Dobór odpowiedniego regulatora jest jednym z kluczowych elementów uzdatniania i dezynfekcji wody. W zależności od zastosowania regulator może kontrolować pH, redoks (ORP), przewodność czy stężenie dezynfektantów. Jak działa taki układ i czym różnią się poszczególne pomiary.
W nowoczesnych instalacjach uzdatniania wody samo zmierzenie parametru nie zawsze wystarcza. Jeżeli pH, stężenie dezynfektantów lub przewodność zmieniają się, potrzebny jest system, który pokaże aktualną wartość oraz automatycznie zareaguje na jej zmianę. Właśnie dlatego pomiar i regulacja coraz częściej tworzą jeden zintegrowany układ, który pozawala m.in. monitorować procesy oraz lepiej kontrolować zużycie chemikaliów.
Jak działa regulator w instalacji uzdatniania wody?
Regulator otrzymuje informację z czujnika o aktualnej wartości mierzonego parametru. Następnie porównuje ją z wartością zadaną i w zależności od konfiguracji steruje urządzeniem wykonawczym np. pompą dozującą.
Weźmy pod uwagę stężenie pH. Jeżeli układ ma utrzymywać pH na określonym poziomie, sonda pH mierzy aktualną wartość. Gdy pH odbiega od wartości zadanej, regulator odpowiednio koryguje sygnał sterujący pompą dozującą kwas lub zasadę. Pomiar odbywa się w trybie ciągłym. Jeżeli wartość nadal odbiega od zadanej, regulator ponownie koryguje dozowanie. W ten sposób powstaje zamknięta pętla regulacji, która pozwala automatycznie reagować na zmieniające się warunki procesu.
Dlaczego automatyczna regulacja jest ważna?
W wielu instalacjach parametry wody nie są stałe. Zmienia się przepływ, temperatura czy skład chemiczny medium. Stała dawka chemikaliów może więc w jednym momencie być wystarczająca, a w innym – zbyt mała lub zbyt duża dlatego ważne jest dostosowywanie działania instalacji do aktualnych warunków.
Regulator pH
Regulacja pH jest jednym z najczęściej spotykanych zastosowań automatyki pomiarowej w gospodarce wodnej i przemyśle.
Kontrola pH może być wykorzystywana m.in. w:
- neutralizacji ścieków przemysłowych,
- uzdatnianiu wody technologicznej,
- przygotowaniu wody procesowej,
- oczyszczaniu ścieków,
- procesach chemicznych,
- instalacjach, w których odczyn wpływa na skuteczność kolejnego etapu procesu.
W przypadku ścieków o zmiennym składzie, pH może się dynamicznie zmieniać w zależności od procesu produkcyjnego. Automatyczny układ regulacji pozwala na bieżąco dostosowywać dozowanie reagenta do aktualnej wartości pH:
sonda pH → regulator → pompa dozująca → korekta pH
Dzięki temu dozowanie jest automatycznie zwiększane lub zmniejszane w zależności od potrzeb, co pozwala utrzymać pH
na zadanym poziomie.
Co daje taki układ?
- stabilniejszą wartość pH,
- mniejsze ryzyko przedozowania,
- mniejsze zużycie reagentów,
- ograniczenie ręcznej regulacji,
- szybszą reakcję na zmiany procesu.
Warto przy tym pamiętać, że skuteczność całego układu zależy również od jakości pomiaru. Nieprawidłowo skalibrowany lub zabrudzony czujnik może przekazywać błędną informację do regulatora. Dlatego dobór regulatora powinien zawsze uwzględniać również odpowiednią sondę oraz warunki jego pracy.
Regulator chloru
W instalacji przemysłowej przepływ wody może zmieniać się w zależności od przebiegu procesu produkcyjnego. Automatyczna regulacja stężenia wolnego chloru pozwala dostosować intensywność dozowania do aktualnego zapotrzebowania na środek dezynfekcyjny.
Wyobraźmy sobie instalację, w której w ciągu dnia zapotrzebowanie na środek dezynfekcyjny zmienia się kilkukrotnie i jest to związane ze zmiennością procesu, a nie tylko przepływu. Przy dozowaniu proporcjonalnym może wystąpić sytuacja, w której: dawka dezynfektanta będzie niewystarczająca lub zbyt duża. W takim przypadku czujniki kontrolują aktualne stężenie chloru, a regulator odpowiednio steruje pompą dozującą co oznacza, że pompa dozuje zawsze odpowiednią ilość środka.
Regulator redoks – czym jest ORP i kiedy warto go mierzyć?
Potencjał redoks (ORP) określa właściwości utleniająco-redukcyjne badanego medium.
Pomiar ORP znajduje zastosowanie m.in. w procesach dezynfekcji, utleniania oraz innych procesach technologicznych, w których istotne są warunki oksydacyjno-redukcyjne.
W praktyce regulator może wykorzystywać pomiar ORP do sterowania procesem w taki sposób, aby utrzymywać potencjał na zadanym poziomie.
Należy pamiętać, że pomiar chloru informuje o stężeniu określonego parametru natomiast pomiar ORP opisuje właściwości utleniająco-redukcyjne medium.
Nie są to więc tożsame pomiary i wybór między nimi powinien wynikać z wymagań konkretnego procesu.
Regulator przewodności – kontrola jakości i procesów technologicznych
Przewodność elektryczna jest parametrem wykorzystywanym do oceny zawartości substancji jonowych w wodzie.
W zależności od zastosowania jej pomiar może być wykorzystywany m.in. do:
- kontroli jakości wody,
- monitorowania wody technologicznej,
- kontroli procesów uzdatniania,
- monitorowania przemysłowych obiegów chłodniczych,
- sterowania procesami związanymi z koncentracją lub rozcieńczaniem medium.
W przemysłowym obiegu chłodniczym wraz z kolejnymi cyklami pracy może dochodzić do wzrostu stężenia substancji rozpuszczonych ze względu na odparowanie. Jeżeli przewodność przekroczy określoną wartość, system może zareagować zgodnie z przyjętą strategią procesu – np. uruchamiając odsalanie lub uzupełnienie wody. W tym przypadku regulator staje się elementem automatyzacji procesu.
Co dalej? Jak dobrać odpowiedni regulator?
Znajomość parametrów, które należy kontrolować, to pierwszy krok do stworzenia skutecznego systemu pomiarowo-regulacyjnego. Kolejnym jest wybór odpowiedniego regulatora, czujnika oraz sposobu sterowania urządzeniami wykonawczymi.
Na jakie parametry techniczne zwrócić uwagę? Kiedy wystarczy regulator jednokanałowy, a kiedy potrzebny jest bardziej rozbudowany system? I jakie rozwiązanie wybrać do konkretnej instalacji?
O tym dowiesz się w drugiej części artykułu: