Volledige automatisering van waterbehandelingsprocessen

Een van de belangrijkste voordelen van Osmotix-apparatuur is de volledige automatisering van reinigingsprocessen.

Volledige automatisering van afvalwaterzuiveringsprocessen - menselijke participatie wordt tot een minimum beperkt.

De reinigingsinstallatie wordt aangestuurd door een industriële controller en werkt in automatische modus. Alle lopende processen worden automatisch gecontroleerd en beheerd. Menselijke deelname aan de werking van het systeem wordt tot een minimum beperkt.

Om de afvalwaterzuivering van Osmotix te automatiseren, worden moderne industriële programmeerbare logische controllers van Schneider Electric en Omron gebruikt. Op basis van deze systemen wordt een fouttolerant besturingssysteem gebouwd, dat voorziet in de verwerking van noodsituaties, duplicatie van besturingssignalen, evenals vergrendelingen waardoor het proces niet verder gaat dan de grenswaarden die veilig zijn voor onderhoudspersoneel en bediening van apparatuur.

De controller geeft, volgens een door programmeurs gespecificeerd algoritme, besturingssignalen af ​​aan de besturingseenheden van de apparatuur: frequentieregelaars, schakelaars, relais en de eigen besturingseenheden van de apparatuur.

De exploitant is alleen verantwoordelijk voor het nemen van de belangrijkste beslissingen. Voor het werk van de operator is er een handig installatiebesturingssysteem waarmee u de werking ervan kunt configureren, procesparameters kunt wijzigen en de toestand ervan kunt bewaken.

Alle parameters worden weergegeven op het bedieningsscherm en zijn op elk moment beschikbaar voor de operator, hoewel zijn tussenkomst in de automatische modus niet vereist is.

Het bedieningsscherm toont alle belangrijke procesindicatoren, evenals waarschuwings- en alarmsignalen. Wanneer kritische alarmen worden geactiveerd, past de controller automatisch de bedrijfsmodus van de installatie aan om een ​​noodsituatie te voorkomen.

Feedback naar de installatie vindt plaats met behulp van signalen over werking of falen die worden geretourneerd door de regeleenheden van de apparatuur, evenals met behulp van sensormetingen die met behulp van elektrische signalen naar de controller worden verzonden.

De automatiseringssystemen die we creëren maken het mogelijk om, met behulp van verschillende interfaces zoals RS-233, ModBus of afzonderlijke elektrische signalen, gegevens over de bedrijfsstatus van de installatie aan de besturingssystemen van de klant te verstrekken.
Er is ook de mogelijkheid om gegevens via een GPRS-kanaal over grote afstanden te verzenden. Deze tools maken het op afstand monitoren en archiveren van de bedrijfsmodi van de installatie gedurende een lange periode mogelijk.

Er wordt ook automatische rapportage uitgevoerd; alle bedrijfsparameters van de Osmotix-zuiveringsinstallaties zijn beschikbaar in de vorm van een logboek en kunnen indien nodig worden afgedrukt, wat handig is voor het volgen van veranderingen in de samenstelling van afvalwater en het analyseren van de werking van de apparatuur .

Mechanische reinigingsprocessen omvatten het filteren van water door zeven, zandopvang en primaire bezinking. Het blokdiagram van de automatisering van mechanische afvalwaterzuiveringsprocessen wordt getoond in Fig. 52.

Afb.52. ACS-blokschema:

1 – verdeelkamer; 2 – getrapt putrooster; 3 – horizontale zandopvangbak, 4 – primaire bezinktank; 5 – zandbunker

Roosters worden gebruikt om grote mechanische onzuiverheden uit afvalwater op te vangen. Bij het automatiseren van schermen is de belangrijkste taak het aansturen van harken, brekers, transportbanden en poorten op het aanvoerkanaal. Water stroomt door het rooster, waarop mechanische onzuiverheden worden vastgehouden, en naarmate het afval zich ophoopt, wordt het getrapte rooster aangezet en ontdaan van afval. Automatische apparaten op de roosters worden ingeschakeld wanneer het verschil in afvalwaterniveaus voor en na de roosters groter wordt . De hellingshoek van het rooster bedraagt ​​60 o -80 o. De hark wordt uitgeschakeld door een contactapparaat dat wordt geactiveerd wanneer het niveau naar een vooraf ingestelde waarde daalt, of door middel van een tijdrelais (na een bepaalde tijd).

Vervolgens wordt het afvoerwater, nadat grote mechanische onzuiverheden zijn vastgehouden, naar zandvangers gestuurd, die zijn ontworpen om zand en andere onopgeloste minerale verontreinigingen uit afvalwater op te vangen. Het werkingsprincipe van de zandvanger is gebaseerd op het feit dat onder invloed van de zwaartekracht deeltjes waarvan het soortelijk gewicht groter is dan het soortelijk gewicht van water, terwijl ze met het water meebewegen, naar de bodem vallen.

Een horizontale zandvanger bestaat uit een werkend deel, waar de stroming beweegt, en een sedimentair deel, dat tot doel heeft gevallen zand op te vangen en op te slaan totdat het wordt verwijderd. De verblijftijd van vloeistof in een horizontale zandvanger is meestal 30 - 60 s, de geschatte diameter van de zanddeeltjes is 0,2 - 0,25 mm, snelheid van de beweging van het afvalwater 0,1 m/s. Automatische apparaten in zandvangers worden gebruikt om zand te verwijderen wanneer het het maximale niveau bereikt. Voor een normale en efficiënte werking van de zandvanger is het noodzakelijk om het sedimentniveau te bewaken en te controleren; als het boven de toegestane waarde komt, zal het in beroering raken en zal het water vervuild raken met eerder bezonken stoffen. Ook kan automatische zandverwijdering worden uitgevoerd met bepaalde tijdsintervallen, vastgesteld op basis van operationele ervaring.

Het effluent komt vervolgens in de primaire bezinktank terecht waar drijvende en neergeslagen stoffen worden vastgehouden. Water beweegt langzaam van het centrum naar de periferie en loopt weg in een perifere geul met ondergelopen gaten. Om slib uit het afvalwater te verwijderen, wordt gebruik gemaakt van een langzaam draaiende metalen spant met daarop gemonteerde schrapers. Deze harken het slib naar het midden van de bezinktank, vanwaar het periodiek door een hydraulische lift wordt weggepompt. De verblijftijd (bezinking) van de afvalvloeistof bedraagt ​​2 uur, de watersnelheid bedraagt ​​7 m/s.

Automatisering van het proces van fysische en chemische afvalwaterzuivering

In afvalwaterzuiveringssystemen waarbij gebruik wordt gemaakt van fysische en chemische methoden wordt drukflotatie het meest toegepast. Bij deze zuiveringsmethode wordt afvalwater onder overdruk verzadigd met gas (lucht), dat vervolgens snel wordt teruggebracht tot atmosferische druk.

In afb. Figuur 53 toont een blokdiagram van een ASR met stabilisatie van de kwaliteit van gezuiverd water door het veranderen van de stroomsnelheid van de recirculatiestroom die een fijne gasfase naar de flotator voert.

Het systeem bestaat uit een flotatietank 1, troebelheidsmeter 2-1, die de concentratie zwevende deeltjes in gezuiverd water meet, alarm 2-3, flowmeter 1-1, regelaar 1-2, regelkleppen 1-3, die regelt de stroom afvalwater die de flotator binnenkomt, en klep 2-2, die de stroomsnelheid regelt van de circulatiestroom die verzadigd is met lucht in de drukontvanger 2.

