Caso de aplicação do sistema de monitoramento on-line da estação de tratamento de águas residuais da empresa do motor de Liaoning

Antecedentes e necessidades do projeto

Uma grande empresa de fabricação de motores de Liaoning, os negócios principais abrangem o processamento do cilindro do motor, o tratamento térmico de peças, o teste de montagem, etc., o processo de produção gera uma grande quantidade de águas residuais industriais, incluindo principalmente o processamento mecânico de águas residuais com óleo, tratamento térmico de resfriamento de águas residuais, tratamento de superfície de águas residuais de lavagem ácida e águas residuais domésticas, importação unificada na fábrica para o tratamento de estações de tratamento de águas residuais próprias. Composição de águas residuais da empresa é complexa, incluindo petróleo, COD、 Poluentes como amoníaco, fósforo total, suspensão e pequenas quantidades de metais pesados (como Zn, Ni), se as emissões não são tratadas, não só contaminarão o ambiente aquático circundante, mas também violarão as regulamentações ambientais.

Devido ao princípio básico do novo equipamento, a configuração de parâmetros, a operação precisa e a capacidade de resolução de problemas insuficientes do operador existente do laboratório, o uso direto é propenso a problemas de operação irregular, grande desvio de dados e perda rápida do equipamento, não pode atender às necessidades de negócios de inspeção eficientes. Com base nisso, a empresa encomenda fornecedores de equipamentos para organizar engenheiros técnicos para realizar serviços de treinamento personalizados em casa, para garantir que o pessoal do laboratório compreenda completamente as habilidades de uso do equipamento e garanta que o novo equipamento seja rapidamente colocado em aplicações de guerra real.

Informações básicas de formação

Treinamento: 10 funcionários principais do laboratório, incluindo 3 gerentes de equipamentos (todos com experiência básica em testes de qualidade da água, sem base operacional GNST-SC1000)

a) Arquitetura geral do sistema

O sistema adota a arquitetura de três níveis de "camada de monitoramento de campo - camada de transmissão de dados - gerenciamento de controle central", para alcançar os indicadores de qualidade da água de todo o processo de tratamento de águas residuais, desde a coleta em tempo real até o controle inteligente, gerenciamento de ciclo fechado de todo o processo: 1. camada de monitoramento de campo: implantação de equipamentos de monitoramento on-line multi-parâmetros (incluindo COD, nitrogênio amônico, fósforo total, petróleo, suspensão, detector de pH), equipado com dispositivos de amostragem automática, módulos de pré-tratamento e sensores dedicados, responsáveis pela detecção em tempo real de indicadores de qualidade da água em todos os pontos; Camada de transmissão de dados: através de transmissão de modo duplo Ethernet industrial + 4G, para garantir o upload estável de dados em ambientes industriais complexos da fábrica, apoiar a renovação do ponto de interrupção e atender aos requisitos de especificações de transmissão de dados ambientales; ② Gestão de controle central: crie uma plataforma de monitoramento inteligente para realizar a exibição de dados em tempo real, análise de tendências, alarme anormal, geração de relatórios e controle do processo de tratamento de águas residuais.

b) Implantação de pontos-chave

Em combinação com o processo da estação de tratamento de águas residuais, o equipamento de monitoramento é implantado com precisão no nó principal para alcançar a cobertura completa do processo: 1 unidade de pré-tratamento: regulação da entrada da piscina (monitoramento de COD, petróleo, suspensão, julgamento da carga de qualidade da água de entrada), saída da piscina isolada (monitoramento de petróleo, avaliação do efeito da remoção de óleo); ② Unidade de tratamento bioquímico: importação e exportação da piscina de aeração (monitoramento de COD, nitrogênio amônico, oxigênio dissolvido, regulação da intensidade da aeração), saída da piscina de afundamento (monitoramento de suspensão, fósforo total, avaliação do efeito da precipitação); Unidade de tratamento profundo: saída do sistema de filtragem (monitoramento da suspensão, pH, garantia da precisão da saída da água); Emissões de água: emissões totais (monitoramento de COD, nitrogênio amônico, fósforo total, petróleo, suspensão, pH， Garantir que as emissões sejam cumpridas e que os dados sejam sincronizados para a plataforma de monitoramento ambiental da província de Liaoning). Todos os equipamentos de monitoramento de ponto são equipados com carcaça de proteção anticorrosiva e anti-vibração, adaptada ao ambiente húmido e multi-corrosivo da estação de tratamento de águas residuais.

