Ciągły, automatyczny pomiar parametrów wody i ścieków pozwala wykrywać przekroczenia w czasie rzeczywistym, sterować procesem technologicznym i ograniczać ręczne pobieranie próbek. Dobór sprowadza się do dwóch decyzji: co trzeba mierzyć (parametr fizykochemiczny czy konkretny składnik) oraz jak ten pomiar zrealizować - metodą, zakresem i sposobem montażu czujnika. Poniżej omawiamy te wybory na bazie urządzeń oferowanych przez firmę Uniprod.
Co mierzymy on-line: parametry fizykochemiczne kontra składniki
Pierwsze rozróżnienie decyduje o klasie przyrządu. Parametry fizykochemiczne - tlen rozpuszczony, pH, potencjał redox, przewodność właściwa, mętność, koncentracja osadu - mierzy się elektrochemicznie lub optycznie, sondą zanurzoną bezpośrednio w medium. Pomiar jest natychmiastowy, ciągły i nie zużywa odczynników.
Składniki - takie jak fosforany, amoniak, krzemionka, azotany, azotyny, żelazo, sód, chlorki czy fluorki - wymagają analizatora procesowego, który pobiera próbkę, dodaje odczynniki i odczytuje wynik metodą kolorymetryczną lub jonoselektywną. To urządzenie bardziej złożone, z własnym cyklem pomiarowym i obsługą odczynników, ale dające stężenie konkretnej substancji.
Metody pomiaru
Elektrochemia. Tlen rozpuszczony mierzony jest klasycznie ogniwem Clarka typu polarograficznego, oddzielonym od cieczy membraną przepuszczalną dla tlenu. pH i redox - szklanym czujnikiem (zespolone ogniwo pomiarowe), którego napięcie zależy od aktywności jonów wodorowych (pH) lub zdolności utleniająco-redukcyjnych roztworu (redox). Przewodność - sondą dwu- lub czteroelektrodową, w zależności od zakresu.
Optyka (fluorescencja). Optyczny pomiar tlenu wykorzystuje zjawisko dynamicznego tłumienia fluorescencji: cząsteczki tlenu skracają i osłabiają emisję wzbudzonej warstwy luminescencyjnej, a czas i natężenie emisji są wprost zależne od stężenia tlenu. Zaleta praktyczna: sonda nie wymaga przepływu medium (pomiar także w wodzie stojącej), nie zużywa materiałów eksploatacyjnych i jest odporna na substancje zatruwające, np. związki siarki.
Kolorymetria/fotometria. Analizator dawkuje próbkę i odczynniki pompami perystaltycznymi, odczynnik tworzy reakcję barwną z poszukiwanym składnikiem, a stężenie obliczane jest z wartości absorbancji w świetle monochromatycznym. Próbka zawierająca cząstki stałe wymaga wstępnej filtracji lub ultrafiltracji.
Na co zwrócić uwagę przy doborze
- Parametr i liczba kanałów. Jeśli kontrolujesz kilka wielkości naraz, korzystniejszy jest przetwornik wielokanałowy obsługujący różne kombinacje sond, zamiast osobnego miernika na każdy parametr.
- Zakres pomiarowy. Musi odpowiadać medium. Dla tlenu inne wymagania ma komora osadu czynnego, a inne woda pitna; dla składników (np. fosfor całkowity) zakres analizatora dobiera się roztworami wzorcowymi do oczekiwanego stężenia.
- Montaż czujnika. Sonda zanurzeniowa (montaż w zbiorniku/kanale) lub przepływowa (na boczniku). Armatura chroni czujnik mechanicznie i ułatwia serwis. Typ armatury dobiera się do rodzaju sondy.
- Kalibracja i obsługa. Analizatory składnikowe pracują z automatyczną, dwupunktową kalibracją i programowalną częstotliwością - warto sprawdzić zużycie odczynników i wymóg wstępnej filtracji. Sondy optyczne minimalizują obsługę rutynową.
- Wyjścia i integracja. Standardem są programowalne wyjścia prądowe 0/4-20 mA oraz przekaźniki alarmowe; do systemu nadrzędnego (SCADA) - interfejs RS-485 z protokołem MODBUS lub PROFIBUS-DP.
Dobór - przyrząd do zadania
| Parametr / zadanie | Metoda | Proponowany przyrząd Uniprod |
| Wiele parametrów naraz (tlen, pH, redox, przewodność, mętność, osad) | elektrochemia, sondy wymienne | MONITOR 2 - dwukanałowy: O2 0-20 mg/l, pH 0-14, redox -1000/+1000 mV, przewodność 0-200 µS/cm oraz 0,2-50 mS/cm |
| Tlen rozpuszczony - osad czynny, wylot oczyszczalni, wody powierzchniowe | optyczna (fluorescencja) | Optyczny miernik tlenu UniFluOx - zakres 0-25 mg/l, dokładność 1% lub 0,02 mg/l |
| Sam pomiar pH (jednoparametrowo, prosta pętla) | elektrochemia (szklany czujnik) | Przetwornik prądowy pH UPpH - zakres 0-14 pH, wyjście 4-20 mA |
| Składniki: fosfor całkowity, ortofosforany, amoniak (NH4+), krzemionka (SiO2), azotany, azotyny, żelazo | kolorymetryczna | Analizator on-line KOLORTEST |
| Składniki jonowe: amon (NH4+), sód (Na+), chlorki (Cl-), azotany (NO3-), fluorki (F-) | analizator składników jonowych | Analizator on-line JONOTEST |
| Montaż sondy zanurzeniowej (zbiornik, kanał) | armatura zanurzeniowa | Armatura zanurzeniowa (prosta AZP / kątowa AZK) |
| Montaż przepływowy sondy pH/redox | armatura przepływowa | Armatura przepływowa typ APP |
| Montaż przepływowy sondy konduktometrycznej | armatura przepływowa | Armatura przepływowa typ APK |
Typowe zastosowania
Analiza on-line znajduje zastosowanie w komunalnych i przemysłowych oczyszczalniach ścieków (sterowanie napowietrzaniem komór osadu czynnego pomiarem tlenu, kontrola wylotu), na stacjach uzdatniania i ujęciach wody pitnej (pH, przewodność, składniki), w monitoringu wód powierzchniowych i zbiorników, a także w procesach technologicznych wymagających kontroli wody zdejonizowanej, technologicznej czy chłodniczej. KOLORTEST i JONOTEST sprawdzają się tam, gdzie liczy się stężenie konkretnego składnika - np. fosforu czy amoniaku - w wodach powierzchniowych, uzdatnionych, zdejonizowanych, technologicznych, pitnych lub ściekach.
Nie masz pewności, który przyrząd i jaka armatura będą właściwe dla Twojego medium i zakresu pomiarowego? Skontaktuj się z nami - pomożemy dobrać analizator, miernik i sposób montażu do konkretnej aplikacji. |
