước hạt, độ hấp thụ màu, bong bóng, bám bẩn cửa sổ và tán xạ nhiều lần. Những ảnh hưởng này không làm cho phương pháp này không phù hợp nhưng chúng có nghĩa là việc lắp đặt và làm sạch phải là một phần của phạm vi kỹ thuật.

Một quy trình vận hành tốt sẽ so sánh dữ liệu xu hướng trực tuyến với các thử nghiệm tham khảo và đặt ngưỡng cảnh báo dựa trên hoạt động của địa điểm chứ không chỉ trên phạm vi danh mục.

Xây dựng mối tương quan địa điểm giữa NTUvà mg/L

Trong một số quy trình, độ đục và chất rắn lơ lửng có xu hướng đi cùng nhau. Ở những nơi khác, mối quan hệ thay đổi khi kích thước hạt, màu sắc, kết tủa sinh học hoặc thành phần bùn thay đổi. Kiểm tra tương quan địa điểm giúp quyết định xem NTUcó thể được sử dụng làm proxy hay không hoặc có cần đo TSS trực tiếp hay không.

Để vận hành thử, bộ tích hợp có thể thu thập các kết quả đọc trực tuyến và kết quả về chất rắn lơ lửng trong phòng thí nghiệm trong một số điều kiện vận hành. Điều này tạo ra một đường cong tham chiếu thực tế cho địa điểm thay vì dựa vào một giả định chung chung.

Chọn điểm lắp đặt cho cảm biến quang

Cảm biến hạt quang học phải được đặt ở nơi có dòng chảy đại diện và cửa sổ quang học không bị chôn vùi liên tục, tiếp xúc với không khí hoặc bị các mảnh vụn lớn va vào. Trong các kênh, giá đỡ phải giữ cho đầu dò ổn định nhưng có thể tháo rời được.

Nếu dự án có hàm lượng chất rắn cao, việc lắp đặt phải cho phép vệ sinh thường xuyên. Nếu nước sạch và độ đục thấp, cảm biến dòng chảy có thể mang lại sự ổn định tốt hơn và giảm bọt khí.

Sử dụng vận hành trong các nhà máy xử lý nước thải

Độ đục sau khi lọc hoặc làm trong có thể đóng vai trò như một cảnh báo sớm về sự nhiễm chất rắn. TSS trong dòng sục khí hoặc dòng bùn có thể hỗ trợ các quyết định về sinh khối và hoàn trả bùn.

Hai loại dữ liệu này phục vụ các nhu cầu nhân viên khác nhau. Các kỹ sư xử lý có thể quan tâm đến nồng độ bùn, trong khi các nhóm tuân thủ hoặc lọc có thể quan tâm đến độ trong cuối cùng. Gói mua phải phản ánh cả hai vai trò.

Những sai lầm trong mua sắm cần tránh

Một sai lầm phổ biến là chọn cảm biến độ đục để đo nồng độ bùn vì cả hai đều liên quan đến các hạt. Một cách khác là chọn cảm biến TSS tầm cao cho nước lọc NTUthấp, nơi độ trong thay đổi rất quan trọng. Những sai lầm này thường xuất phát từ việc xác định tên chất gây ô nhiễm thay vì quyết định quy trình.

Người mua nên viết trực tiếp đơn vị đầu ra cần thiết trong yêu cầu: NTUcho xu hướng độ đục, mg/L cho nồng độ chất rắn lơ lửng hoặc cả hai nếu nhà máy cần kiểm soát quá trình trong và chất rắn. Cần đưa vào phạm vi nồng độ dự kiến ​​và tình trạng mẫu.

Đối với các nhà tích hợp hệ thống, sự rõ ràng này giúp giảm việc làm lại trong màn hình SCADA, ngưỡng cảnh báo và kiểm tra chấp nhận. Nó cũng giúp khách hàng hiểu tại sao hai cảm biến quang học có thể có mục đích kỹ thuật khác nhau.

Tiêu chí chấp nhận cho cảm biến hạt quang học

Sự chấp nhận phải bao gồm phản ứng với nước sạch, phản ứng với nước tại địa điểm, độ ổn định của thông tin liên lạc và ít nhất một so sánh tham khảo. Đối với TSS, việc so sánh tham chiếu nên sử dụng phương pháp đã được chủ sở hữu đồng ý vì tính đồng nhất của bùn ảnh hưởng đến độ lặp lại.