Parâmetros do equipamento principal

Os parâmetros principais do equipamento de monitoramento on-line escolhidos para adaptar com precisão as necessidades de monitoramento do tratamento de águas residuais da empresa do motor: ① Parâmetros de monitoramento e alcance: COD (0-1000mg / L), nitrogênio amônico (0-50mg / L), fósforo total (0-10mg / L), petróleo (0-50mg / L), suspensão (0-100NTU), pH (0-14); ② Precisão de medição: COD ± 5% FS, amônia ± 5% FS, fósforo total ± 5% FS, de acordo com as especificações de teste de águas residuais industriais; Ciclo de medição: ciclo mínimo de medição de 30 minutos, suporte 1 ~ 9999min arbitrariamente ajustável, pode ser ajustado de acordo com as necessidades do processo; Período de calibração: 1 a 99 dias de qualquer intervalo ajustável para reduzir os custos de manutenção; Ambiente operacional: temperatura + 5 ~ 40 ℃, umidade ≤ 90% (sem exposição), adaptar-se às condições de instalação interna e externa da estação de tratamento de águas residuais; Função de saída: suporte a saída de sinal RS-232, RS485, 4-20mA, pode ser conectado diretamente à plataforma de controle central e à plataforma de regulação ambiental; 7 função de proteção: com alarme anormal, a função de perda de dados de corte de energia, a recuperação automática do estado de trabalho após o corte de energia, para garantir a continuidade do monitoramento.

Adaptação do módulo de pré-tratamento

Para o grande conteúdo de óleo de águas residuais da empresa do motor e as características de muitos suspensos, o equipamento de monitoramento suporta módulos de pré-tratamento personalizados: o uso de dois níveis de dispositivo de filtragem (filtragem grossa + filtragem fina), primeiro através do filtro grosso de 5 μm para remover grandes partículas suspensas, em seguida, através do filtro fina de 0,45 μm para remover pequenas impurezas, para evitar o bloqueio do canal de detecção; Adicionar unidade de separação de óleo e água para separar antecipadamente o óleo flutuante na amostra de água, eliminando a interferência do tipo de petróleo com a precisão de detecção de outros indicadores; Equipado com função de lavagem automática de alta pressão, limpar regularmente os componentes de filtragem, garantir o efeito de pré-tratamento estável e adaptar-se às necessidades de monitoramento de águas residuais de alta carga.

Adaptação da formação (complementar)

Tendo em conta o princípio básico do equipamento de monitoramento on-line do operador da estação de tratamento de águas residuais, a configuração de parâmetros e a capacidade de resolução de problemas são insuficientes, as empresas encomendam aos fornecedores de equipamentos treinamento personalizado em casa: 1 Objecto de treinamento: 10 funcionários operacionais principais da estação de tratamento de águas residuais, incluindo 3 gerentes de equipamentos (todos com experiência básica no tratamento de águas residuais, sem base operacional do equipamento de monitoramento on-line); ② Equipamento de treinamento: equipamento de monitoramento on-line com amostragem prática e COD, amoníaco e nitrogênio e outros parâmetros principais de detecção de materiais de consumo; 3 Foco de treinamento: calibração do equipamento, operação de pré-tratamento de águas residuais, julgamento de dados anormais, manutenção anticorrosiva do equipamento e outros conteúdos direcionados para garantir que o pessoal domine completamente as habilidades de uso do equipamento.

Monitoramento on-line de processos e funções principais

Automação de monitoramento de todo o processo

Sistema para implementar o processo de monitoramento totalmente automatizado, sem necessidade de vigilância humana: ① amostragem automática: cada equipamento de monitoramento de ponto coleta automaticamente amostras de água de acordo com o ciclo predefinido, o volume de amostragem é controlado com precisão de 50mL para garantir a representatividade da detecção; ② pré-tratamento: a amostra de água passa por dois níveis de filtração, separação de óleo e água para a unidade de teste, eliminando o fator de interferência; ② Análise de detecção: de acordo com as características de diferentes parâmetros, através de espectrofotometria, eletrodos e outras técnicas de detecção correspondentes para completar a detecção sincrônica de vários parâmetros, unidade de dissolução para COD, detecção de fósforo total para controlar a temperatura e o tempo com precisão; Saída do resultado: os dados de detecção são exibidos em tempo real na tela táctil local do dispositivo, ao mesmo tempo que são carregados para a plataforma de controle central e a plataforma de monitoramento ambiental ecológico da província de Liaoning através do canal de transmissão de modo duplo, com um atraso de transmissão de dados de ≤ 3 segundos.

