Tillförlitlig nivåmätning i avloppsrening trots krävande väderförhållanden

VEGA Sverige – Så använder Aquafin radarnivågivare vid avloppsreningsverket i Zomergem, Belgien. Sol, snö, vind och kraftigt regn samt perioder av torka ställer ökade krav på anläggningar som hanterar avloppsvatten. Med dessa förhållanden i åtanke är varje mätinstrument som erbjuder problemfri drift varmt välkommet. Det är därför Aquafin sedan flera år systematiskt har ersatt sina ultraljudsbaserade nivågivare med radarbaserade sensorer i de anläggningar som företaget driver i Belgien.

I avloppsreningsverk är tillförlitlighet och noggrannhet viktigare än någonsin. Och Aquafin vet vad det handlar om. Det belgiska bolaget ansvarar för utveckling och drift av avloppsinfrastruktur i ett stort antal flamländska kommuner. Det omfattar 300 avloppsreningsverk och 1 947 pumpstationer samt olika uppehållsbassänger, sedimenteringsbassänger och rörledningar. Eller uttryckt på ett annat sätt: Aquafin behandlar upp till två miljarder liter avloppsvatten varje dag. Företaget är ständigt på jakt efter nya idéer och angreppssätt, till exempel avskiljning av mikroföroreningar i reningsprocessen eller användning av tvättade musslor och mineraler vid behandling av regnvatten.

Driftansvariga vid avloppsreningsverk står inför en rad utmaningar. En av dem är klimatförändringarna som redan idag märks genom långa torrperioder eller extrem nederbörd, vilket leder till lokala översvämningar. Båda dessa väderfenomen påverkar avloppsreningen och tillförlitlig nivåmätning blir därför allt viktigare.

Styrning av bräddning

Fram till för några år sedan användes främst ultraljudssensorer i avloppsreningsverk eftersom de var billigare. Under drift påverkas dessa sensorer dock ofta av vind, regn, skum eller till och med spindelväv, vilket innebär att mätosäkerhet i princip varit något som driftpersonalen fått leva med varje dag. Radarnivåmätning påverkas däremot inte av växlande väderförhållanden och definitivt inte av spindlar. För många driftansvariga vid avloppsreningsverk tillhör därför ultraljudsmätning numera det förflutna.

”Nivåmätningen måste fungera tillförlitligt och exakt vid alla tillfällen och under varierande processförhållanden”, säger Fabien Cornant från Aquafins underhållsavdelning och beskriver sina krav på mätteknologi. Varje mätpunkt som fungerar utan problem underlättar vardagen för honom och hans kollegor. ”Tidigare köpte vi ultraljudssensorer och accepterade deras inneboende begränsningar helt enkelt eftersom de var billigare. Men tack vare VEGA gäller inte det argumentet längre idag.”

En titt på avloppsreningsverket i Zomergem som drivs av Aquafin visar radarteknikens mångsidighet. För några år sedan utrustades en bräddbassäng där med radarsensorer. För denna uppgift valdes VEGAPULS C 21 som arbetar med 80 GHz-teknik. ”Med dessa radarnivåmätningar kan vi övervaka och styra vad som händer i bräddbassängen mycket bättre”, förklarar Cornant. ”Strypventilen styrs av den uppmätta vattennivån. På så sätt kan vi säkerställa att vattnet alltid leds vidare till avloppsreningen på ett kontrollerat sätt. Radarn för nivåmätning är anslutet till en VEGAMET-styrenhet där vi kan läsa av processvärdena. Pumparna styrs också via sensorn eftersom nivåvärdet även skickas vidare till PLC:n som i sin tur reglerar flödet.”

Mångsidig radarnivåmätning

Cornant är även mycket nöjd med användningsbredden hos VEGAPULS. ”Vi använder sensorerna på flera olika mätpunkter, till exempel för att mäta nivån i skruvpumpstationen och nivån uppströms före finfiltret. En VEGAPULS C 21 mäter även nivåer i lagrings- och slambufferttankar.” Nivåmätningen i Zomergem används också för kontinuerlig nivåövervakning, till exempel i efterklararen. I detta fall styr VEGAPULS 31 en ventil som släpper in mer eller mindre vatten.