Het signaal dat ontstaat wanneer de concentratie zwevende deeltjes in water aan de uitgang van de flotator boven een bepaalde waarde stijgt, wordt van troebelheidsmeter 2-1 naar de regelaar gestuurd, die het recirculatiedebiet via klep 2-2 verhoogt. De nieuwe hoeveelheid gas vermindert de troebelheid van het behandelde afvalwater. Tegelijkertijd, naarmate het recirculatiedebiet door de flotatietank toeneemt, verschijnt er een afwijkingssignaal aan de uitgang van debietmeter 1-1, dat naar de regelaar 1-2 wordt gestuurd. Deze regelaar reduceert de stroom afvalwater naar de flotator in 1-3 stappen, waardoor een constante totale stroom er doorheen wordt gegarandeerd.

Rijst. 53. Schema van het ASR-proces voor afvalwaterbehandeling door middel van drukflotatie

Epov A.N. Ch. technische specialist

Kanunnikova M.A. Ph.D. technologie. wetenschappen,
Directeur Watervoorziening
en waterafvoer" LLC "Domkopstroy"

Het meest complexe controlesysteem bij de afvalwaterzuivering is het beheer van bioremediatiefaciliteiten voor de verwijdering van stikstof en fosfor. In tegenstelling tot het begin van de introductie van deze technologieën in Rusland halverwege de jaren negentig, is er nu voor de implementatie van dit systeem een ​​ruime keuze aan betrouwbare sensoren en controllers die de implementatie van vrijwel alle ideeën voor het automatiseren van procescontrole mogelijk maken. Dankzij moderne apparatuur zijn de belangrijkste problemen bij het creëren van controlesystemen voor het biologische zuiveringsproces met de gecombineerde verwijdering van stikstof en fosfor grotendeels opgelost. Aan de andere kant is het bepalen van de configuratie van een geautomatiseerd procesbesturingssysteem voor dergelijke technologieën in de ontwerppraktijk nog steeds een probleem en een onderwerp van gezamenlijke creativiteit tussen de ontwerper-technoloog, de ontwerper van het geautomatiseerde besturingssysteem en klantspecialisten. De beslissing over de configuratie en omvang van het procesbesturingssysteem voor moderne biologische zuiveringsinstallaties wordt voor elk specifiek project individueel genomen. Analyse van projecten laat zien dat besturingssystemen zijn ontworpen met zowel buitensporige complexiteit als onvoldoende apparatuur om het technologische proces te ondersteunen.

In de vroege edities van SNiP voor de technologieën die in die jaren werden aangenomen, waren er basisaanbevelingen over het volume en de configuratie van geautomatiseerde procescontrolesystemen. Natuurlijk zijn ze nu aanzienlijk verouderd voor het automatiseren van bioraffinageprocessen. Is het mogelijk om de standaardsamenstelling van het geautomatiseerde procesbesturingssysteem voor moderne te bepalen en daardoor al in de beginfase van de projectontwikkeling fouten te voorkomen? In de buitenlandse praktijk wordt de ervaring van tientallen operationele stations gebruikt om dergelijke beslissingen te implementeren. Deze aanpak vereist aanzienlijke investeringen in wetenschappelijke analyses bij het exploiteren van met biologische verwijdering van stikstof en fosfor. In Rusland is het aantal faciliteiten dat met behulp van moderne bioraffinagetechnologieën is gebouwd aanzienlijk kleiner dan in Europa en een aantal andere landen. Er is geen gerichte financiering voor het bestuderen van hun werk, wat ons dwingt naar andere manieren te zoeken om optimale oplossingen te ontwikkelen.

De beste optie voor het implementeren van dergelijke taken is het wiskundig modelleren van afvalwaterzuiveringsprocessen en geautomatiseerde procescontrolesystemen. Het gebruik van deze ontwerpmethode op basis van het GPS-X-softwarepakket voor de gezamenlijke werking van het automatiseringssysteem en de bij de uitvoering van projecten maakt een gedetailleerde ontwikkeling van het systeem mogelijk, verkort de inbedrijfstellingstijd en verhoogt de prestaties van het procesbesturingssysteem . Dit is de meest vooruitstrevende en effectieve methode waarmee u de prestaties en toereikendheid van de voorgestelde oplossingen kunt analyseren, de plaatsing van sensoren kunt bepalen met behulp van een simulatiemodel, de optimale circuitoptie kunt selecteren en een besturingsalgoritme kunt opstellen.

Wiskundige modellen worden de afgelopen tien jaar veel gebruikt in Rusland. Met behulp van het softwarepakket GPS-X werd, met deelname van de auteurs, gewerkt aan het ontwerpen en analyseren van de werking van meer dan 20 met een totale capaciteit van meer dan 6 miljoen m3/dag.

De opgebouwde ervaring met de toepassing van deze methoden voor het berekenen van structuren met behulp van wiskundige modellering en analyse van de resultaten ervan stelt ons in staat de samenstelling en voorkeursregelingsschema's voor biologische behandeling en slibbehandelingsprocessen te bepalen.

Doel, methode en basisregels van management

Bij het ontwikkelen van standaardoplossingen voor een procescontrolesysteem voor biologische zuivering moeten managementdoelen en implementatiemethoden gescheiden worden gehouden.

Het doel van het management is om een ​​bepaalde indicator op een bepaald niveau of binnen een bepaald bereik te houden. Het doel wordt bepaald door de biologie van het proces, de vereisten voor gezuiverd water en de economische aspecten ervan.

De implementatiemethode is hoe en waar een bepaalde waarde moet worden gemeten, en welke technologische invloeden moeten worden ondersteund. De werkwijze wordt bepaald door het ontwerp van het proces.

De fundamentele beheersdoelstellingen ter ondersteuning van het gecombineerde biologische stikstof- en fosforverwijderingsproces werden volledig uiteengezet in de ontwerp- en exploitatiegids voor biologische fosforverwijderingsinstallaties uit 2002. Deze aanbevelingen zijn gebruikt als basis voor de wiskundige modellering van regelsystemen voor stations met biologische verwijdering van stikstof en fosfor. Door analyse van het voltooide modelleringswerk kunnen we de basisregels bepalen, waarvan de naleving de productie van procesbesturingssystemen garandeert die optimaal zijn geconfigureerd.

Regel nr. 1 - voor stabiele fosforverwijdering is controle van het stikstofverwijderingsproces noodzakelijk. Controledoelstellingen:

bescherm de anaerobe zone tegen nitraten;

nitraatstikstof zoveel mogelijk verwijderen, waarbij gecombineerde denitrificatie en defosfatisering wordt gewaarborgd.

Deze regel is gebaseerd op het gebruik van gemakkelijk geoxideerd organisch materiaal door fosfaataccumulerende micro-organismen (PAO) en heterotrofen onder anaerobe en anoxische omstandigheden.

Moderne ideeën over de biochemie van het proces van het gebruik van gemakkelijk geoxideerd organisch materiaal en de energie van polyfosfaatbindingen onder anaerobe en anoxische omstandigheden, gebruikt in moderne wiskundige modellen, worden gepresenteerd in Fig. 1.