Funções de transferência de dados e gerenciamento da plataforma

1. transmissão de dados: uso de Ethernet industrial, 4G como modo de transmissão de modo duplo alternativo, suporte a transmissão de dados criptografados, prevenção de vazamento de informações, garantir o upload estável de dados no ambiente de rede complexo da estação de tratamento de águas residuais, em conformidade com o padrão de transmissão de dados ambiental HJ / T 212. Funções principais da plataforma: 1 exibição em tempo real: a plataforma de controle central mostra dinamicamente os dados de qualidade da água multiparâmetros de cada ponto de monitoramento, o estado de funcionamento do equipamento (como o estado de calibração, o estado de limpeza), usando o gráfico de linhas dobradas, o gráfico de colunas para apresentar a tendência de mudança de dados, refletindo intuitivamente o efeito do tratamento de águas residuais; Alarme anormal: os valores de alerta precoce de vários parâmetros predefinidos (como COD≥80mg / L, amoníaco≥12mg / L) e valores excedentes (de acordo com o limite padrão de nível I A), quando os dados atingem o limiar de alerta precoce, a plataforma dispara imediatamente o alarme de luz e voz, ao mesmo tempo empurrando o alerta precoce de mensagens de texto para o telefone celular do gerente, marcando o ponto anormal e o valor excedente, o tempo de resposta ≤ 5 minutos; Traçabilidade de dados: armazenamento automático de dados de detecção históricos (período de armazenamento ≥ 1 ano), suporte a consulta precisa por tempo, ponto, parâmetros, pode gerar relatórios de detecção em conformidade com os requisitos regulamentares e exportar; Gestão de equipamentos: a plataforma pode configurar remotamente o ciclo de calibração do equipamento, o ciclo de amostragem, monitorar o estado de falha do equipamento em tempo real e gerar lembretes de manutenção.

3) Controle de ligação e otimização de processo

O sistema e o sistema de processo de tratamento de águas residuais alcançam uma conexão inteligente para melhorar a eficiência do tratamento e a taxa de alcance do padrão: ① controle da carga de entrada de água: de acordo com o ajuste da entrada da piscina COD, dados em tempo real de petróleo, ajustar automaticamente o fluxo de entrada de água para evitar o impacto de alta carga no sistema bioquímico; ② Controle do processo bioquímico: de acordo com os dados de COD da piscina de aeração, nitrogênio amônico e oxigênio dissolvido, ajustar automaticamente a velocidade de rotação do ventilador de aeração e o volume de aeração para otimizar o ambiente de reação microbiana; ② Controle preciso da dosagem: de acordo com os dados de exportação de fósforo total da piscina de afundamento, o cálculo automático da quantidade de administração de floculante e desfosforante, a bomba de administração combinada ajusta a taxa de aceleração da administração para evitar o desperdício de agentes farmacêuticos; Disposição de emergência: quando os parâmetros da abertura de emissão total excedem o alerta antecipado, feche automaticamente a válvula de emissão, retorne a água residual para a piscina de regulação para o re-tratamento, enquanto empurra o alerta de eliminação de emergência para garantir a estabilidade da água.

Garantia e manutenção do sistema

a) Normas de manutenção diária

Combinando as características ambientais da estação de tratamento de águas residuais úmidas, corrosivas e altamente suspensas, desenvolver um programa de manutenção direcionado: ① diário: inspecionar o estado operacional do equipamento através da plataforma de controle central, verificar o margem de reagente e a pressão do módulo de pré-tratamento (determinar se a filtração está bloqueada), limpar as manchas de água e os materiais corrosivos da superfície do equipamento; ② Semanalmente: desmontar o módulo de filtragem de pré-tratamento e a abertura de amostragem para evitar a poluição de óleo e o bloqueio de suspensão; Completar a calibração do equipamento de acordo com o lembrete da plataforma para garantir a precisão da detecção; Mensualmente: inspeção completa do desempenho de vedação do equipamento, estabilidade da transmissão de dados, substituição de reagentes expirados; Verifique o desempenho de aquecimento da unidade de dissolução e o estado do eletrodo; Todos os trimestres: verificação comparativa de terceiros dos dados de teste para garantir que os resultados de teste sejam precisos e confiáveis; Verifique sincronicamente a eficácia da função de controle de ligação para garantir a precisão do controle do processo.

