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【废水处理】水4.0和废水循环

发布日期:2018-10-05 10:17 来源:活性炭网 作者:活性炭网 浏览数:

虽然声称废水管理在数字时代的到来可能为时过早,但我们可以预示着可能发生的事件,绘制进度并绘制潜在影响。 水行业不仅希望变得更聪明; 它正趋向于由政治意愿驱动的数字水业

虽然声称废水管理在数字时代的到来可能为时过早,但我们可以预示着可能发生的事件,绘制进度并绘制潜在影响。

水行业不仅希望变得更聪明; 它正趋向于由政治意愿驱动的“数字水业”。但智能水行业的概念 - 或水4.0--必须从底层驱动,确保正确的基础设施和传感器到位,以便收集正确的数据,从而使中心的知情决策成为可能水4.0。

最近由ABB主办的水利益集团(SWIG)研讨会讨论了我们关于废水监测状况的问题以及如何利用这一点来推动该行业走向接近水4.0的问题。

废水4.0

首先要做的是查看结构并确定需要监控的内容。这将有助于该行业为其废水运营提供从客户家到处理厂的整体方法。

水源从其来源进入收集网络的过程目前基本上没有受到监控,因此其中一个基本挑战是尝试每天测量通过我们的收集网络的内容。除了客户之外,其中一个几乎不可忽视的投入来自降雨,但技术肯定会朝着这个方向发展。降雨雷达,先进的雨水站和先进的分析平台能够测量降水类型; 通过人工智能(AI)和机器学习,可以测量对下水道环境的影响并相应地调整网络运行。

随着水进入重力供水下水道系统,过去几乎不可能进行监测。只有通过谢菲尔德大学领导的近期工作,我们才能看到这方面的进展。自由表面动力学,声学全息术和微波传感都显示出测量重力系统内自由表面流动的潜力,使我们能够了解下水道网络中正在发生的事情。这项工作仍处于开发阶段,但结果非常有希望。

在抽水废水网络中,开发进一步发展。流量计目前正在积极安装,但也有与水务公司合作进行的实验工作。Anglian Water的Lorenzo Pompa和Syrinix的Mark Hendy专门研究压力监测可以做些什么。这种技术已经在配水网络中使用了很多年,但在废水收集网络中却没有。正在进行的工作研究如何对上升的主电源进行废水处理工作的高频压力监测可用于预测电源故障,这将有助于限制对基础设施的破坏并避免污染事件。向SWIG提交的一个案例研究显示,在一个600毫米(24英寸)的上升主体中出现了大的裂缝(图1),造成管道缓慢失效。幸运的是,现场监测用于避免实际污染,恰当地证明了该技术的有效性。

图1.主要上升的缓慢失败

加紧

收集网络的特征是向水4.0的第一步,并且对网络的控制导致水环境的整体改善。但由于传感器位于Water 4.0的核心,我们必须确保收到的数据是正确的; 否则,分析引擎将根据错误的假设产生信息。只有高质量的数据才有可能优化整个废水系统的过程(图2)。

图2.数字堆栈中传感器/数据管理的重要性

堵塞,安装不良,结垢,缺乏校准以及管理仪器正常运行时间等基础知识是Water 4.0行业面临的挑战。仪器制造商正在积极研究这些问题,因为他们试图限制维护要求,安装清洁系统,并提供消除主要错误来源的仪器安装建议。下一步是改进校准和维护管理系统(CMMS),以确保准确记录的内容。

在线和实验室仪器制造商Hach已经更进一步使用Claros系统,该系统可以将实验室和现场连接在一起,以验证采样时的读数是否正确。Claros系统支持仪器生命周期 - 从移动传感器管理到预测诊断,再到现场可视化和显示 - 帮助操作员全面了解废水处理工作的操作,而不是逐个元素。这样可以改善工作管理,并有可能安装实时控制系统。

收集网络的特征是向水4.0的第一步,并且对网络的控制导致水环境的整体改善。

治疗工作中的控制系统元素至关重要,无论您是通过多变量过程控制来看待基于仪器的过程控制还是整体管理,一些挑战始终都是基于传感器的 - 例如,它们如何应对恶劣的环境。有机负荷/生化需氧量(BOD)和活性污泥厂二次处理的实际性能尤为关注; 在某种程度上,它是一个正确设计混凝土盒并让生物学照顾自己的案例。技术已经发展,50年前,呼吸测量法的使用充其量只是实验,现在它被积极地用作多参数活性污泥工厂控制系统的一部分。这允许更有效地操作这部分废水循环。

仪表级别是Water 4.0的关键基础之一,需要确保该级别为水行业中出现的更先进技术提供高质量数据,具有极大的优化运营潜力。当然,另一方面是数据是错误的,因此基于数据的假设也是错误的; 然后,该行业面临着一个“阻碍有效使用仪器”的未来,并陷入技术“不起作用”的循环中 - 随着要求更高效率的压力开始受到影响,未来变得更加黯淡。

WATER 4.0将数字化和自动化作为资源高效,灵活和有竞争力的水资源管理战略的核心。在此过程中,WATER 4.0采用了工业革命工业4.0的相同主要特征和术语,如“机器,流程,存储系统和资源的网络”,“智能电网”,(和)“物联网和服务, “并将它们汇集在一个系统的水管理环境中。

在WATER 4.0的实施中,网络物理系统(CPS)是虚拟和真实水系统最佳联网的驱动因素,其规划,构建和操作主要由软件完成。这使得水资源用户(农业,工业和家庭)和可持续水基础设施中的组件与环境和水循环的智能联网成为可能,并沿着增值链采取整体方法。此外,WATER 4.0为用水户提供了高度的透明度,从而满足了当前的需求,并为水资源管理中的可持续创新活动提供了机会。

- 德国水伙伴关系

(责任编辑:活性炭网)
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