Fermenteerbare, gemakkelijk oxideerbare stoffen (opgelost bio-oxideerbaar CZV) onder anaerobe omstandigheden worden gehydrolyseerd om vluchtige vetzuren (VFA) te produceren, terwijl facultatieve aerobe micro-organismen groeien door hydrolyse en verzuring. VFA's (acetaat en propionaat), geproduceerd als gevolg van hydrolyse en aanwezig in water, worden door de FAO gebruikt om een ​​interne reserve aan voedingsstoffen op te bouwen in de vorm van PHA-biopolymeren. Om de mate van oxidatie van gebruikte VFA's en opgeslagen substraten in evenwicht te brengen, wordt glycogeen gebruikt. Als energiebron - macro-energetische bindingen in polyfosfaten. In dit proces wordt maximale VFA gebruikt, maximale PHA geaccumuleerd en maximale polyfosfaten vrijgemaakt.

In aanwezigheid van gebonden zuurstof in nitrieten en nitraten worden fermenteerbaar organisch materiaal en een deel van de VFA door heterotrofe micro-organismen gebruikt in het denitrificatieproces. FAO-micro-organismen hebben ook een wisselwerking met VFA's, maar in plaats van glycogeen- en polyfosfaatenergie te gebruiken, worden sommige VFA's geoxideerd met behulp van gebonden zuurstof.

Als gevolg hiervan wordt de accumulatie van opgeslagen biopolymeren door FAO-micro-organismen en de uitstoot van fosfor in de anaerobe zone sterk verminderd. Hierdoor neemt de efficiëntie van de fosforverwijdering aanzienlijk af - er is minder substraat voor de groei van FAO in de aanwezigheid van zuurstof en het is niet nodig om de concentratie van polyfosfaten in hun cellen te herstellen.

Wanneer nitraten en nitrieten de anaerobe zone binnenkomen, vinden eerst processen plaats die kenmerkend zijn voor anoxische omstandigheden, en vervolgens, wanneer de concentratie van gebonden zuurstof tot een minimum afneemt, vinden processen plaats die kenmerkend zijn voor anaerobe omstandigheden. De efficiëntie van de accumulatie van opgeslagen biopolymeren en de afgifte van fosfor zijn dus afhankelijk van de verhouding van de massa van binnenkomende, gemakkelijk geoxideerde biopolymeren.
stoffen en de massa van binnenkomende gebonden zuurstof.

Dit wordt goed bevestigd door de gegevens verkregen tijdens het onderzoek en de modellering van stedelijke in Jakoetsk (Fig. 2). De massa binnenkomende gebonden zuurstof is evenredig met de nitraatconcentratie aan het einde van de denitrificatiezone, vanwaar het slib wordt gerecirculeerd naar de anaerobe zone. Door de concentratie van nitraten die de anaërobe zone binnenkomen te beperken tot een niveau van ongeveer 1 mg/l, is het mogelijk om daarin een hoge fosforafgifte te bereiken. Er moet ook worden opgemerkt dat denitrificatie tot dit niveau plaatsvindt zonder de snelheid van het proces te verminderen.

Regel nr. 2 - kwaliteitscontrole van gezuiverd water wordt uitgevoerd op basis van de concentratie ammoniakstikstof. Om de nitrificatie te beheersen zijn optimale zuurstofomstandigheden en slibleeftijd noodzakelijk.

De concentratie opgeloste zuurstof en de concentratie ammoniumstikstof hebben, samen met organische en anorganische remmers, een beslissende invloed op de groeisnelheid van nitrificerende micro-organismen in zowel de eerste als de tweede fase van de nitrificatie.
Het monitoren van de concentratie opgeloste zuurstof is de meest voorkomende parameter bij het bouwen van procescontrolesystemen. Controledoelstellingen:

zorgen voor de vereiste zuiveringsdiepte voor BZV en ammoniumstikstof;

vermijd het verspillen van energie aan beluchting.

De optimale concentratie opgeloste zuurstof voor het nitrificatieproces werd zowel op basis van literatuurgegevens als experimenteel bepaald - Fig. 3. In alle gevallen leidt het verhogen van de zuurstofconcentratie tot boven de optimale concentratie niet tot een verbetering van de nitrificatie, maar slechts tot overmatig luchtverbruik.

De ouderdom van het slib is een sleutelfactor bij alle ontwerpmethoden voor biologische stikstof- en fosforverwijderingsinstallaties en bij de exploitatie van installaties.

Moderne modellen onderscheiden de volgende indicatoren van de slibleeftijd:

Aërobe leeftijd van slib - deze waarde bepaalt de toegestane groeisnelheden van micro-organismen van nitrificatie van de eerste en tweede fase.
Het wordt gedefinieerd als de verhouding tussen de massa slib onder aerobe omstandigheden en de massa slib die uit constructies wordt verwijderd. Bij gebrek aan strikte standaardisatie voor nitrieten worden lagere leeftijdswaarden geaccepteerd bij ammoniumstikstofconcentraties van 1 mg/l. Om een ​​diepere nitrificatie te bereiken worden hogere slibleeftijdswaarden geaccepteerd. Ook gaat een toename of afname van de ouderdom van het slib gepaard met veranderingen in de temperatuur van de drain en de aanwezigheid van nitrificatieremmers. In afb. Figuur 4 toont de afhankelijkheid van de aërobe leeftijd van slib van de temperatuur tijdens volledige nitrificatie, evenals de leeftijd van slib die nodig is om het nitrificatieproces in beluchtingstanks te starten.

De anaërobe leeftijd van slib is verantwoordelijk voor de groei van hydrolyse- en verzuringsmicro-organismen die optreden onder anaërobe omstandigheden. Afhankelijk van de noodzaak om aanvullende VFA's in de anaërobe zone te verkrijgen, varieert de ouderdom van anaëroob slib van 1 tot 3 dagen. Het wordt gedefinieerd als de verhouding tussen de massa slib in de anaerobe zone en de totale massa verwijderde slib.

De algemene leeftijd van het slib bepaalt de verhouding van de biomassasoorten in de biocenose en de diepte van zelfoxidatie van het slib. De totale ouderdom van het slib wordt bepaald als de verhouding tussen de massa van het slib in alle zones van de beluchtingstank (anaëroob, anoxisch en aëroob) en de massa van het slib dat met de groei wordt verwijderd. In elk geval is er sprake van een optimale slibleeftijd in het proces. Het terugdringen van de totale ouderdom van slib maakt het niet mogelijk optimale aërobe en anaërobe ouderdom van slib te verkrijgen en denitrificatieprocessen uit te voeren. Het ouder worden leidt tot de ontwikkeling van autolyseprocessen van slib en een afname van de efficiëntie van de fosforverwijdering (Fig. 5 en Fig. 6).

Prioriteit van managementdoelstellingen

Omdat de overwogen controledoelstellingen tijdens de werking van een bepaalde fabriek met elkaar in conflict kunnen komen, moeten prioriteiten worden bepaald bij het ontwerpen van een controlesysteem.

