Автоматизация биологической очистки сточных вод — применение технических средств, экономико-математических методов, систем контроля и управления, частично или полностью освобождающих человека от участия в процессах, происходящих в песколовках, первичных и вторичных отстойниках, аэротенках, оксшпенках и др. сооружениях на станции биологической очистки сточных вод.
Главные цели автоматизации систем и сооружений водоотведения состоят в улучшении качества водоотведения и очистки сточной воды (бесперебойность отведения и перекачки сточных вод, качество очистки сточных вод и др.); сокращении эксплуатационных затрат; улучшении условий труда.
Основной функцией систем и сооружений биологической очистки сточных вод является повышение надежности работы сооружений путем контроля состояния оборудования и автоматической проверки достоверности информации и стабильности работы сооружений. Всё это способствуют автоматической стабилизации параметров технологических процессов и показателей качества очистки сточных вод, оперативной реакции на возмущающие воздействия (изменение количества отводимой сточной воды, изменение качества очищенной сточной воды).
Оперативное обнаружение способствует локализации и ликвидации аварий и сбоев в работе технологического оборудования. Обеспечение хранения и оперативной обработки данных и представление их в наиболее информативном виде на всех уровнях управления; анализ данных и выработка управляющих воздействий и рекомендаций производственному персоналу координирует управление технологическими процессами, а автоматизация подготовки и обработки документов позволяет ускорять документооборот. Конечной целью автоматизации является повышение эффективности управленческой деятельности.
1 Структура систем автоматического управления
Внутри каждой системы имеются следующие структуры: функциональная, организационная, информационная, программная, техническая.
Основой создания системы является функциональная структура, при этом остальные структуры определяются самой функциональной структурой.
По функциональному признаку каждая системы управления подразделяется на три подсистемы:
- оперативный контроль и управление технологическими процессами;
- оперативное планирование технологических процессов;
- расчет технико-экономических показателей, анализ и планирование работы системы водоотведения.
Кроме того, подсистемы могут быть разделены по критерию оперативности (длительности выполнения функций) на иерархические уровни. Группы однотипных функций одного уровня объединяются в блоки.
Расчет сооружений механической очистки сточных вод
... = 180 (мг/л). БПКполн. промышленных стоков Сбпк.псв = 250 (мг/л); 2.3 Расчет концентраций смеси сточных вод Так как на очистные сооружения сточная вода поступает как смесь бытовых и промышленных стоков необходимо ... е-0,149·10000?) / (1 + (5.2 / 0,463) е-0,149 10000?) =0,96 3.3 Расчет необходимой степени очистки сточных вод по взвешенным веществам ? QP)/q ст)) + Ср (3.4) ? - коэффициент смешения, 0,96 ...
Функциональная структура АСУ работы очистными сооружениями приведена на рисунке 1.
Рис.1 Функциональная структура АСУ работы очистными сооружениями
2 Диспетчерское управление
Основные технологические процессы, контролируемые и управляемые диспетчером на сооружениях биологической очистки сточных вод это:
- выгрузка песка из песколовок и сырого осадка из первичных отстойников;
- стабилизация значения рН воды, поступающей в аэротенки, на оптимальном уровне;
- сброс токсичных сточных вод в аварийную емкость и последующая постепенная подача его в аэротенки;
- сброс части потока воды в накопитель или подкачка из него воды;
- распределение сточной воды между параллельно работающими аэротенками;
- распределение сточной воды по длине аэротенка для динамичного перераспределения рабочего объема между окислителем и регенератором с целью накопления ила и повышения среднесуточного качества очищенной воды;
- подача воздуха для поддержания во всем объеме аэротенка оптимальной концентрации растворенного кислорода;
- подача возвратного активного ила для поддержания постоянной нагрузки на ил по органическим веществам;
- выгрузка ила из вторичных отстойников;
- вывод избыточного активного ила из аэротенков для поддержания его оптимального возраста;
- включение в работу насосов и нагнетателей и их выключение для минимизации энергозатрат на перекачку воды, ила, осадка и воздуха.
Кроме того, с контролируемых объектов в диспетчерские пункты передаются следующие сигналы: аварийное отключение оборудования; нарушение технологического процесса; предельные уровни сточных вод в резервуарах; предельная концентрация взрывоопасных газов в производственных помещениях; предельная концентрация хлора в помещениях хлораторной.
Если это возможно, помещения диспетчерских пунктов следует Располагать недалеко от технологических сооружений (насосных станций, воздуходувных станций, лабораторий и т.д.), так как выдача управляющих воздействий производится на различные электронные и пневматические регуляторы или непосредственно на исполнительные механизмы. В диспетчерских пунктах предусматриваться вспомогательные помещения (комнаты отдыха, санузел, кладовая и ремонтная мастерская).
3 Контроль работы очистных сооружений
На основании данных технологического контроля и управления процессами прогнозируют график поступления сточной воды, ее качество и график энергопотребления для минимизации общих затрат на обработку воды. Контроль и управление этими процессами осуществляются с помощью вычислительного комплекса, работающего в режиме либо советчика диспетчера, либо автоматического управления.
