Caso de aplicação do sistema de monitoramento on-line da estação de tratamento de águas residuais farmacêuticas de Qinghai

Antecedentes e necessidades do projeto

Uma grande empresa farmacêutica de Qinghai, os negócios principais abrangem matérias-primas químicas e medicamentos, produção de preparações, etc., o processo de produção gera uma grande quantidade de águas residuais industriais, incluindo principalmente águas residuais de síntese química, extração de águas residuais refinadas, águas residuais de fermentação, equipamentos de limpeza de águas residuais e águas residuais domésticas, importação unificada na fábrica de tratamento de estações de tratamento de águas residuais próprias. A especificidade da indústria de águas residuais da empresa, incluindo ingredientes ativos de drogas residuais, alta concentração de COD, nitrogênio amônico, fósforo total, suspensão e pequenas quantidades de metais pesados (como arsênico total, chumbo total), algumas águas residuais têm alto teor de sal, são tóxicas e difíceis de degradar, se o tratamento das emissões não cumprem os padrões, não só poluirá o ambiente aquático sensível local de Qinghai (como a bacia de água de Huang), mas também violará as regulamentações de proteção ambiental e os requisitos do regulamento de prevenção da poluição da água da bacia de água de Huang da província de Qinghai.

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 - gestão de controle central", para alcançar os indicadores de qualidade da água de todo o processo de tratamento de águas residuais farmacêuticas, desde a coleta em tempo real até o controle inteligente: 1 camada de monitoramento de campo: implantação de equipamentos de monitoramento on-line de vários parâmetros pH、 Detector de oxigênio dissolvido), com dispositivo de amostragem automática, módulo de pré-tratamento personalizado e sensor dedicado, responsável 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, apoiando a continuação do ponto de interrupção, de acordo com o padrão de transmissão de dados ambiental HJ / T 212 e os requisitos de acoplamento da plataforma de monitoramento ambiental ecológico da província de Qinghai; 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

Combinando o processo da estação de tratamento de águas residuais farmacêuticas (coleta classificada - pré-tratamento - anaeróbico - aeróbico - tratamento profundo - emissão), implante equipamentos de monitoramento com precisão no nó principal para alcançar a cobertura do processo completo: 1 unidade de pré-tratamento: regulação da entrada da piscina (monitoramento de COD, suspensão, julgamento da carga de qualidade da água de entrada), saída de pré-tratamento de águas residuais com alto teor de sal (monitoramento de indicadores de condutividade relacionadas ao teor de sal, avaliação do efeito de pré-tratamento); ② Unidade de tratamento bioquímico: importação e exportação da piscina anaeróbica (monitoramento de COD, avaliação do efeito de degradação anaeróbica), importação e exportação da piscina de aeração (monitoramento de COD, nitrogênio amônico, oxigênio dissolvido, regulação da intensidade de aeração), saída da piscina de dois sedimentos (monitoramento de suspensão, fósforo total, avaliação do efeito de precipitação); Unidade de tratamento profundo: saída do sistema de filtragem (monitoramento da suspensão, pH, garantia da precisão da saída da água); Emissão de água: emissão total (monitoramento de COD, nitrogênio amônico, fósforo total, suspensão, pH， Garantir que as emissões sejam cumpridas e que os dados sejam sincronizados para a plataforma de monitoramento ambiental da província de Qinghai). 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-se com precisão às necessidades de monitoramento do tratamento de águas residuais das empresas farmacêuticas: 1 Parâmetros de monitoramento e alcance: COD (0-2000 mg / L), nitrogênio amônico (0-50 mg / L), fósforo total (0-10 mg / L), suspensão (0-100 NTU), pH (0-14), oxigênio dissolvido (0-20 mg / L); 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 lidar com as características variáveis do componente de águas residuais farmacêuticas; 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 normais de temperatura do planalto de Qinghai; 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 de Qinghai; 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 as propriedades das águas residuais das empresas farmacêuticas que contêm ingredientes ativos de medicamentos residuais, muitas suspensões e alta salinidade de águas residuais parciais, o equipamento de monitoramento é acompanhado de módulos de pré-tratamento personalizados: o uso de dois dispositivos de filtragem (filtragem grossa + filtragem fina), primeiro através do filtro grosso de 5 μm para remover a suspensão de partículas grandes, e depois através do filtro fina de 0,45 μm para remover pequenas impurezas para evitar o bloqueio do canal de detecção; Adicionar unidade de inativação de pré-tratamento de ingredientes ativos do medicamento para eliminar a interferência do medicamento residual na precisão da detecção; Equipado com função de lavagem automática de alta pressão, limpar regularmente os componentes de filtragem, garantir o efeito de pré-tratamento estável, adaptar-se à alta carga farmacêutica, necessidades de monitoramento de águas residuais complexas.