Dự án cũng nên xác định điều kiện làm sạch trước khi thử nghiệm. Cửa sổ quang học bẩn có thể làm cho một cảm biến tốt trông không chính xác, trong khi một mẫu sạch không thực tế có thể che giấu gánh nặng bảo trì thực sự.

Đối với các nhà máy xử lý nước thải, việc ghi lại xu hướng ngắn trong quá trình vận hành quy trình bình thường trước khi bàn giao cuối cùng là rất hữu ích. Xu hướng giúp chủ sở hữu hiểu được những biến động bình thường và đặt ra giới hạn cảnh báo thực tế.

Nếu khách hàng dự định sử dụng tín hiệu để điều khiển tự động thì các cảnh báo trì hoãn và bảo trì phải được cấu hình riêng biệt với các cảnh báo quá trình. Điều này tránh việc dừng thiết bị vì đầu dò cần được làm sạch thay vì vì quy trình không thành công. Nó cũng cung cấp cho người vận hành những hướng dẫn rõ ràng hơn trong quá trình đọc các kết quả bất thường và bảo trì theo lịch trình. Phạm vi đo phải được xác nhận trước khi đóng tủ và dán nhãn rõ ràng.

Kịch bản ứng dụng

Cửa hàng lọc

Thách thức môi trường trang web:Sự đột phá của độ đục thấp phải được phát hiện nhanh chóng.

Sơ đồ tích hợp hệ thống:Sử dụng cảm biến độ đục ở dòng chảy được kiểm soát hoặc điểm đầu ra ổn định.

Giá trị người dùng được phân phối:Người vận hành có thể xác định tải bộ lọc hoặc đột phá sớm hơn.

Nước thải làm sạch

Thách thức môi trường trang web:Chất rắn mang theo có thể ảnh hưởng đến quá trình thải cuối cùng.

Sơ đồ tích hợp hệ thống:Lắp đặt thiết bị theo dõi độ đục hoặc TSS tùy thuộc vào nồng độ dự kiến.

Giá trị người dùng được phân phối:Nhà máy có thể điều chỉnh việc loại bỏ bùn hoặc định lượng chất keo tụ.

Xu hướng MLSS lưu vực sục khí

Thách thức môi trường trang web:Xử lý sinh học đòi hỏi nồng độ bùn ổn định.

Sơ đồ tích hợp hệ thống:Sử dụng giám sát chất rắn lơ lửng trong khu vực rượu hỗn hợp.

Giá trị người dùng được phân phối:Người vận hành thu được dữ liệu xu hướng sinh khối liên tục.

Nước thải chất rắn công nghiệp

Thách thức môi trường trang web:Loại hạt và nồng độ có thể thay đổi theo đợt sản xuất.

Sơ đồ tích hợp hệ thống:Sử dụng giám sát TSS với tương quan địa điểm và khả năng truy cập làm sạch.

Giá trị người dùng được phân phối:Nhà thầu có thể quản lý việc loại bỏ chất rắn với ít điểm mù hơn.

Hướng dẫn lựa chọn cảm biến NTUhoặc TSS

Câu hỏi lựa chọn không phải là cảm biến nào nhìn chung tốt hơn mà là giá trị vật lý nào mà quy trình cần.

• Chọn độ đục để theo dõi độ trong, khả năng lọc và xu hướng hạt thấp.
• Chọn TSS cho nồng độ bùn và nước thải có hàm lượng chất rắn cao.
• Kiểm tra xem thành phần hạt có thay đổi trong quá trình sản xuất hay không.
• Sử dụng RS485 NiuBoL RTUcho các dự án tích hợp kỹ thuật số và nhiều địa điểm.
• Lên kế hoạch làm sạch lối vào cho các cửa sổ quang học trước khi lắp đặt.

Bảo trì và xác minh hiện trường

Tài liệu khuyên bạn nên làm sạch bề mặt cảm biến bằng nước, sử dụng vải mềm ướt để loại bỏ các mảnh vụn còn sót lại và kiểm tra cửa sổ đo xem có bụi bẩn không. Nên tránh căng cáp vì dây dẫn bên trong có thể bị đứt.