Качественный контроль процесса и оптимизированное управление им могут быть обеспечены при измерении таких параметров, как степень токсичности сточной воды для микроорганизмов активного ила, интенсивность биоокисления, БПК поступающей и очищенной воды, активность ила и другие, которые нельзя определить непосредственным измерением. Указанные параметры могут быть определены путем расчета на основании измерения скорости потребления кислорода в технологических емкостях малого объема со специальным режимом нагрузки. Скорость потребления кислорода определяют по времени снижения концентрации растворенного кислорода от максимальных до минимальных заданных значений при отключении аэрации или по уменьшению концентрации растворенного кислорода за заданное время в тех же условиях. Измерение производят в установке циклического действия, состоящей из технологического блока и микропроцессорного контроллера, управляющего узлами измерителя и вычисляющего скорость потребления кислорода. Время одного цикла измерения составляет 10—20 мин в зависимости от скорости. Технологический блок может устанавливаться на мостике обслуживания аэротенка или аэробного стабилизатора. Конструкция обеспечивает работу измерителя на открытом воздухе в зимнее время.
Научная работа: Создание научных основ обеззараживания и очистки ...
... очистки воды на основе нанотехнологии с использованием электроактивационного метода и разработанные рекомендации по оптимизации технологических процессов очистки, путем установления физико-технических параметров метода и свойств питьевой воды. В ... действия из-за присутствия в воде антропогенных или взвешенных веществ не удается. В технологии обеззараживания и очистки сточных вод также нашел большое ...
Скорость потребления кислорода может определяться непрерывно в реакторах большого объема при пост. подаче активного ила, сточной воды и воздуха. Система снабжена дозаторами с плоской струей производительностью 0,5—2 и 1ч. Простота конструкции и большие расходы воды обеспечивают высокую надежность измерения в производственных условиях. Измерители могут быть использованы для непрерывного контроля нагрузки по органическим веществам. Большую точность и чувствительность измерения скорости потребления кислорода обеспечивают манометрические системы измерения, оборудованные герметичными реакторами, давление в которых поддерживается за счет добавки кислорода. Источником кислорода служит, как правило, электролизер, управляемый импульсной или непрерывной системой стабилизации давления. Кол-во поданного кислорода является мерой скорости его потребления. Измерители этого типа предназначены для лабораторных исследований и систем измерения БПК.
Основное назначение АСУ подачей воздуха — поддержание заданных концентраций растворенного кислорода во всем объеме аэротенка Стабильную работу таких систем можно обеспечить, если использовать для управления сигнал не только кислородомера, но и расхода сточной воды или скорости потребления кислорода в активной зоне аэротенка.
Регулирование систем аэрации позволяет стабилизировать технологический режим очистки и снизить среднегодовые затраты электроэнергии на 10—20%. Доля энергозатрат на аэрацию составляет 30— 50% себестоимости биологической очистки, а удельные энергозатраты на аэрацию изменяются от 0,008 до 2,3 кВт’ч/м .
Типовые системы управления выпуском ила поддерживают заданный уровень раздела ил — вода. Фотодатчик уровня раздела устанавливают у борта отстойника в застойной зоне. Качество регулирования подобных систем может быть улучшено, если применить ультразвуковой сигнализатор уровня раздела сред. Более высокое качество очищенной воды можно получить, если применить для регулирования следящий уровнемер раздела ил — вода.
Энергетический баланс процессов синтеза молекул кислорода, водорода и воды
... что электроны атомов водорода и кислорода в молекуле воды находятся при обычной температуре (1,48/2=0,74эВ) между четвертыми и пятыми энергетическими уровнями (табл.1,2). Рис. 5. Схема ... оказывается равной 2,56эВ. Существует немало экспериментальных данных показывающих, что в вентиляционных системах тепловая энергия циркулирующего воздуха превосходит электрическую энергию, затраченную на привод ...
Для стабилизации илового режима не только отстойников, но и всей системы аэротенк — насосная станция возвратного ила — вторичный отстойник необходимо поддерживать заданный коэффициент рециркуляции то есть, чтобы расход выгружаемого ила был пропорционален расходу поступающей сточной воды. Уровень стояния ила измеряется для косвенного контроля изменения илового индекса или неисправности системы регулирования расхода иловой смеси.
При регулировании сброса избыточного ила необходимо вычислять количество ила, приросшего в течение суток, для удаления из системы только приросшего ила и стабилизации возраста ила. Этим обеспечиваются высокое качество ила и оптимальная скорость биоокисления. Из-за отсутствия измерителей концентрации активного ила эту задачу можно решить с помощью измерителей скорости потребления кислорода, т.к. скорость роста ила и скорость потребления кислорода взаимосвязаны. Вычислительный блок системы интегрирует количество потребления кислорода и количество удаленного ила и 1 раз в сутки корректирует заданный расход избыточного ила. Система может использоваться как при непрерывном, так и при периодическом сбросе избыточного ила.
В окситенках предъявляются более высокие требования к качеству поддержания кислородного режима из-за опасности интоксикации ила при высоких концентрациях растворенного кислорода и резкого снижения скорости очистки при малых концентрациях. При эксплуатации окситенков необходимо управлять как подачей кислорода, так и сбросом отработанных газов . Подачу кислорода регулируют либо по давлению газовой фазы, либо по концентрации растворенного кислорода в активной зоне. Сброс отработанных газов регулируют либо пропорционально расходу сточной воды, либо по концентрации кислорода в обработанном газе.
Библиографический список
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/avtomatizatsiya-ochistki-stochnyih-vod-2/
1. Воронов Ю.В., Яковлев С.В. Водоотведение и очистка сточных вод/ учебник для ВУЗов: – М.: Издательство Ассоциации строительных вузов,2006 – 704с.