De prioriteit van managementdoelen wordt weergegeven in figuur 1. 7 en wordt als volgt uitgelegd:

. Het herstel van de nitrificatie gaat gepaard met de groei van nitrificeerders en kan tot twee weken duren. Maatregelen op het managementsysteem mogen in geen geval resulteren in het verlies van nitrificerende micro-organismen. In de buitenlandse praktijk, inclusief aanbevelingen voor het berekenen van ATV-beluchtingstanks onder ongunstige omstandigheden (bijvoorbeeld een seizoensgebonden daling van de afvalwatertemperatuur), wordt aanbevolen om te voorzien in de mogelijkheid om het aerobe volume van beluchtingstanks te vergroten als gevolg van de denitrificatiezone;
. Het herstel van denitrificatie gaat gepaard met een herstructurering van het enzymatische systeem en duurt enkele minuten (overschakelen naar een ander enzym in de ademhalingsketen) tot enkele uren (enzymsynthese). Er moet rekening mee worden gehouden dat als de denitrificatie wordt verstoord of de tijd onvoldoende is, de concentratie nitraten in gezuiverd water toeneemt.
De concentratie stikstof en nitraten in gezuiverd water kan alleen technologisch worden aangepast als er speciale nabehandelingsfaciliteiten aanwezig zijn. Daarom is het, indien nodig, onder ongunstige omstandigheden mogelijk om de anaërobe zone van de beluchtingstank geheel of gedeeltelijk te gebruiken voor denitrificatie;
. het herstel van de fosforverwijdering houdt verband met zowel de herstructurering van het enzymatische systeem als de groei van FAO. Het herstel van het proces duurt enkele minuten (omschakeling in het enzymatische systeem) tot een dag (verhoging van de concentratie van PAO in de biocenose). De fosforconcentratie kan gemakkelijk worden aangepast door het reagens, zowel in het stadium van de biologische behandeling als tijdens de nabehandeling, zodat een tijdelijk verlies aan defosfatiseringsefficiëntie bij het controleren van de dosering van het reagens niet leidt tot een verslechtering van de kwaliteit van het gezuiverde water.

Controle implementatiemethoden

Laten we eens kijken welke methoden kunnen worden gebruikt om een ​​controlesysteem te implementeren dat de gestelde doelen bereikt, aan de hand van het voorbeeld van een biologisch afvalwaterzuiveringsplan dat gebruik maakt van het UCT-proces.

In afb. 8 toont een schematisch diagram van het UCT-proces in zijn meest complete implementatie, inclusief een anaërobe zone, een anoxische zone, een zone met een variabel regime (er kunnen verschillende omstandigheden worden gehandhaafd - aërobe, anoxische of periodieke beluchting), een aërobe zone en een secundaire bezinktank. Het eerste doel is om de massa stikstofnitraten (en nitrieten) Q2CNO3 te beperken, zodat deze aanzienlijk minder is dan de massa binnenkomend organisch materiaal Q1C1. Het grootste probleem in dit geval is de vraag hoe deze verhouding moet worden gemeten. Hier doen zich op het eerste gezicht twee opties voor:
1) Meet de concentraties van binnenkomende stikstof, nitraten en opgeloste organische stoffen of opgeloste bio-oxideerbare stoffen. Om deze aanpak te implementeren zal het nodig zijn om twee debieten, de nitraat-stikstofconcentratie en de concentratie opgeloste organische stof, te meten met chemische of biochemische methoden. Een dergelijke meting is mogelijk, maar het systeem zal behoorlijk complex en duur zijn.
2) Omdat we de invloed van stikstof en nitraten beperken, meten we de concentratie ervan in de anaërobe zone. Hierbij moet er rekening mee worden gehouden dat nitraatstikstof bij lage concentraties een beperkende factor is in het denitrificatieproces (als elektronenacceptor, vergelijkbaar met zuurstof in aërobe processen). Bijgevolg zal de resterende stikstofconcentratie van nitraten voldoen aan de Monod-vergelijking. Die. bij lage stikstofconcentraties worden nitraten vrijwel niet verwijderd vanwege een afname van de reactiesnelheid. Als gevolg hiervan zijn bij lage concentraties (volgens modelleringsresultaten - minder dan 0,1 mg/l) nitraatstikstof in de anaërobe zone twee opties mogelijk:
. lage concentratie werd bereikt als gevolg van de kleine massa stikstofnitraat die de anaërobe zone binnendrong;
. de lage concentratie wordt bereikt als gevolg van de verwijdering van stikstof en nitraten in een anaerobe omgeving.

De meting zal dus ongevoelig zijn.

In de richtlijnen voor het ontwerp en de werking van biologische fosforverwijderingsinstallaties werd opgemerkt dat bij het monitoren van de stikstofverwijdering één nuttige meting de meting van het redoxpotentieel Eh is. De waarde van Eh (bij constante pH) wordt bepaald door de balans van oxidatiemiddelen en reductiemiddelen in de oplossing, d.w.z. het vermogen om elektronen te accepteren of te doneren, evenals de aard van het oxidatiemiddel en het reductiemiddel. De waarde van Eh daalt aanzienlijk wanneer de oxidatiemiddelen in de volgende volgorde veranderen: opgeloste zuurstof, nitrieten en nitraten, sulfaten. Het gebruik van de Eh-sensor maakt het dus mogelijk om de rol van nitrieten en nitraten in de processen die plaatsvinden in de anaërobe zone, en de verhouding tussen oxidatiemiddel en organisch materiaal, te evalueren.

Daarom is het gebruik van Eh om de anaerobe zone te controleren een vrij eenvoudige en betrouwbare methode.

Om de optimale waarde van Eh te behouden, is het met de beschouwde technologie mogelijk om het debiet Q2 en de concentratie van nitraten CNO3 te regelen.

Debietregeling wordt heel eenvoudig geïmplementeerd door het gebruik van een pomp met behulp van frequentieregelaars, en wordt over het algemeen gebruikt in alle schema's met op UCT gebaseerde processen, maar dit heeft invloed op het regelbereik (beperkt tot ±30%). Het is minder irrationeel om het recycledebiet te verlagen, omdat dit in tegenspraak is met de hoofdtaak van dit recycleproces: het leveren van actief slib aan de anaerobe zone. Het verder vergroten ervan is ook onpraktisch, omdat bij een toenemend debiet niet alleen de massa van het aangevoerde slib toeneemt, maar ook de tijd die in de anaërobe zone wordt doorgebracht afneemt.

Om de concentratie CNO3-nitraat onder controle te houden zijn er verschillende mogelijkheden. De eerste optie is om de massa van de inkomende stikstof in de denitrificatie-recycle Q4CNO3-output te controleren door de stroomsnelheid van Q4 te veranderen. Dit regelprincipe is het gemakkelijkst te implementeren: de nitraatconcentratie wordt direct aan het einde van de denitrificatiezone gemeten en de pomp wordt geregeld door een frequentieregelaar. Controle van deze recycling wordt gebruikt in de meeste schema's met stikstofverwijdering en gecombineerde stikstof- en fosforverwijdering. De regulering van deze recycling wordt technisch beperkt door de mogelijkheden van gezamenlijke werking van de pomp en frequentieregelaar, en technologisch door het bereiken van de vereiste concentratie nitraten in gezuiverd water.

Op soortgelijke wijze kan de massa van de inkomende stikstof Q3CNO3-uitvoer worden geregeld door de stroomsnelheid van Q3 te veranderen. Dit type regeling is ingewikkelder, omdat de stroom retourslib in de regel niet door een pomp wordt geregeld, maar door stuwen op de retourslibkamers, en de pomp secundair wordt geregeld door het niveau in de tank. Ook wordt dit type regeling technisch beperkt door het verhogen van het slibniveau in de secundaire bezinktank LeSL (zie figuur 8) terwijl het recycledebiet wordt verlaagd. Dergelijke regelgeving wordt toegepast in technologische schema's die zijn gemaakt op basis van het MUCT4-proces - met de toewijzing van een aparte zone voor denitrificatie van retourslib. In dit geval is het wenselijk om het slibniveau in secundaire bezinktanks te controleren.