Adaptação da formação (complementar)

Tendo em conta o princípio básico, a configuração de parâmetros e a capacidade de resolução de problemas do equipamento de monitoramento on-line da estação de tratamento de águas residuais e dos operadores de laboratório farmacêuticos, as empresas encomendaram aos fornecedores de equipamentos treinamento em casa personalizado: ① alvo de treinamento: estação de tratamento de águas residuais e laboratório com um total de 10 funcionários principais, incluindo 3 gerentes de equipamentos (todos com experiência básica no tratamento de águas residuais, sem base operacional de equipamento de monitoramento on-line); Equipamento de treinamento: GNST-SC1000 simulador prático e COD, amoníaco e outros parâmetros básicos de teste de consumíveis; 3 Foco de treinamento: calibração do equipamento, operação de pré-tratamento de águas residuais farmacêuticas, exclusão de interferência de resíduos de drogas, 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 é filtrada em dois níveis, após o pré-tratamento da ativação da droga 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 Qinghai 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≥8mg / L) e valores excedentes (de acordo com o limite padrão da indústria farmacêutica), quando os dados atingem o limiar de alerta precoce, a plataforma aciona imediatamente o alarme de luz e voz, ao mesmo tempo que envia um alerta precoce de mensagem de texto para o telefone móvel do gerente, marcando o ponto anormal e o valor excedente, o tempo de resposta ≤5 minutos; Rastreamento de dados: armazenamento automático de dados de detecção históricos (período de armazenamento ≥ 1 ano), suporte a consulta precisa por tempo, ponto e parâmetros, pode gerar relatórios de detecção e exportação em conformidade com os requisitos regulamentares de proteção ambiental de Qinghai; 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 os dados em tempo real da entrada de COD da piscina, 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 esgotada para a piscina de regulação para o re-tratamento, ao mesmo tempo, empurre o alerta de eliminação de emergência para garantir a estabilidade da saída de água, de acordo com os requisitos de prevenção e controle da poluição das áreas sensíveis ao ambiente do corpo hídrico de Qinghai.

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 e as características climáticas do planalto de Qinghai, 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 resíduos de medicamentos e bloqueio de suspensões; 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: mude automaticamente para a transmissão de backup 4G, ao mesmo tempo que resolve falhas de Ethernet para garantir que os dados de proteção ambiental não sejam interrompidos no upload para a plataforma de monitoramento ambiental ecológico da província de Qinghai; 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 esgotos farmacêuticos, 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 os padrões de nível da indústria farmacêutica. COD、 A concentração média de emissão de amônia e fósforo total é controlada dentro de 32 mg / L, 3 mg / L e 0,25 mg / L, respectivamente, melhor do que os padrões de controle pré-definidos, passando sem problemas a verificação específica da província de Qinghai e da bacia de água quente.

Redução de custos e eficiência significativa: através do sistema de administração de ligação inteligente, o consumo de floculante e desfosforante é reduzido em 30% do que a administração artificial tradicional, economizando cerca de 150.000 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 100.000 yuans por ano de electricidade; Reduzir a carga de trabalho de teste de amostragem manual, racionalizar 2 postos de teste, economizar custos humanos anuais de cerca de 140.000 yuans; Após a otimização do processo, a taxa de reutilização de águas residuais aumentou para 25%, economizando cerca de 8.000 toneladas de água por ano, atendendo aos requisitos de poupança e utilização de recursos hídricos da província de Qinghai.

Conformidade e atualização da gestão: estabelecer um sistema completo de rastreamento de dados de monitoramento do tratamento de esgotos farmacêuticos, gerar automaticamente relatórios de teste em conformidade com os requisitos regulamentares de proteção ambiental de Qinghai, para alcançar os dados "visíveis e rastreáveis em todo o processo"; A plataforma de controle central 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 de proteção ambiental da empresa e estabelece o desenvolvimento verde da indústria farmacêutica de Qinghai.

立柜污染源采样器安装照片.jpg

立柜污染源上开门内部.jpg

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