I&C-technologie (meet- en regeltechniek) is een onmisbare discipline in de industriële water- en afvalwatertechnologie. Het omvat de meting van fysische en chemische parameters, de besturing van processen en de regeling van systemen om de efficiëntie, veiligheid en betrouwbaarheid van moderne waterbehandelingssystemen te garanderen. Met de toenemende automatisering en digitalisering speelt I&C-technologie een steeds belangrijkere rol bij het voldoen aan de eisen voor procesbesturing, energie-efficiëntie en naleving van wettelijke voorschriften.

Dit artikel geeft een uitgebreide uitleg over I&C-technologie, de technische principes en toepassingsgebieden in watertechnologie.

Definitie van MSR-technologie

Meet- en regeltechniek verwijst naar een technisch systeem dat bestaat uit drie nauw met elkaar verbonden functies:

  1. Meting (M): Registratie van fysische of chemische variabelen zoals pH-waarde, temperatuur, druk, debiet of concentraties.
  2. Besturing (S): Een systeem beïnvloeden via gedefinieerde sequenties of programma's, zonder terugkoppeling (bijv. een pomp inschakelen onder bepaalde omstandigheden).
  3. Regeling (R): Continue aanpassing van een systeem op basis van gemeten waarden om streefwaarden te handhaven (bijv. pH-regeling door dosering van zuren of basen).

Doel:
De MSR-technologie zorgt ervoor dat de waterbehandelings- of afvalwaterbehandelingsprocessen onder gedefinieerde omstandigheden verlopen, zodat optimale resultaten worden behaald terwijl het verbruik van hulpbronnen tot een minimum wordt beperkt.

Technische basiskennis van I&C-technologie

1. meten: basis en sensortechnologie

Meten is de eerste stap in de MCR-cyclus en levert de gegevens die nodig zijn om processen te beheersen en te reguleren.

Typisch gemeten variabelen:

  • Fysiek: temperatuur, druk, debiet, niveaus.
  • Chemisch: pH-waarde, geleidbaarheid, COD (chemisch zuurstofverbruik), TOC (totaal organische koolstof), chloor-, nitraat- of fosfaatconcentraties.

Sensortypen en functionele principes:

  • pH-sensoren: Glaselektroden meten de waterstofionenconcentratie.
  • Geleidbaarheidssensoren: Inductieve of contact makende sensoren bepalen de ionenconcentratie in het water.
  • Stromingssensoren: Magnetisch-inductieve debietmeters (MID) meten de volumestroom.
  • Troebelheidssensoren: Optische sensoren detecteren de deeltjesdichtheid in het water.
  • Druksensoren: Piëzoresistieve of capacitieve sensoren bewaken de systeemdruk.

2. besturingssysteem: sequentieprogrammering en automatisering

Ze worden bestuurd door programmeerbare logische controllers (DCS of PLC), die voorgedefinieerde acties activeren op basis van de gemeten parameters.

Voorbeelden van controletaken:

  • Pompen of roerwerken starten en stoppen.
  • Schakelen tussen verschillende bedrijfsmodi (bijv. beluchtingsfasen in rioolwaterzuiveringsinstallaties).
  • Activering van alarmen wanneer grenswaarden worden overschreden.

Technologieën:

  • PLC (programmeerbare logische controllers): Industriële besturingseenheden die flexibel kunnen worden geprogrammeerd.
  • Op IoT gebaseerde besturingssystemen: Integratie van cloudsystemen voor bewaking en besturing op afstand.
Schakelkast van Almawatech voor de afvalwaterzuiveringsinstallatie van Remondis

Afbeelding: Een van onze schakelapparatuur voor het regelen en besturen van onze afvalwater- en waterzuiveringsinstallaties

3. controle: precisie en dynamiek

Het regelsysteem past de procesparameters continu aan om de gespecificeerde setpoints te behouden. Dit wordt bereikt door het gebruik van regelkringen.

Typische regelkringen in watertechnologie:

  • pH-regeling: automatische dosering van zuren of logen voor neutralisatie.
  • Debietregeling: Het debiet van pompen instellen op basis van de vraag.
  • Temperatuurregeling: Regeling van verwarmings- of koelsystemen.

Controlestrategieën:

  • PID-regelaar: Combinatie van proportionele, integrale en differentiële regeling voor nauwkeurige aanpassingen.
  • Adaptieve regeling: Dynamische aanpassing van de regelaarparameters aan veranderende omstandigheden.

Toepassingen van I&C-technologie in water- en afvalwaterbehandeling

1. waterbehandeling

2. behandeling van afvalwater

  • Afvalwaterzuiveringsinstallaties: Regeling van beluchting in actief-slibtanks op basis van zuurstofmetingen.
  • Biogasinstallaties: methaanproductie controleren en de temperatuur in vergisters regelen.
  • Verwijdering van voedingsstoffen: Controle van anoxische en aerobe zones voor verwijdering van stikstof en fosfor.

3. koelsystemen

  • Corrosie- en aangroeibestrijding: Regeling van de dosering van inhibitoren en biociden op basis van geleidbaarheids- en troebelheidsmetingen.
  • Ontzilting: bewaking en controle van de koelwaterkwaliteit met behulp van geleidbaarheidsmetingen.

4. waterrecycling

  • Filtratiesystemen: Regeling van terugspoelcycli in zand- of actiefkoolfilters.
  • Concentratiebewaking: Controle van de waterkwaliteit in gesloten circulatiesystemen.
Omgekeerd osmose systeem met schakelkast voor industriële toepassingen

Foto: Onze concentraat-omgekeerde osmose als onderzoekssysteem met een groot aantal meetpunten en regeltechniek

Uitdagingen en oplossingen in I&C-technologie

1. kalibratie en onderhoud:
meettoestellen moeten regelmatig gekalibreerd worden om nauwkeurige gegevens te kunnen leveren.

  • Oplossing: automatische kalibratiesystemen en onderhoud op afstand.

2. Gevoeligheid voor storingen:
sensoren kunnen worden aangetast door vuil of agressieve media.

  • Oplossing: Gebruik van chemicaliënbestendige materialen en zelfreinigende systemen.

3. gegevensintegratie:
In heterogene systemen is de integratie van verschillende apparaten vaak een uitdaging.

  • Oplossing: Gebruik gestandaardiseerde communicatieprotocollen zoals Modbus of Profibus.

De toekomst van I&C-technologie: trends en innovaties

1. digitalisering en IoT:
Voor IoT geschikte MSR-systemen maken realtime bewaking en besturing van waterzuiveringsinstallaties mogelijk via cloudplatforms.

2. kunstmatige intelligentie (AI):
AI-ondersteunde algoritmen analyseren procesgegevens en optimaliseren automatisch de regel- en besturingsstrategieën.

3. duurzaamheid:
MSR-technologie helpt het verbruik van energie en chemicaliën in de watertechnologie te minimaliseren, waardoor de impact op het milieu afneemt.

Conclusie

I&C-technologie vormt de ruggengraat van moderne water- en afvalwaterzuiveringsinstallaties. Het maakt nauwkeurige procesbesturing mogelijk, verhoogt de efficiëntie en zorgt voor naleving van strenge milieuvoorschriften. Door gericht gebruik te maken van meet-, regel- en regelsystemen kunnen operators van installaties niet alleen de kosten verlagen, maar ook duurzaam waterbeheer bevorderen. Met de toenemende digitalisering en automatisering zal het belang van I&C-technologie de komende jaren blijven toenemen.

Voor meer informatie over onze producten kunt u altijd contact met ons opnemen!

info@almawatech.com

06073 687470