Een andere optie voor het regelen van de hoeveelheid stikstof die de denitrificeerder (Q3 + Q4)∙CNO3-uitvoer binnenkomt, is het regelen van de concentratie nitraatstikstof in het gezuiverde water. Deze controlemethode wordt in de regel gebruikt in combinatie met de regeling van het denitrificatie-recirculatiedebiet, in aanwezigheid van zones met variabele regimes. Het Qair1-luchtdebiet wordt gebruikt om de nitridenitrificatie in zones met variabele modus te regelen.

Het verlagen van de concentratie opgeloste zuurstof tot het niveau van gelijktijdige nitride-denitrificatie of het periodiek uitschakelen van de luchttoevoer gebeurt altijd met terugkoppeling op de concentratie ammoniumstikstof NH4, om het nitrificatieproces niet te verstoren. In dit geval moet er een wijziging worden aangebracht in de berekening van de aërobe leeftijd.

Voor zones met periodieke beluchting wordt de aërobe leeftijd berekend als:

waarbij TA/TD de verhouding is tussen beluchtingstijd en denitrificatietijd;
W is het volume van de beluchtingstankzone, m3;
ai - slibdosis, g/l;
ar = de dosis slib in het retourslib, g/l;
qi - verbruik van overtollig slib, m3/dag.

Beluchtingstanks van het type “Carrousel”.

In sommige projecten worden beluchtingstanks met een “carrousel” mengprincipe gebruikt om het nitri-denitrificatieproces te organiseren. In dit geval moet men bij het organiseren van regelgeving onderscheid maken tussen twee fundamenteel verschillende gevallen.

Het eerste geval is een “korte carrousel” (Fig. 9). Als bij de uitgang van het beluchtingssysteem de concentratie opgeloste zuurstof wordt gehandhaafd die optimaal is voor het nitrificatieproces, dan heeft de concentratie opgeloste zuurstof tijdens het passeren van de stroom van de uitgang van het beluchtingssysteem naar de retour geen tijd te verlagen tot het niveau van denitrificatieprocessen. In dit geval is het waar:

waarbij L de lengte is van het einde tot het begin van het beluchtingssysteem (m), v de snelheid is van de waterbeweging in de “carrousel” (m/sec), CO2 de concentratie is
zuurstof na het beluchtingssysteem (mg/l), OUR - gemiddeld zuurstofverbruik (mgO2/g DM per seconde), ai - slibdosis (g/l).
De gemiddelde reisafstand voor zuurstofverlies bedraagt ​​50 meter.
Dergelijke structuren werken optimaal in de periodieke beluchtingsmodus, die wordt geregeld door sensoren voor opgeloste zuurstof en ammoniumstikstof. Op basis van de ammoniumstikstofconcentratie wordt de luchttoevoer aan/uit geschakeld.

Een fundamenteel ander geval is de “lange carrousel” (L/v››CO2 / (OUR∙ai), waarbij de reistijd het mogelijk maakt om zuurstof terug te brengen tot het denitrificatieoptimum en de denitrificatiezone in de ruimte in de “carrousel” te benadrukken. (Afb. 10).

In dit geval is het mogelijk om de lengte van de denitrificatiezone te regelen, d.w.z. plaats een gebied met variabele modus in een “carrousel”. De zone met variabele modus wordt geregeld volgens het algemene principe: het in- en uitschakelen van de Qair1-luchttoevoer wordt uitgevoerd met behulp van een ammoniumstikstofsensor. Wanneer het beluchtingssysteem is ingeschakeld, wordt de zuurstofconcentratie op het nitrificatieoptimum gehouden volgens de O2(1)-zuurstofsensor. Lucht wordt toegevoerd aan het deel van de carrousel, dat altijd aëroob is, via een zuurstofsensor O2(2), gelegen aan het einde van de aerobe zone en die zorgt voor de start van het denitrificatieproces op het punt van de toevoer van afvalwater.

Handhaving van opgeloste zuurstofconcentraties in beluchte ruimtes

Het handhaven van de concentratie opgeloste zuurstof in beluchte zones kan met verschillende algoritmen gebeuren.
Laten we hun voor- en nadelen eens nader bekijken.
Directe luchtstroomregeling wordt getoond in Fig. elf.
Dit is het eenvoudigste regelalgoritme om te implementeren. Een dergelijke regeling kan rechtstreeks worden uitgevoerd vanaf de ingebouwde controllers van apparaten voor het bepalen van de concentratie opgeloste zuurstof. Deze methode heeft de volgende beperkingen:
. Er is geen bescherming voor de minimale luchtstroom - als het debiet wordt verlaagd, kan de minimale beluchtingsintensiteit worden geschonden, waardoor het slibmengsel gelaagd wordt en het slib naar de bodem van de beluchtingstank valt.
. Er is geen bescherming voor maximale luchtstroom - bij een toename van de luchtstroom zijn langdurige overbelasting van het beluchtingssysteem mogelijk.
. Er is geen terugkoppeling op ammoniumstikstof.

Deze methode wordt aanbevolen voor aanvullende regeling van de luchtstroom in individuele beluchte zones langs de lengte van de beluchtingstank; deze is niet toepasbaar voor zones met variabele modus en bij het regelen van het gehele beluchtingssysteem met een klep op het hoofdluchtkanaal, aangezien dit mogelijk is leiden tot schendingen van de reinigingstechnologie en een afname van de levensduur van het beluchtingssysteem.

De tweede regelmethode is een eentraps luchtstroomregelalgoritme (Fig. 12). In dit geval wordt op basis van het resultaat van het vergelijken van de gespecificeerde en huidige zuurstofconcentratie een nieuwe waarde van de luchtstroom berekend, die door de klep wordt gehandhaafd volgens de stroommeter.

Dit regelalgoritme is veel betrouwbaarder en is het belangrijkste algoritme dat wordt gebruikt voor het regelen van de luchtstroom, inclusief één demper op het hoofdluchtkanaal.

In dit geval is het mogelijk om zowel de minimale als de maximale luchtstroom te handhaven, waardoor een minimale beluchtingsintensiteit wordt gegarandeerd en overbelasting van het beluchtingssysteem wordt voorkomen. Er is alleen geen verband met de concentratie ammoniumstikstof.

Als het nodig is om het signaal van een ammoniumstikstofsensor te gebruiken, wordt het meest complexe tweetrapsregelalgoritme gebruikt (Fig. 13).

In dit geval wordt, naast de regeling van de luchtstroom volgens het vorige principe, een verandering in het "instelpunt" voor opgeloste zuurstof toegevoegd op basis van de resultaten van het meten van de concentratie ammoniumstikstof. Dit is het meest complexe besturingsalgoritme en het duurste qua instrumentatie. Het wordt aanbevolen om te worden gebruikt in gebieden met variabele regimes om de diepste denitrificatie te verkrijgen en tegelijkertijd de kwaliteit van de ammoniak-stikstofzuivering te behouden.

Slibleeftijdscontrole

Het beheersen van de ouderdom van slib is een langzaam proces, dat in principe kan worden uitgevoerd door een automatiseringssysteem of door een operator. Bij het handhaven van de ouderdom is het belangrijkste de zogenaamde “dynamische slibleeftijd”, berekend tijdens het modelleren – de gemiddelde waarde voor het laatste tijdsinterval dat overeenkomt met de berekende ouderdom. Op veel bedrijventerreinen wordt de slibleeftijd niet of niet goed gecontroleerd, omdat de definitie van groei wordt berekend met behulp van verschillende (vaak verouderde) formules.

