Автоматизація біологічного очищення стічних вод
Химия

Автоматизація біологічного очищення стічних вод


Зміст

Вступ

1. Структура систем автоматичного керування

2. Диспетчерське управління

3. Контроль роботи очисних споруд

бібліографічний список

Вступ

Автоматизація біологічного очищення стічних вод — застосування технічних засобів, економіко-математичних методів, систем контролю та управління, що частково або повністю звільняють людину від участі в процесах, що відбуваються в пісковловлювачах, первинних і вторинних відстійниках, аеротенках, оксшпенках та ін. стічних вод.

Головні цілі автоматизації систем та споруд водовідведення полягають у покращенні якості водовідведення та очищення стічної води (безперебійність відведення та перекачування стічних вод, якість очищення стічних вод та ін.); скорочення експлуатаційних витрат; покращення умов праці.

Основною функцією систем та споруд біологічного очищення стічних вод є підвищення надійності роботи споруд шляхом контролю стану обладнання та автоматичної перевірки достовірності інформації та стабільності роботи споруд. Все це сприяють автоматичній стабілізації параметрів технологічних процесів і показників якості очищення стічних вод, оперативної реакції на впливи, що обурюють (зміна кількості відведеної стічної води, зміна якості очищеної стічної води). Оперативне виявлення сприяє локалізації та ліквідації аварій та збоїв у роботі технологічного обладнання. Забезпечення зберігання та оперативної обробки даних та подання їх у найбільш інформативному вигляді на всіх рівнях управління; аналіз даних та вироблення управляючих впливів та рекомендацій виробничому персоналу координує управління технологічними процесами, а автоматизація підготовки та обробки документів дозволяє прискорювати документообіг. Кінцевою метою автоматизації є підвищення ефективності управлінської діяльності.

1 Структура систем автоматичного керування

Усередині кожної системи є такі структури: функціональна, організаційна, інформаційна, програмна, технічна.

Основою створення системи є функціональна структура, у своїй інші структури визначаються найфункціональнішою структурою.

За функціональною ознакою кожна система управління поділяється на три підсистеми:

· Оперативний контроль та управління технологічними процесами;

· Оперативне планування технологічних процесів;

· Розрахунок техніко-економічних показників, аналіз та планування роботи системи водовідведення.

З іншого боку, підсистеми можна розділити за критерієм оперативності (тривалості виконання функцій) на ієрархічні рівні. Групи однотипних функцій одного рівня поєднуються в блоки.

Функціональна структура АСУ роботи очисними спорудами наведена малюнку 1.

clip_image002

Рис.1 Функціональна структура АСУ роботи очисними спорудами

2 Диспетчерське управління

Основні технологічні процеси, контрольовані та керовані диспетчером на спорудах біологічного очищення стічних вод.

· Вивантаження піску з пісколовок і сирого осаду з первинних відстійників;

· Стабілізація значення рН води, що надходить в аеротенки, на оптимальному рівні;

· Скидання токсичних стічних вод в аварійну ємність і подальша поступова подача його в аеротенки;

· Скидання частини потоку води в накопичувач або підкачування з нього води;

· розподіл стічної води між паралельно працюючими аеротенками;

· розподіл стічної води по довжині аеротенку для динамічного перерозподілу робочого об’єму між окислювачем та регенератором з метою накопичення мулу та підвищення середньодобової якості очищеної води;

· Подача повітря для підтримки у всьому обсязі аеротенку оптимальної концентрації розчиненого кисню;

· Подача зворотного активного мулу для підтримки постійного навантаження на мул по органічних речовин;

· Вивантаження мулу з вторинних відстійників;

· Виведення надлишкового активного мулу з аеротенків для підтримки його оптимального віку;

· Включення в роботу насосів та нагнітачів та їх вимикання для мінімізації енерговитрат на перекачування води, мулу, осаду та повітря.

Крім того, з контрольованих об’єктів до диспетчерських пунктів передаються такі сигнали: аварійне відключення обладнання; порушення технологічного процесу; граничні рівні стічних вод у резервуарах; гранична концентрація вибухонебезпечних газів у виробничих приміщеннях; гранична концентрація хлору у приміщеннях хлораторної.

Якщо це можливо, приміщення диспетчерських пунктів слід розташовувати недалеко від технологічних споруд (насосних станцій, повітродувних станцій, лабораторій і т.д.), так як видача керуючих впливів проводиться на різні електронні та пневматичні регулятори або безпосередньо на виконавчі механізми. У диспетчерських пунктах передбачатимуться допоміжні приміщення (кімнати відпочинку, санвузол, комора та ремонтна майстерня).

3 Контроль роботи очисних споруд

На підставі даних технологічного контролю та управління процесами прогнозують графік надходження стічної води, її якість та графік енергоспоживання для мінімізації загальних витрат на обробку води. Контроль та управління цими процесами здійснюються за допомогою обчислювального комплексу, що працює в режимі порадника диспетчера, або автоматичного управління.

