IoT benutten voor slimmer afvalwaterbeheer en -behandeling

Water is de essentiële hulpbron. Het gebruik ervan is niet alleen voor algemene en commerciële doeleinden wijdverspreid, maar ook voor industriële toepassingen. Echter, zelfs minder dan 2% van het water op de aardoppervlakte is bruikbaar. Het wordt daarom verplicht om behandeld water als alternatief te gaan inzetten om de wereldwijde watervraag te vervullen.

Industrieën gebruiken continu zoet water als koelmiddel en oplosmiddel om de kwaliteit van hun producten te verbeteren. Het direct lozen van dit gebruikte water in de omgeving kan deze ernstig vergiftigen. Industrieën zijn daarvoor verplicht om een afvalwaterbehandelingsinstallatie op hun terrein in te richten om te garanderen dat lozingsvoorschriften en veiligheidsparameters worden nageleefd.

Door een waterbehandelingsinstallatie in zijn faciliteit op te zetten, voorkomt een bedrijf milieuschade en schade aan de menselijke gezondheid. Afvalwater uit verschillende huishoudens kan ook worden behandeld via locale waterbehandelingsinstallaties en voor diverse algemene doeleinden zoals irrigatie worden gebruikt. Bovendien kan dit behandelde water door industrieën voor verschillende processen worden hergebruikt.

Wat is een afvalwaterbehandelingsysteem?

Een afvalwaterbehandelingsysteem verwijdert verontreinigingen uit gebruikt water. Het haalt giftige en schadelijke afvalstoffen uit het water voordat het wordt teruggevoerd naar een waterlichaam. Dit verlaagt de kans op waterverontreiniging en zorgt voor minimale milieueffecten door schadelijk afval. Dit water kan ook voor algemene en industriële doeleinden worden hergebruikt.

Waterbehandeling is een complexe techniek omdat het verschillende technologieën en processen omvat. Een afvalwaterbeheersysteem vereist daarom veel onderhoud en upgrades voor continue efficiënte toepassing. Ze ervaren ook fluctuaties door water met verschillende chemische samenstellingen aan te moeten. Enkele andere uitdagingen waar een waterbehandelingsysteem mee te maken krijgt zijn:

• Onvermogen om processen automatisch te optimaliseren voor variërende waterverontreiniging en -stroom.
• Processen wijzigen voor specifieke waterkwaliteitseisen.
• Variatie in chemische dosering en waterchemie-behoeften.

Een Internet of Things-platform fungeert als perfect instrument voor afvalwaterbeheersystemen om deze uitdagingen aan te gaan. In zijn basisvorm fungeert IoT als communicatie- en dataverzamelingssysteem, waardoor autoriteiten gedetailleerde informatie over de operaties van de installatie krijgen. Als geavanceerd hulpmiddel biedt IoT echter grote voordelen op het gebied van automatisering en analytics.

Bijdrage van IoT in afvalwaterbeheer?

Internet of Things vormt een netwerk van fysieke objecten door verschillende sensoren als eindpunten te gebruiken, wat grootschalige monitoring op afstand mogelijk maakt. In een afvalwaterbeheersysteem stelt dit netwerk de betrokken autoriteiten in staat om verschillende operaties in de waterbehandelingsinstallatie nauwlettend te monitoren.

Een netwerk van diverse sensoren maakt monitoring mogelijk van verschillende waterparameters zoals temperatuur, druk, chemische samenstelling, TDS, enz. Deze data kan door een met automatisering en analytics uitgerust gecentraliseerd platform worden omgezet in actionable insights. Slimme waterstroommeters kunnen ook worden gebruikt om de doorstroomsnelheid van water in de hele behandelingsfaciliteit te meten.

Implementatie van IoT in waterbehandeling en -beheersystemen stelt autoriteiten in staat om de samenstelling van water te volgen en EAM CMMS-systemen op te zetten. Beide systemen, samen met IoT, maken de accumulatie van prestatie- en operationele data van de gehele behandelingsinstallatie mogelijk. Deze data kan door autoriteiten worden gebruikt om geïnformeerde beslissingen te nemen tijdens het optimaliseren van de algehele operaties van de installatie.