De concentratie slib in de slibrecyclage uit secundaire bezinktanks kan op basis van de massabalans worden berekend:

Voor installaties waar al het actiefslib aan de kop van de beluchtingstank wordt toegevoerd, kan de actuele slibleeftijd als volgt worden berekend:

waarbij SAt de totale leeftijd van het slib is, Wat het totale volume van de beluchtingstank is, Qi het verbruik van overtollig slib is en Ri de slibrecirculatiecoëfficiënt is.

Als er een anaerobe zone is, waar slib wordt aangevoerd vanuit de denitrificatiezone, is de dosis slib daarin kleiner en afhankelijk van de recirculatiecoëfficiënt naar de anaerobe zone. In dit geval wordt de dosis slib in het anaërobe deel berekend:

waarbij: aan de dosis slib in het anaërobe deel van de constructie is, ai de dosis slib in de anoxische en aërobe zones is, Ra de recirculatiecoëfficiënt naar de anaërobe zone is.

Dan is de totale leeftijd van slib in dergelijke constructies:

Deze methode voor het berekenen van de leeftijd houdt alleen rekening met de kostenwaarden en is veel eenvoudiger te implementeren bij het automatiseren van de controle.

Voorbeeld van een controleschema voor een afvalwaterzuiveringsinstallatie

Concluderend zullen we een controleschema voor twee gangbeluchtingstanks overwegen met behulp van het UCT-proces, ontwikkeld met behulp van de beschreven principes voor in de stad Kirov (Fig. 14).

Het beperken van de massa nitraten die de anaërobe zone binnendringt, wordt bereikt door de recyclestroom naar de anaërobe zone te reguleren met behulp van de Eh-sensor en door de denitrificatierecyclage te reguleren met behulp van de NO3-nitraatstikstofsensor in de denitrificatiezone. Er is een voorziening getroffen voor automatische regeling van het “setpoint” van NO3 als het onmogelijk is om een ​​bepaald bereik aan Eh-waarden te bereiken door de recycling aan te passen aan de anaerobe zone. Om de anaerobe zone onder ongunstige omstandigheden als denitrificeerder te gebruiken, moet de operator een hoger “setpoint” Eh invoeren.

De algemene regeling van de concentratie opgeloste zuurstof vindt plaats volgens een tweetrapsprincipe van de O2-zuurstofsensor en de Qair-luchtstroommeter met behulp van een gemeenschappelijke klep op het luchtkanaal. Het bereiken van een constante zuurstofconcentratie over de hele lengte van de beluchtingstank wordt verzekerd door de dichtheid van de beluchters te veranderen. Omdat aan het begin van de aërobe zone de schommelingen in het debiet bij handhaving van een bepaalde concentratie minder uitgesproken zijn, wordt voor het aanpassen van het luchtdebiet in deze zone een eentraps regelprincipe met een extra zuurstofsensor gebruikt.

De berekening van de ouderdom van het slib gebeurt automatisch volgens het beschreven principe door het meten van debieten. Aanpassingen aan de geloosde slibmassa en de optimale leeftijd moeten door de exploitant worden uitgevoerd.

conclusies

Het gebruik van wiskundige modellen maakt het mogelijk om de basisprincipes te bepalen van het ontwerpen van automatische regelsystemen voor beluchtingstanks met biologische verwijdering van stikstof en fosfor.

Om het fosforverwijderingsproces te beheersen, is het noodzakelijk om de invloed van nitraten die de anaerobe zone binnenkomen met recirculatiestromen, waarbij de massa nitraatstikstof in de recirculatiestromen wordt gecontroleerd, tot een minimum te beperken. De belangrijkste methode om de massa nitraatstikstof die de anaerobe zone binnenkomt te beheersen, is het beheersen van het denitrificatieproces door de recirculatiestroomsnelheden te wijzigen
en zuurstofregime in gebieden met een variabel regime.

Het is rationeel om het proces in de anaerobe zone te monitoren met behulp van een sensor voor oxidatie-reductiepotentieel.

Om het nitrificatieproces in stand te houden, moeten het zuurstofregime en de aërobe ouderdom van het slib worden gecontroleerd.

Bij het bouwen van een systeem moeten de volgende prioriteiten in acht worden genomen: het in stand houden van het nitrificatieproces, het in stand houden van het denitrificatieproces, en pas dan - biologische fosforverwijdering.

Invoering

1. Structuur van automatische controlesystemen

2. Verzendingscontrole

3. Toezicht op de werking van behandelingsfaciliteiten

Bibliografie

Invoering

Automatisering van biologische afvalwaterzuivering - het gebruik van technische middelen, economische en wiskundige methoden, controle- en managementsystemen, waardoor mensen geheel of gedeeltelijk worden bevrijd van deelname aan de processen die plaatsvinden in zandvangers, primaire en secundaire bezinkingstanks, beluchtingstanks, ossentanks en andere constructies bij een biologische zuiveringsinstallatie Afvalwater.

De belangrijkste doelstellingen van de automatisering van afvalwatersystemen en -constructies zijn het verbeteren van de kwaliteit van de waterafvoer en de afvalwaterzuivering (ononderbroken afvoeren en pompen van afvalwater, kwaliteit van de afvalwaterzuivering, enz.); het verlagen van de bedrijfskosten; het verbeteren van de arbeidsomstandigheden.

De belangrijkste functie van systemen en constructies voor biologische afvalwaterzuivering is het vergroten van de betrouwbaarheid van de constructies door de staat van de apparatuur te monitoren en automatisch de betrouwbaarheid van informatie en de stabiliteit van de constructies te controleren. Dit alles draagt ​​bij aan de automatische stabilisatie van technologische procesparameters en kwaliteitsindicatoren van afvalwaterzuivering, een snelle reactie op storende invloeden (veranderingen in de hoeveelheid geloosd afvalwater, veranderingen in de kwaliteit van behandeld afvalwater). Snelle detectie draagt ​​bij aan de lokalisatie en eliminatie van ongevallen en storingen in de werking van procesapparatuur. Zorgen voor opslag en snelle verwerking van gegevens en deze in de meest informatieve vorm presenteren op alle managementniveaus; data-analyse en ontwikkeling van controleacties en aanbevelingen aan productiepersoneel coördineert het beheer van technologische processen, en automatisering van documentvoorbereiding en -verwerking maakt het mogelijk de documentstroom te versnellen. Het uiteindelijke doel van automatisering is het verhogen van de efficiëntie van beheeractiviteiten.

1 Structuur van automatische besturingssystemen

Binnen elk systeem zijn er de volgende structuren: functioneel, organisatorisch, informatief, software, technisch.

De basis voor het creëren van een systeem is de functionele structuur, terwijl de overige structuren worden bepaald door de functionele structuur zelf.

Op basis van hun functionaliteit is elk besturingssysteem verdeeld in drie subsystemen:

· operationele controle en beheer van technologische processen;

· operationele planning van technologische processen;

· berekening van technische en economische indicatoren, analyse en planning van het drainagesysteem.

Bovendien kunnen subsystemen volgens het criterium van efficiëntie (duur van functies) worden onderverdeeld in hiërarchische niveaus. Groepen van vergelijkbare functies van hetzelfde niveau worden gecombineerd in blokken.

De functionele structuur van het geautomatiseerde besturingssysteem voor het exploiteren van behandelingsfaciliteiten wordt getoond in Figuur 1.