Якісний контроль процесу та оптимізоване управління ним можуть бути забезпечені при вимірюванні таких параметрів, як ступінь токсичності стічної води для мікроорганізмів активного мулу, інтенсивність біоокислення, БПК і очищеної води, що надходить, активність мулу та інші, які не можна визначити безпосереднім вимірюванням. Зазначені параметри можуть бути визначені шляхом розрахунку виміру швидкості споживання кисню в технологічних ємностях малого обсягу зі спеціальним режимом навантаження. Швидкість споживання кисню визначають за часом зниження концентрації розчиненого кисню від максимальних до мінімальних заданих значень при відключенні аерації або зменшення концентрації розчиненого кисню за заданий час в тих же умовах. Вимірювання проводять в установці циклічної дії, що складається з технологічного блоку та мікропроцесорного контролера, що управляє вузлами вимірювача та обчислює швидкість споживання кисню. Час одного циклу виміру становить 10-20 хв залежно від швидкості. Технологічний блок може встановлюватися на містку обслуговування аеротенку або аеробного стабілізатора. Конструкція забезпечує роботу вимірювача на свіжому повітрі в зимовий час. Швидкість споживання кисню може визначатися безперервно у реакторах великого об’єму при пост. подачі активного мулу, стічної води та повітря. Система має дозатори з плоским струменем продуктивністю 0,5-2 і 1ч. Простота конструкції та великі витрати води забезпечують високу надійність виміру у виробничих умовах. Вимірювачі можуть бути використані для безперервного контролю навантаження органічних речовин. Велику точність і чутливість вимірювання швидкості споживання кисню забезпечують манометричні системи вимірювання, обладнані герметичними реакторами, тиск яких підтримується за рахунок добавки кисню. Джерелом кисню служить, як правило, електролізер, керований імпульсною або безперервною системою стабілізації тиску. Кількість поданого кисню є мірою швидкості його споживання. Вимірювачі цього типу призначені для лабораторних досліджень та систем вимірювання БПК.

Основне призначення АСУ подачею повітря — підтримання заданих концентрацій розчиненого кисню у всьому обсязі аеротенку Стабільну роботу таких систем можна забезпечити, якщо використовувати для керування сигналом не тільки киснедомера, а й витрати стічної води або швидкості споживання кисню в активній зоні аеротенка.

Регулювання систем аерації дозволяє стабілізувати технологічний режим очищення та знизити середньорічні витрати електроенергії на 10-20%. Частка енерговитрат на аерацію становить 30 — 50% собівартості біологічної очистки, а питомі енерговитрати на аерацію змінюються від 0,008 до 2,3 кВт / год.

Типові системи керування випуском мулу підтримують заданий рівень розділу мул – вода. Фотодатчик рівня розділу встановлюють біля відстійника в застійній зоні. Якість регулювання подібних систем може бути покращена, якщо застосувати ультразвуковий сигналізатор рівня розділу середовищ. Більш високу якість очищеної води можна отримати, якщо застосувати для регулювання слідкуючий рівнемір розділу мул — вода.

Для стабілізації мулового режиму не тільки відстійників, але і всієї системи аеротенк — насосна станція зворотного мулу — вторинний відстійник необхідно підтримувати заданий коефіцієнт рециркуляції тобто, щоб витрата мулу, що вивантажується, був пропорційний витраті стічної води, що надходить. Рівень стояння мулу вимірюється для непрямого контролю зміни мулового індексу або несправності системи регулювання витрати мулової суміші.

При регулюванні скидання надлишкового мулу необхідно обчислювати кількість мулу, що приріс протягом доби, для видалення з системи тільки мулу, що приріс, і стабілізації віку мулу. Цим забезпечуються висока якість мулу та оптимальна швидкість біоокислення. Через відсутність вимірників концентрації активного мулу це завдання можна вирішити з допомогою вимірювачів швидкості споживання кисню, т.к. швидкість зростання мулу та швидкість споживання кисню взаємопов’язані. Обчислювальний блок системи інтегрує кількість споживання кисню та кількість віддаленого мулу та 1 раз на добу коригує задану витрату надлишкового мулу. Система може використовуватися як при безперервному, так і за періодичного скидання надлишкового мулу.

В окситенках пред’являються більш високі вимоги до якості підтримки кисневого режиму через небезпеку інтоксикації мулу при високих концентраціях розчиненого кисню та різкого зниження швидкості очищення при малих концентраціях. При експлуатації окситенків необхідно керувати як подачею кисню, і скиданням відпрацьованих газів . Подачу кисню регулюють або за тиском газової фази, або концентрації розчиненого кисню в активній зоні. Скидання відпрацьованих газів регулюють або пропорційно витраті стічної води, або концентрації кисню в обробленому газі.

бібліографічний список

1. Воронов Ю.В., Яковлєв С.В. Водовідведення та очищення стічних вод/підручник для ВНЗ: — М.: Видавництво Асоціації будівельних вузів, 2006 — 704с.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *