pH sensörlerinin en karakteristik uygulamalarından biri endüstriyel atıksu nötralizasyonudur.
Üretim proseslerinden çıkan atıksu kimyasal yapısına bağlı olarak kuvvetli asidik veya alkali olabilir. Bu suyun bir sonraki arıtma kademesine veya deşarj hattına gönderilmeden önce istenen pH aralığına getirilmesi gerekir.
Tipik proses şu şekilde çalışır:
Atıksu → Nötralizasyon Tankı → pH Ölçümü → Kontrolör / PLC → Asit veya Baz Dozajı → Son pH Kontrolü → Deşarj
pH sensörü bu proseste ne yapar?
pH sensörü nötralizasyon tankının içerisindeki sıvının pH değerini sürekli ölçer.
Örneğin proses sıvısı fazla asidikse kontrol sistemi pH ölçümüne göre alkali kimyasal dozajını devreye alabilir. Fazla bazik olması durumunda ise uygun asit dozajı uygulanabilir.
Emerson'ın sürekli endüstriyel atıksu nötralizasyonu uygulamasında, atıksu karıştırmalı bir tank reaktörüne alınır ve hedef pH seviyesini korumak amacıyla tanka sürekli olarak asit veya baz eklenir.
Bu nedenle pH sensörü burada yalnızca bir gösterge değildir.
Sensör doğrudan kimyasal dozaj kontrol döngüsünün ölçüm elemanıdır.
İkinci pH sensörü neden kullanılabilir?
Kritik tesislerde nötralizasyon tankında yapılan kontrolün ardından çıkış hattına ikinci bir pH ölçüm noktası kurulabilir.
Yokogawa'nın batch nötralizasyon uygulamasında;
1. pH sensörü: reaksiyon/nötralizasyon tankında proses kontrolü,
2. pH sensörü: deşarj hattında son kontrol
amacıyla kullanılmaktadır.
Bu yapı proses güvenilirliğini artırır.
Nötralizasyonda önemli teknik problem: Overshoot
pH kontrolü düşünüldüğünden daha zordur. Kimyasal dozlandıktan hemen sonra sensörden alınan değere göre tekrar kimyasal verilmesi, gereğinden fazla kimyasal dozlanmasına neden olabilir.
Buna overshoot denir.
Yokogawa bunun başlıca nedenleri arasında:
- yetersiz karışma süresi,
- tank geometrisi,
- kötü karıştırma,
- sensörün kimyasal dozaj noktasına göre yanlış konumlandırılması
gibi faktörleri gösteriyor.
Bu nedenle pH sensörünün asit veya baz enjeksiyon noktasının hemen yanına konulması her zaman doğru değildir. Ölçülen sıvının prosesin gerçek pH değerini temsil edebilecek kadar karışmış olması gerekir.
Sensör kirlenmesine dikkat
Endüstriyel atıksular içerisinde askıda katı maddeler bulunabilir. Bunlar pH camı veya referans bağlantısı üzerinde birikerek sensörün tepki süresini ve ölçüm güvenilirliğini etkileyebilir.
Emerson bu nedenle atıksu uygulamalarında kaplanmaya/kirlenmeye karşı uygun sensör tasarımının önemli olduğunu vurgular.
Endress+Hauser'ın Dow tesisindeki gerçek uygulamasında da üretim atıksuyunun nötralizasyon, çöktürme, tamponlama ve biyolojik proseslerinde sürekli pH ölçümü kullanılıyor; sensörlerin düzenli temizliği, kalibrasyonu ve durum kontrolü sistem güvenilirliğinin önemli bir parçasını oluşturuyor.
Başlıca kullanım alanları
Kimya fabrikaları, tekstil tesisleri, metal kaplama tesisleri, gıda fabrikaları, ilaç fabrikaları, organize sanayi bölgeleri ve endüstriyel atıksu arıtma tesisleri bu uygulamanın önemli kullanıcılarıdır.