Fig. 1 Functionele structuur van het geautomatiseerde besturingssysteem voor

2 Verzendingscontrole

De belangrijkste technologische processen die door de coördinator van biologische worden gecontroleerd en beheerd, zijn:

· het lossen van zand uit zandvangers en ruw sediment uit primaire bezinkingstanks;

· stabilisatie van de pH-waarde van het water dat de beluchtingstanks binnenkomt op een optimaal niveau;

· het lozen van giftig afvalwater in een noodcontainer en de daaropvolgende geleidelijke toevoer naar beluchtingstanks;

· het lozen van een deel van de waterstroom in de opslagtank of het pompen van water daaruit;

· distributie van afvalwater tussen parallel werkende beluchtingstanks;

· verdeling van afvalwater over de lengte van de beluchtingstank voor een dynamische herverdeling van het werkvolume tussen de oxidator en de regenerator om slib op te hopen en de gemiddelde dagelijkse kwaliteit van gezuiverd water te verhogen;

· luchttoevoer om de optimale concentratie opgeloste zuurstof over het gehele volume van de beluchtingstank te behouden;

· aanvoer van retouractief slib om een ​​constante belasting van organische stof op het slib te behouden;

· lossen van slib uit secundaire bezinktanks;

· verwijdering van overtollig actief slib uit beluchtingstanks om de optimale ouderdom ervan te behouden;

· het in- en uitschakelen van pompen en ventilatoren om de energiekosten voor het verpompen van water, slib, sediment en lucht te minimaliseren.

Bovendien worden de volgende signalen verzonden van gecontroleerde objecten naar controlecentra: nooduitschakeling van apparatuur; verstoring van het technologische proces; maximale afvalwaterniveaus in tanks; maximale concentratie van explosieve gassen in productieruimten; maximale chloorconcentratie in de gebouwen van de chloreringsinstallatie.

Indien mogelijk moeten de gebouwen van de controlekamers zich dicht bij technologische structuren bevinden (pompstations, blaasstations, laboratoria, enz.), aangezien controleacties worden uitgevoerd aan verschillende elektronische en pneumatische regelaars of rechtstreeks aan actuatoren. Controlekamers zullen voorzien in aanvullende gebouwen (toiletten, badkamers, opslagruimten en reparatiewerkplaatsen).

3 Toezicht op de werking van zuiveringsinstallaties

Op basis van technologische controle- en procescontrolegegevens wordt voorspeld dat het afvalwaterstroomschema, het kwaliteits- en energieverbruikschema de totale kosten van waterbehandeling zullen minimaliseren. Het toezicht op en het beheer van deze processen wordt uitgevoerd met behulp van een computersysteem dat werkt in de vorm van een coördinator-adviseur of automatische controle.

Een hoogwaardige controle van het proces en een geoptimaliseerd beheer ervan kunnen worden gegarandeerd door het meten van parameters zoals de mate van afvalwatertoxiciteit voor micro-organismen in actief slib, de intensiteit van bio-oxidatie, BZV van binnenkomend en gezuiverd water, slibactiviteit en andere die niet kunnen worden bepaald. door directe meting. Deze parameters kunnen worden bepaald door berekening op basis van het meten van de snelheid van het zuurstofverbruik in technologische tanks met een klein volume met een speciale laadmodus. De snelheid van het zuurstofverbruik wordt bepaald door de tijd van afname van de concentratie opgeloste zuurstof van maximale naar minimale gespecificeerde waarden wanneer de beluchting is uitgeschakeld of door de afname van de concentratie opgeloste zuurstof gedurende een bepaalde tijd onder dezelfde omstandigheden. De meting wordt uitgevoerd in een cyclische installatie, bestaande uit een technologische eenheid en een microprocessorcontroller die de metercomponenten aanstuurt en de snelheid van het zuurstofverbruik berekent. De tijd van één meetcyclus bedraagt ​​10-20 minuten, afhankelijk van de snelheid. De technologische unit kan worden geïnstalleerd op de servicebrug van een beluchtingstank of een aërobe stabilisator. Het ontwerp zorgt ervoor dat de meter in de winter buiten kan werken. De snelheid van het zuurstofverbruik kan continu worden bepaald in reactoren met een groot volume bij een constante snelheid. toevoer van actief slib, afvalwater en lucht. Het systeem is voorzien van vlakstraaldispensers met een capaciteit van 0,5-2 en 1 uur. Eenvoud van ontwerp en hoge waterdebieten zorgen voor een hoge betrouwbaarheid van metingen in industriële omstandigheden. Met de meters kunnen de organische vrachten continu worden gemonitord. Een grotere nauwkeurigheid en gevoeligheid bij het meten van de snelheid van het zuurstofverbruik worden geleverd door manometrische meetsystemen die zijn uitgerust met afgesloten reactoren, waarvan de druk wordt gehandhaafd door de toevoeging van zuurstof. De zuurstofbron is gewoonlijk een elektrolysator die wordt bestuurd door een gepulseerd of continu drukstabilisatiesysteem. De hoeveelheid toegevoerde zuurstof is een maat voor de snelheid waarmee deze wordt verbruikt. Dit type meters zijn bedoeld voor laboratoriumonderzoek en BZV-meetsystemen.

Het belangrijkste doel van het luchttoevoercontrolesysteem is het handhaven van gespecificeerde concentraties opgeloste zuurstof door het gehele volume van de beluchtingstank. Een stabiele werking van dergelijke systemen kan worden gegarandeerd als het signaal van niet alleen een zuurstofmeter wordt gebruikt voor de controle, maar ook het afvalwaterdebiet of het zuurstofverbruik in de actieve zone van de beluchtingstank.

Regulering van beluchtingssystemen maakt het mogelijk om het technologische reinigingsregime te stabiliseren en de gemiddelde jaarlijkse energiekosten met 10-20% te verlagen. Het aandeel van het energieverbruik voor beluchting bedraagt ​​30-50% van de kosten van biologische zuivering, en het specifieke energieverbruik voor beluchting varieert van 0,008 tot 2,3 kWh/m.

Typische controlesystemen voor het vrijkomen van slib handhaven een vooraf bepaald grensvlakniveau tussen slib en water. De interfaceniveaufotosensor wordt aan de zijkant van de bezinktank in de stagnatiezone geïnstalleerd. De kwaliteit van de regeling van dergelijke systemen kan worden verbeterd als een ultrasone interfaceniveaudetector wordt gebruikt. Een hogere kwaliteit gezuiverd water kan worden verkregen als voor de regeling gebruik wordt gemaakt van een peilmeter van het slib-watergrensvlak.

Om het slibregime niet alleen in bezinkingstanks, maar ook in het gehele systeem van beluchtingstank, retourslibpompstation en secundaire bezinkingstank te stabiliseren, is het noodzakelijk om een ​​bepaalde recirculatiecoëfficiënt te handhaven, dat wil zeggen, zodat het debiet van de geloosde slib is evenredig met de stroomsnelheid van het binnenkomende afvalwater. Het slibslibniveau wordt gemeten om indirect veranderingen in de slibindex of een storing in het slibmengselstroomregelsysteem te monitoren.