IoT in afvalwaterbeheer kan ook worden gebruikt om resterende chemicaliën na de behandeling te berekenen. Deze data kan verder worden gebruikt om de efficiëntie van het behandelingsproces te berekenen en te garanderen dat waterkwaliteitsnormen worden gehaald voordat het in een waterlichaam wordt gelozen.

Voordelen van IoT in afvalwaterbeheer:

1) Detectie van schadelijke chemicaliën:

Het verwijderen van zichtbare vaste stoffen uit water is niet genoeg. Verschillende pathogenen, chemicaliën en毒素 zijn opgelost of ondergedompeld in afvalwater en nog gevaarlijker dan hun tastbare tegenhangers. Enkele van deze schadelijke opgeloste stoffen zijn:

• Pathogenen
• Metalen
• Synthetische chemicaliën
• Nitraat
• Totale opgeloste vastestoffen (TDS)
• Fosfaat
• Biologische zuurstofvraag (BZV)
• Totale ondergedompelde vastestoffen (TOV)

Verschillende IoT-sensoren kunnen door behandelingsfaciliteiten worden gebruikt om de aanwezigheid van deze schadelijke ingrediënten in het water te detecteren. Vervolgens kunnen deze toxines met diverse technieken volledig uit het afvalwater worden verwijderd.

2) Analytics om specifiek behandelingsproces te kiezen:

Specifieke bestanddelen vereisen specifieke behandelingsprocessen om verwijderd te worden. De geavanceerde analytics-functie van een IoT-oplossing kan een reeks passende processen aanbevelen op basis van de concentratie van het water.

Dit laat de behandelingsinstallatie minimaal processen gebruiken om overmaat aan verontreinigingen uit het afvalwater te verwijderen. Processen in de behandelingsinstallaties worden geoptimaliseerd en operationele kosten worden verlaagd. Enkele van de processen die waterbehandelingsinstallaties doorgaans gebruiken zijn:

• Sedimentatie
• Flocculatie
• Desinfectie
• Coagulatie
• Kalkverzachting
• Filtratie
• Ionuitwisseling

Deze processen kunnen ook worden geoptimaliseerd om water voor te bereiden voor specifieke toepassingen in de industrie als koelmiddel of oplosmiddel.

3) Apparatuurmonitoring:

Een waterbehandelingsfaciliteit moet 24/7 opereren om de watervraag continu te vervullen. Om te garanderen dat de waterstroom nooit stopt en een plotselinge uitval te voorkomen, moeten apparatuur en machines in de behandelingsinstallatie correct worden onderhouden.

IoT maakt datainname mogelijk voor EAM (equipment asset management) en CMMS (computerized maintenance management system) in de waterbehandelingsinstallatie. Dit verhoogt de dataverzamelingscapaciteiten en vestigt realtime monitoring in de infrastructuur. Door realtime data te gebruiken die via verschillende ingebouwde sensoren wordt verzameld, kunnen prestatiekenmerken van machines worden gemonitord, wat de productiviteit van apparatuur verhoogt en onderhoudstaken verbetert.

Tot slot:

Omdat zoet water op het punt van uitholling staat, is het nu hoog tijd om waterbehandelings- en -beheersystemen te versterken. Echter, waterbehandelingsfaciliteiten zijn duur om te installeren en te onderhouden. De implementatie van Internet of Things in het systeem verlaagt de operationele kosten van deze faciliteiten, wat hun vestiging zelfs in afgelegen gebieden zal stimuleren.

Deze behandelingscentra zijn de nieuwe levensader voor verschillende industriële en algemeen-doeleinden. Ze verminderen milieuproblematiek en zullen ons zeker helpen de watertekort in de toekomst te bestrijden.