(2) Tratamento de emergência de falhas

Para o monitoramento on-line de falhas comuns, estabelecer um mecanismo de resposta rápida: ① bloqueio de amostragem: o equipamento aciona automaticamente o processo de lavagem contra, se a limpeza não for eficaz, a plataforma empurra o aviso de falha, o pessoal de manutenção chega ao local dentro de 1 hora para desmontar e limpar; ② Falha de calibração: a plataforma indica que o líquido de calibração falha ou o sensor é anormal, o líquido de calibração de substituição é recalibrado e o sensor é inválido; Interrupção da transmissão de dados: muda automaticamente para a transmissão de backup 4G, ao mesmo tempo que resolve falhas de Ethernet para garantir que os dados de proteção ambiental não interrompam o upload; Detecção de desvios de precisão: revisão do processo de pré-tratamento e parâmetros de dissolução, recalibração do equipamento, contato com o suporte técnico do fornecedor, se necessário; ② Corrosão do equipamento: verifique regularmente a carcaça de proteção do equipamento e as vedações, encontre a corrosão e substitua-a oportunamente para evitar danos aos componentes do núcleo do equipamento.

V. Eficiência da aplicação

Melhoria significativa na precisão do controle padrão: alcançar o monitoramento em tempo real de todo o processo de tratamento de águas residuais, o tempo de atraso de dados é reduzido de 4 horas tradicionais para 3 segundos, o tempo de resposta de alerta precoce anormal da qualidade da água é ≤ 5 minutos, evitando efetivamente o risco de emissões excedentes. Desde a operação do sistema, os indicadores de tratamento de águas residuais alcançaram o padrão de nível A de forma estável, COD、 A concentração média de emissão de amoníaco e fósforo total é controlada dentro de 35 mg / L, 5 mg / L e 0,3 mg / L, respectivamente, melhor do que os padrões de controle pré-definidos, passando com sucesso por várias rodadas de verificação na província de Liaoning.

Redução de custos e eficiência significativa: através do sistema de administração combinada inteligente, o consumo de floculante e desfosforante é reduzido em 35% em comparação com a administração artificial tradicional, economizando cerca de 180.000 yuans de custos anuais de agentes farmacêuticos; Regular com precisão a carga de ar e água de entrada, reduzir o consumo de energia de ventiladores, bombas e outros equipamentos, economizando cerca de 120.000 yuans por ano em custos de eletricidade; Reduzir a carga de trabalho de teste de amostragem manual, racionalizar 2 postos de teste, economizar custos humanos anuais de cerca de 160.000 yuans; Após a otimização do processo, a taxa de reutilização de águas residuais aumentou para 30%, economizando cerca de 12 mil toneladas de água por ano, de acordo com os requisitos industriais de poupança de água da província de Liaoning.

Conformidade e atualização da gestão: estabelecer um sistema completo de rastreamento de dados de monitoramento do tratamento de águas residuais, gerar automaticamente relatórios de teste em conformidade com os requisitos regulamentares de proteção ambiental, para alcançar os dados "totalmente visíveis e rastreáveis"; A plataforma de controle chinês realiza a gestão visual de todo o processo de tratamento de águas residuais, fornece suporte de dados confiáveis para a otimização do processo, melhora o nível de refinamento operacional e de manutenção, garante a operação contínua e estável da estação de tratamento de águas residuais, mantém a classificação de crédito ambiental da empresa, estabelece o desenvolvimento verde da empresa de fabricação de equipamentos de Liaoning.

Redução de custos e eficiência significativa: através do sistema de administração combinada inteligente, o consumo de agentes amortiguadores é reduzido em 30% do que a administração manual tradicional, economizando cerca de 150.000 yuans de custos anuais de agentes farmacêuticos; Controle preciso de drenagem e reabastecimento de água, reduzindo o consumo de água doce em cerca de 10%, economizando água anualmente em cerca de 5.000 toneladas, atendendo aos requisitos industriais de poupança de água da província de Hebei; Reduzir a carga de trabalho de teste de amostragem manual, racionalizar um posto de teste e economizar cerca de 80.000 yuans em custos humanos anuais; A redução das falhas do equipamento reduz o tempo de inatividade da produção e aumenta indiretamente a eficiência da produção.

Conformidade e atualização da gestão: estabelecer um sistema completo de rastreamento de dados de monitoramento da ferrovia circular, gerar automaticamente relatórios de teste em conformidade com os requisitos regulamentares e passar sem problemas pela verificação do departamento de gestão ambiental e industrial da província de Hebei; A plataforma de controle central implementa o gerenciamento de visualização de todo o processo de monitoramento ferroviário geral, fornece suporte de dados confiável para a prevenção e controle da corrosão do sistema de água circulante e otimização do processo, melhora o nível de refinamento operacional e de manutenção, garante o funcionamento contínuo e estável dos equipamentos de produção e fornece uma forte garantia da estabilidade da qualidade dos produtos de tabaco.