Bij het reguleren van de afvoer van overtollig slib is het noodzakelijk om de hoeveelheid slib te berekenen die gedurende de dag is gegroeid om alleen het volwassen slib uit het systeem te verwijderen en de ouderdom van het slib te stabiliseren. Dit zorgt voor een hoge slibkwaliteit en optimale biooxidatiesnelheden. Door het ontbreken van actiefslibconcentratiemeters kan dit probleem worden opgelost met behulp van zuurstofverbruiksmeters de snelheid van de slibgroei en de snelheid van het zuurstofverbruik zijn met elkaar verbonden. De rekeneenheid van het systeem integreert de hoeveelheid zuurstofverbruik en de hoeveelheid verwijderde slib en past één keer per dag het gespecificeerde verbruik van overtollig slib aan. Het systeem kan worden gebruikt voor zowel continue als periodieke afvoer van overtollig slib.

Bij oxytanks worden hogere eisen gesteld aan de kwaliteit van het handhaven van het zuurstofregime vanwege het gevaar van slibintoxicatie bij hoge concentraties opgeloste zuurstof en een sterke afname van de zuiveringssnelheid bij lage concentraties. Bij het gebruik van zuurstoftanks is het noodzakelijk om zowel de zuurstoftoevoer als de afvoer van afgassen te controleren. De zuurstoftoevoer wordt geregeld door de druk van de gasfase of door de concentratie opgeloste zuurstof in de kern. De afvoer van afgassen wordt geregeld in verhouding tot het afvalwaterdebiet of in functie van de zuurstofconcentratie in het behandelde gas.

Bibliografie

1. Voronov Yu.V., Yakovlev S.V. Waterafvoer en afvalwaterzuivering / leerboek voor universiteiten: – M.: Uitgeverij van de Vereniging van Bouwuniversiteiten, 2006 – 704 p.

Automatisering van

De omvang van de automatiseringswerkzaamheden moet in elk specifiek geval worden bevestigd door economische efficiëntie en sanitaire effecten.

Bij zuiveringsinstallaties kan het volgende worden geautomatiseerd:

1. apparaten en instrumenten die veranderingen in procesomstandigheden tijdens normaal bedrijf registreren;
2. apparaten en instrumenten die ongelukken lokaliseren en snel schakelen garanderen;
3. ondersteunende processen bij de werking van constructies, vooral voor pompstations (vulpompen, pompen van drainagewater, ventilatie, enz.);
4. afdie een behandeling hebben ondergaan.

Naast een uitgebreide automatiseringsoplossing is het raadzaam om individuele technologische processen te automatiseren: distributie van afvalwater over structuren, regeling van neerslag- en slibniveaus.

Gedeeltelijke automatisering moet in de toekomst de mogelijkheid bieden van een transitie naar een alomvattende automatisering van de gehele technologische cyclus.

De relatief kleine implementatie van automatische regeleenheden in de afvalwaterzuiveringstechnologie bij bedrijven in de voedingsindustrie wordt verklaard door het feit dat de meeste zuiveringsinstallaties een lage of gemiddelde productiviteit hebben, waardoor de kapitaalkosten voor automatisering vaak in aanzienlijke bedragen worden uitgedrukt en niet kunnen worden gecompenseerd door overeenkomstige besparing op bedrijfskosten. In de toekomst zal het automatisch doseren van reagentia en het monitoren van de efficiëntie van de afvalwaterzuivering op grote schaal worden toegepast in.

De technische vereisten voor de automatisering van afvalwaterzuiveringsprocessen kunnen als volgt worden samengevat:

1. elk automatisch controlesysteem moet lokale controle van individuele mechanismen tijdens inspectie en reparatie mogelijk maken;
2. de mogelijkheid om twee methoden tegelijkertijd te besturen (bijvoorbeeld automatisch en lokaal) moet worden uitgesloten;
3. de overdracht van het systeem van handmatige bediening naar automatische bediening mag niet gepaard gaan met het uitschakelen van de werkende mechanismen;
4. het automatische regelcircuit moet de normale stroom van het technologische proces garanderen en de betrouwbaarheid en nauwkeurigheid van de installatie garanderen;
5. tijdens een normale uitschakeling van de unit moet het automatiseringscircuit gereed zijn voor de volgende automatische start;
6. de aanwezige vergrendeling moet de mogelijkheid van automatische start of start op afstand na een nooduitschakeling van de unit uitsluiten;
7. in alle gevallen van verstoring van de normale werking van een geautomatiseerde installatie moet een alarmsignaal worden verzonden naar een station met constante dienst.

1. pompstations - hoofdunits en drainagepompen; in- en uitschakelen afhankelijk van het vloeistofniveau in tanks en putten, automatisch schakelen bij uitval van één pomp naar een reservepomp; het geven van een geluidssignaal bij uitval van pompinstallaties of overlopen van het niveau in de opvangtank;
2. drainageputten - alarm op noodniveau;
3. drukkleppen van pompeenheden (bij het starten van de eenheid op een gesloten klep) - openen en sluiten, gekoppeld aan de werking van de pompen;
4. mechanische harken - werk volgens een bepaald programma;
5. elektrische verwarmingsapparaten - elektrische verwarmingsapparaten in- en uitschakelen afhankelijk van de kamertemperatuur;
6. ontvangsttanks van slibpompstations - resuspensie van afvalvloeistof;
7. drukleidingen van slibgemalen - leegmaken na stoppen van de pompen;
8. bouwroosters met mechanische reiniging - mechanische harken in- en uitschakelen afhankelijk van het niveauverschil voor en na het rooster (verstopping van het rooster) of volgens een tijdschema;
9. zandvangers - het inschakelen van de hydraulische lift om zand weg te pompen volgens een tijdschema of afhankelijk van het zandniveau, waarbij automatisch een constant debiet wordt gehandhaafd;
10. bezinktanks, contacttanks - vrijgeven (verpompen) van slib (sediment) volgens een tijdschema of afhankelijk van het slibniveau; bediening van schraapmechanismen volgens een tijdschema of afhankelijk van het slibniveau; het openen van de hydraulische klep bij het starten van de beweegbare schraperbalk;
11. afvalwaterneutralisatiestations, chloreringsstations op basis van doornige kalk - dosering van het reagens afhankelijk van de afvalwaterstroom.

Een kenmerkend kenmerk van afvalwater van bedrijven in de voedingsindustrie is het ontbreken van stikstof- en fosfornormen voor biochemische processen.

Daarom is het nodig om ontbrekende elementen toe te voegen in de vorm van voedingsstoffen.

De toepassing van additieven gaat gepaard met de moeilijkheid om de hoeveelheid additieven aan te passen, afhankelijk van de omvang van de afvalwaterinstroom en de verontreinigingen. Rekening houdend met de veranderende stroming van afvalwater, is het doseren van voedingsstoffen bijzonder moeilijk. Om de stroming van afvalwater te meten heeft het Soyuzvodokanalproekt Instituut daarom een ​​automatiseringsschema ontwikkeld waarbij diafragma's en vlotters drukverschilmeters van het type DEMP-280 met inductie aangeven Er worden sensoren gebruikt.

Pulsen van de verschildrukmeter worden doorgegeven aan de elektronische verhoudingsregelaar ERS-67, die, met behulp van een elektrische actuator van het MG-type, die op de regelklep inwerkt, het verbruik van voedingsstoffen in overeenstemming brengt met de grootte van de afvalwaterinstroom. In dit geval wordt de noodzakelijke berekende verhouding tussen het verbruik van afvalwater en voedingsstoffen aan de toezichthouder ingesteld, afhankelijk van de verandering in de concentratie van verontreinigende stoffen in het afvalwater dat de zuiveringsinstallatie binnenkomt.