Aqui na revista Water, estamos sempre à procura de projetos que superaram desafios de maneiras que possam beneficiar outras pessoas. Com foco na medição de vazão em uma pequena estação de tratamento de águas residuais (ETAR) na Cornualha, conversamos com os principais participantes do projeto…
Pequenas estações de tratamento de águas residuais frequentemente apresentam desafios físicos significativos para engenheiros de instrumentação e controle. No entanto, uma instalação de medição de vazão em conformidade com as normas foi instalada em uma estação de tratamento em Fowey, no sudoeste da Inglaterra, por meio de uma parceria envolvendo uma empresa de abastecimento de água, uma empreiteira, um fornecedor de instrumentação e uma empresa de inspeção.
O monitor de fluxo na estação de tratamento de águas residuais de Fowey precisava ser substituído como parte de um programa de manutenção de capital, o que representou um desafio devido à natureza restrita do local. Portanto, soluções mais inovadoras foram consideradas como alternativa à substituição por um equipamento idêntico.
Os engenheiros da Tecker, uma empresa contratada pela South West Water para serviços de engenharia mecânica, elétrica, acústica e construção (MEICA), analisaram as opções disponíveis. "O canal fica entre duas valas de aeração e não havia espaço suficiente para estendê-lo ou desviá-lo", explica Ben Finney, engenheiro de projetos da Tecker.
pano de fundo
Medições precisas do fluxo de águas residuais permitem que os gestores de estações de tratamento operem com eficiência, otimizando o tratamento, minimizando custos e protegendo o meio ambiente. Consequentemente, a Agência Ambiental (Environment Agency) impôs requisitos de desempenho rigorosos para equipamentos e estruturas de monitoramento de fluxo em estações de tratamento de esgoto na Inglaterra. O padrão de desempenho especifica os requisitos mínimos para o automonitoramento do fluxo.
A norma MCERTS aplica-se a instalações licenciadas ao abrigo do Regulamento de Licenças Ambientais (EPR), que exige que os operadores de processos monitorizem os fluxos líquidos de esgotos ou águas residuais comerciais, recolhendo e documentando os resultados. A MCERTS define requisitos mínimos para a automonitorização do fluxo, e os operadores instalaram medidores que cumprem os requisitos de licenciamento da Agência do Ambiente. A Licença de Recursos Naturais do País de Gales pode também prever que o sistema de monitorização de fluxo foi certificado pela MCERTS.
Os sistemas e estruturas de medição de vazão regulamentada são normalmente inspecionados anualmente, e a não conformidade pode ser desencadeada por diversos fatores, como o envelhecimento e a erosão dos canais, ou a incapacidade de fornecer o nível de precisão exigido devido a mudanças na vazão. Por exemplo, o crescimento populacional local, aliado ao aumento da intensidade das chuvas devido às mudanças climáticas, pode levar ao alagamento das estruturas de medição de vazão.
Monitoramento do fluxo na estação de tratamento de esgoto de Fowey
A pedido de Tecker, engenheiros visitaram o local e, nos últimos anos, a popularidade da tecnologia aumentou consideravelmente. Isso ocorre, muitas vezes, porque os medidores de vazão podem ser instalados de forma rápida e fácil em canais danificados ou antigos, sem a necessidade de grandes obras.
“Os medidores de vazão interligados foram entregues em um mês após o pedido e instalados em menos de uma semana. Em contrapartida, o trabalho de reparo ou substituição de pias levará mais tempo para ser organizado e executado; custará mais dinheiro; a operação normal da planta será afetada e a conformidade com o MCERTS não poderá ser garantida.”
Um método exclusivo de correlação ultrassônica que permite medir continuamente velocidades individuais em diferentes níveis dentro de uma seção de fluxo. Essa técnica de medição de fluxo regional fornece um perfil de fluxo 3D calculado em tempo real, oferecendo leituras de fluxo repetíveis e verificáveis.
O método de medição de velocidade baseia-se no princípio da reflexão ultrassônica. Reflexões em águas residuais, como partículas, minerais ou bolhas de ar, são escaneadas usando pulsos ultrassônicos com um ângulo específico. O eco resultante é salvo como uma imagem, ou padrão de eco, e uma segunda varredura é feita alguns milissegundos depois. O padrão de eco resultante é salvo e, correlacionando/comparando os sinais salvos, a posição de um refletor claramente identificável pode ser determinada. Como os refletores se movem com a água, eles podem ser identificados em diferentes locais na imagem.
Utilizando o ângulo do feixe, é possível calcular a velocidade das partículas e, consequentemente, a velocidade da água residual a partir do deslocamento temporal do refletor. A tecnologia produz leituras de alta precisão sem a necessidade de medições de calibração adicionais.
A tecnologia foi projetada para operar em tubulações, permitindo um funcionamento eficiente mesmo nas aplicações mais exigentes e poluentes. Fatores como o formato do reservatório, as características do fluxo e a rugosidade da parede são considerados no cálculo do fluxo.
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Data da publicação: 29/11/2024