Đối với các dòng có hàm lượng chất rắn cao, nên tăng tần suất làm sạch và các quy tắc cảnh báo phải tính đến các nhiễu loạn thủy lực ngắn.

Ghi chú tích hợp hệ thống

Các phép đo hạt quang học phụ thuộc vào dòng chảy đại diện và cửa sổ đo sạch.

• Tránh bong bóng và nhiễu loạn nặng ở cửa sổ quang học.
• Không lắp đặt ở nơi bùn sẽ chôn đầu dò.
• Giữ cáp chùng và giảm căng thẳng.
• So sánh các kết quả đọc trực tuyến với tham chiếu trong phòng thí nghiệm hoặc trọng lượng trong quá trình vận hành.
• Đặt quy tắc cảnh báo riêng để cảnh báo, điều chỉnh quy trình và kiểm tra bảo trì.

Câu hỏi thường gặp

Câu hỏi kỹ thuật

Câu hỏi 1: Độ đục và TSS có giống nhau không?

Không. Độ đục đo sự tán xạ quang học, trong khi TSS đo nồng độ chất rắn lơ lửng.

Câu hỏi 2: Độ đục có thể ước tính chất rắn lơ lửng không?

Đôi khi, nhưng chỉ sau khi tương quan với trang web. Loại hạt và nồng độ cao có thể phá vỡ mối quan hệ.

Câu 3: Hệ thống có hỗ trợ RS485 NiuBoL RTUkhông?

Đúng. Giao diện kỹ thuật được đề xuất là RS485 NiuBoL RTU, vì vậy các giá trị có thể được đọc bởi PLC, DCS, RTU, SCADA, máy tính công nghiệp, máy ghi âm hoặc cổng IoT.

Câu hỏi tuyển chọn

Q4: Cảm biến có thể được tích hợp với tủ điều khiển hiện có không?

Đúng. Thiết bị hiện trường phải được gán địa chỉ RS485 Modbus, phải xác nhận tỷ lệ đăng ký và phải kiểm tra nguồn điện và tuyến cáp trước khi đưa vào vận hành.

Câu 5: Tại sao việc bù nhiệt độ lại quan trọng?

Sự thay đổi nhiệt độ có thể ảnh hưởng đến các phép đo điện hóa, quang học và độ dẫn điện. Tự động bù trừ giúp giảm độ trôi khi nhiệt độ nước thay đổi.

Câu hỏi 6: Cảm biến tham chiếu có phạm vi TSS nào?

Phạm vi tham chiếu NBL-WQ-TSS-4Alà 0 đến 2000 mg/L.

Câu hỏi về mua sắm và dự án

Q7: Tại sao việc lau chùi cửa sổ lại quan trọng?

Sự bám bẩn làm thay đổi đường quang và có thể tạo ra các kết quả đo bị trôi hoặc nhiễu.

Q8: Nên chọn phạm vi mô hình như thế nào?

Phạm vi được chọn phải bao gồm hoạt động bình thường, giá trị cảnh báo dự kiến ​​và các sự kiện bất thường mà không làm mất độ phân giải trong phạm vi làm việc.

Q9: Dự án nên sử dụng một cảm biến hay trạm đa thông số?

Một cảm biến duy nhất là đủ khi cần một quyết định. Một trạm sẽ hoạt động tốt hơn khi một số thông số phải được diễn giải cùng nhau để xả thải, kiểm soát quá trình hoặc quản lý nuôi trồng thủy sản.

Q10: Cần kiểm tra những gì trước khi đặt hàng?

Xác nhận loại nước, nồng độ dự kiến, phương pháp lắp đặt, chiều dài cáp, giao diện đầu ra, nguồn điện, loại bộ điều khiển, quyền truy cập làm sạch và tài liệu cần thiết.

Bản tóm tắt

Cảm biến độ đục và chất rắn lơ lửng trả lời các câu hỏi kỹ thuật khác nhau. Cảm biến NiuBoL trực tuyến NTUvà TSS hỗ trợ tích hợp RS485 RS485 RTUcho các dự án lọc, làm trong, bùn và nước thải công nghiệp, nơi dữ liệu hạt phải trở thành thông tin quy trình có thể sử dụng được.