En opålitlig ultraljudssensor var tidigare installerad i järnkloridtanken men har nu ersatts av en VEGAPULS C 21. De kraftigt varierande temperaturerna var huvudproblemet för ultraljudssensorerna. ”Särskilt på sommaren kan temperaturen i tanken ibland överstiga 40 °C. Men även under de kallare månaderna, när temperaturen var mer stabil, var ultraljudsmätningen fortfarande inexakt på grund av kondens”, minns Cornant.

De flottörmätare som Aquafin tidigare använde har nu också ersatts av radarsensorer. ”Flottörerna fastnade ofta på grund av beläggningar som byggdes upp”, förklarar Cornant. ”En servicetekniker behövde ofta åka ut till anläggningen bara för att rengöra flottören, vilket ledde till extra underhållskostnader. VEGAs radarsensor löste detta problem.”

Kontroll över interna processer

VEGA har redan installerat mer än 100 radarsensorer i olika applikationer hos Aquafin. ”Radarnivåmätning har förbättrat många delar av den interna driften vid avloppsreningsverket avsevärt”, säger Kris Voet, säljrepresentant för VEGA i Belgien. ”Ju bättre kontroll man har över en process, desto högre blir kvaliteten på det renade avloppsvattnet.” Eftersom radarsensorer inte påverkas av temperaturvariationer, dimma, vind eller regn kan man känna sig trygg i driften. Tack vare frekvensen på 80 GHz kan mikrovågssignalen från den beröringsfria VEGA-radarnivågivaren enkelt fokuseras på den yta som ska mätas och ge en noggrannhet på bara några millimeter.

”Sensorn sänder ut radarsignaler mot mediet via antennsystemet”, säger Kris Voet. ”Mediets yta reflekterar signalerna som sedan tas emot av antennsystemet. Instrumentet beräknar nivån utifrån signalernas löptid i förhållande till den programmerade tankhöjden.” En smal sändlob ger mycket god fokusering vilket i sin tur säkerställer driftsäkerhet och hög mätnoggrannhet. ”Även när det finns hinder som rör eller pumpar eller beläggningar på väggarna i trånga schakt uppstår inga störande ekon. Till skillnad från ultraljudssensorer är det sällan nödvändigt att undertrycka eller kartlägga störsignaler”, förklarar Voet och beskriver därmed fördelarna med radarteknik.”

Nivåer ska inte bara mätas utan även överföras till anläggningens operatör. Principen om enkelhet gäller även här. VEGAMET-styrenheter försörjer de anslutna 4 … 20 mA-sensorerna, bearbetar mätvärdena och visar dem utan behov av komplicerad programmering. En stor display för visualisering av data är integrerad i kapslingen som är utformad för tuffa fältförhållanden. Instrumenteringen kan utföra många olika uppgifter: pumpstyrning, flödesmätning i öppna kanaler och överfall, totalisering samt differential-, summations- och medelvärdesberäkning. Även överfyllnadsskydd enligt WHG är möjligt med minimal insats.

Avloppsspecialisterna är också mycket positiva till möjligheten att driftsätta VEGAPULS-radarinstrument på distans via Bluetooth. ”Det är väldigt smidigt och användarvänligt och dessutom kan en sensor konfigureras tillförlitligt via mobil”, säger Cornant.

Framtidsutsikter

Aquafin använder fortfarande ultraljudssensorer här och där men är definitivt inte nöjda med dem. ”Vi ersätter systematiskt ultraljudssensorer med radarsensorer”, sammanfattar Cornant. ”VEGAPULS-radarsensorer är mycket kompakta och enkla att installera, finns i IP68-utförande för installation i översvämningskänsliga områden och är inte känsliga för temperaturvariationer samt fortsätter att mäta tillförlitligt även vid nedsmutsning, föroreningar och kondens. Den användarvänliga fjärrkonfigurationen och driftsättningen sparar dessutom tid och är helt underhållsfri. Vad mer kan man önska sig?”