Die Grundlagen von Stromflussdetektoren

Bevor wir uns mit den Grundlagen von Streaming Current Detectors (SCDs)befassen, ist es zunächst wichtig zu verstehen, warum sie eingesetzt werden und welche Probleme SCDs lösen. Bei vielen Wasseraufbereitungsanwendungen können die Betreiber durch eines der folgenden Probleme herausgefordert werden:

1. Weniger Ressourcen und höhere Anforderungen an die Betreiber
2. Roh- oder Zuflusswasser mit schwankender Trübung. Dies ist besonders häufig bei Oberflächenwasseraufbereitungsanlagen der Fall
3. Ziele zur Verbesserung der Qualität, insbesondere Verringerung der Trübung und Verbesserung der Wasserfarbe
4. Ziele zur Senkung der Kosten für den Einsatz von Chemikalien
5. Aufrechterhaltung der Prozesskontrolle bei Wetterereignissen

Ein Beispiel: Ein Kunde, der sich mit der Aufbereitung von Oberflächenwasser befasst, konnte durch den Einsatz eines Strömungsdetektors in seinem Prozess enorme Vorteile erzielen. Starke Regenfälle verursachten dramatische und schnelle Schwankungen der Trübung und Farbe des Rohwassers (5-400 NTU; 10 - 300 PtCo).

Vor dem Einsatz eines Streustromdetektors wird diese Anlage regelmäßig überprüft:

• Mehr als 2 Mal täglich Jar-Tests durchgeführt, um die richtige Alaun-Dosis zu bestimmen
• Das behandelte Wasser, das Abwasser, schwankte zwischen 0,7-1,2 NTU und 5-10 Pt Co, wobei die Ergebnisse bei Regenereignissen höher waren
• Regelmäßige Überschreitung des Chemikalienhaushalts

Nach der Installation und Einrichtung des Streaming-Stromdetektors:

• Jar-Tests entfallen vollständig, so dass sich das Behandlungsteam auf andere Aufgaben konzentrieren kann
• Vollständige automatische Kontrolle der Alaun-Dosisleistung
• Die Wasserqualität des Abwassers wurde verbessert: weniger als 0,7 NTU und weniger als 1 PtCo, selbst bei Wetterereignissen
• Alaunkosten um 50 % reduziert, Kalk um 50 % reduziert, Verwendung von Polymeren (für Farbe) vollständig eliminiert. Diese Kostenreduzierung bei den Chemikalien hat sich in weniger als einem Jahr amortisiert!

Was ist ein Streustromdetektor?

Unter Strömung versteht man das Vorhandensein von geladenen Ionen, die sich in einem Flüssigkeitsstrom mit hoher Geschwindigkeit bewegen. Ein Streustromdetektor erkennt und verstärkt das Signal dieser geladenen Ionen, um die Prozesssteuerung zu realisieren. Diese Geräte messen kontinuierlich die elektrische Ladung in einer Wasserprobe. Der Monitor misst kontinuierlich die Nettoladungsdichte der Partikel in dieser Wasserprobe. Dies ermöglicht die kontinuierliche Überwachung und Steuerung von Koagulationsprozessen in der Wasser- und Abwasseraufbereitung und bietet auch eine wirksame Polymerkontrolle in Schlammentwässerungsprozessen.

Wie funktioniert ein Streustromdetektor?

Ein Strömungsdetektor ist mit einem hin- und hergehenden Kolben ausgestattet, durch den eine Wasserprobe kontinuierlich geleitet wird. Geladene Partikel haften an den Kolben- und Zylinderoberflächen. Das SCD enthält Elektroden, um einen Strom zu induzieren, so dass ionische Ladungen durch die Flüssigkeitsgeschwindigkeit transportiert und dann an den Elektroden gemessen werden. Die Ladung wird in 10-9 Ampere gemessen, die dann verstärkt und vom SCD verarbeitet werden. Der ultimative Ausgang des SCD ist ein analoges 4-20-mA-Ausgangssignal, das die Geschwindigkeit einer Dosierpumpe steuern kann, um die Chemikaliendosierung zu erhöhen oder zu verringern und so die Prozesssteuerung aufrechtzuerhalten.

Für welche verschiedenen Anwendungen kann ein Stromdetektor eingesetzt werden?

Strömungsdetektoren können in jedem Behandlungsverfahren eingesetzt werden, in dem geladene Ionen zur Bestimmung einer chemischen Dosisleistung verwendet werden können. Oberflächenwasseraufbereitungsanlagen gehören zu den häufigsten Nutzern von Strömungsdetektoren zur Optimierung der Gerinnungsmitteldosierung. In einigen Ländern gibt es sogar Vorschriften, die den Einsatz von Strömungsdetektoren vorschreiben, da sich die Wasserqualität im Vergleich zu herkömmlichen Methoden bei geringeren Kosten deutlich verbessert. SCDs werden typischerweise in der Zulaufklärung, der Umkehrosmose, der Hochreinheit, der Abwasserreinigung und der Schlammentwässerung eingesetzt.

Was ist ein Glasversuch und wie wird ein Stromdetektor in einem solchen Versuch verwendet?

Herkömmliche Methoden, wie z. B. die Prüfung von Gläsern, sind zwar weit verbreitet und nützlich, aber die Automatisierung dieser Aufgabe und die Beseitigung des Rätselraten ist nicht nur für die Wasseraufbereitungsanlage von Vorteil, sondern auch für die Kunden, denen die Anlage dient. Zur Bestimmung der optimalen Chemikalienmenge ist ein Test im Glas erforderlich, der jedoch in Verbindung mit dem SCD bei der Erstinstallation durchgeführt werden kann, um die richtigen Sollwerte zu ermitteln. In einigen Fällen wurden durch die Verwendung von SCDs die Jar-Tests ganz abgeschafft. Durch den Wegfall der Gläsertests kann sich das Personal der Wasseraufbereitungsanlagen auf andere Aufgaben konzentrieren.