Автоматизация биохимической очистки сточных вод

В процессах очистки сточных вод важное место занимает биохимическая очистка, которая характеризуется сложностью протекания процессов, разнооб­разием технологических схем, большой инерционностью и непрерывным изме­нением возмущающих факторов. Перечисленные особенности затрудняют ав­томатизацию процессов биохимической очистки. Сложность автоматического управления установками биохимической очистки заключается еще и в том, что большинство возмущающих факторов, которым подвергается ход процесса об­работки сточной воды, очень трудно поддается непрерывному измерению ав­томатическими устройствами.

Однако, несмотря на отмеченные особенности, в настоящее время на станциях биохимической очистки широко используются средства автоматиза­ции, обеспечивающие контроль основных параметров и регулирование режи­мов работы.

Наиболее сложными объектами автоматизации на сооружениях биохими­ческой очистки являются аэротенки, предназначенные для контроля технологи­ческих параметров и поддержания в оптимальных пределах количества воздуха и активного ила, вводимых в аэротенк.

В первую очередь рассмотрим средства контроля, необходимые для на­блюдения за работой оборудования и ходом протекания процессов в аэротенках. Обычно на станциях биохимической очистки сточных вод предусматрива­ется контроль температуры сточной жидкости в подводящем и отводящем ка­налах, а также температуры воздуха, подаваемого в аэротенки (рис. 5.5).

1, 2, 3 – первичный измерительный преобразователь для измерения температуры, установленный по месту

4 - прибор для измерения температуры показывающий, установленный на щите

5 - прибор для измерения расхода регистрирующий с контактным устройством, установленный на щите

6 - прибор для измерения расхода интегрирующий, регистрирующий, установленный на щите

7 - прибор для измерения плотности регистрирующий, установленный на щите

8 - прибор для измерения плотности регистрирующий с контактным устройством, установленный на щите

9, 10 - прибор для измерения качества продукта регистрирующий, установленный на щите

Изменение температуры сточной жидкости и воздуха выполняется тер­мометрами сопротивления 1, 2, 3 в комплекте с малогабаритными показываю­щими логометрами 4, которые размещаются на диспетчерском пункте. Обычно устанавливается один вторичный прибор с переключателем, обеспечивающим возможность поочередного подсоединения к его входу первичных измеритель­ных преобразователей. Кроме температурных параметров осуществляется кон­троль расхода воздуха и активного ила, подаваемого в аэротенк. С этой целью на воздухопроводах устанавливаются показывающие расходомеры 5, которые позволяют контролировать количество воздуха, поступающего в каждый аэротенк и производить необходимые регулировки. Расход воздуха измеряется при помощи диафрагм и дифманометров, к выходу которых могут подключаться вторичные регистрирующие приборы. Аналогичный комплект приборов ис­пользуется для контроля общего расхода воздуха, подаваемого воздуходувка­ми. Вторичные приборы, регистрирующие общий расход воздуха, располага­ются на диспетчерском пункте. Место установки диафрагм выбирается перед выходом трубопровода за пределы здания воздуходувной станции. Для измере­ния расхода воздуха используются мембранные или сильфонные дифманометры с преобразованием измеряемого расхода в электрический сигнал. Расход ак­тивного ила контролируется индукционными или ультрозвуковыми расходоме­рами б, состоящими из датчика, преобразующего блока и вторичного интегри­рующего самопишущего прибора.

Из качественных показателей, характеризующих процесс биохимической очистки, целесообразно контролировать мутность сточной воды на входе и вы­ходе аэротенков (комплектом приборов 7 и 8), содержание растворенного ки­слорода внутри аэротенка и в сточной воде перед её поступлением на вторич­ные отстойники (комплектом приборов 9 и 10). Контроль перечисленных пара­метров осуществляется с диспетчерского пункта с использованием показываю­щих и самопишущих приборов. Это позволяет постоянно следить за ходом тех­нологических процессов на сооружениях биохимической очистки и оперативно вмешиваться в ход процесса с целью его корректировки. Для контроля мутно­сти используются автоматические мутномеры или фотометры в комплекте с самопишущими потенциометрами. Измерение концентрации растворенного ки­слорода производится автоматическими кислородомерами с электрическим вы­ходом.

Наиболее важным и сложным вопросом автоматизации является регули­рование подачи активного ила и воздуха. На очистных станциях в основном ис­пользуются простейшие системы автоматического регулирования подачи воз­духа и активного ила в аэротенк. При незначительном изменении в течение су­ток концентрации загрязнений, поступающих в аэротенк, и стабильности её в течение длительного периода (месяца, квартала) используются системы про­порционального регулирования подачи воздуха. В этом случае для некоторого периода принимается постоянный удельный расход воздуха, а регулирование общей подачи его в аэротенк ведется пропорционально притоку сточных вод (рис. 5.6).

1, 2 - первичный измерительный преобразователь для измерения расхода, установленный по месту

3, 4 - прибор для измерения расхода бесшкальный с дистанционной передачей показаний, установленный по месту

5 - прибор для измерения расхода регулирующий, установленный на щите

Для этого на трубопроводах, подводящих сточную воду и воздух, должны быть установлены сужающие устройства 1 и 2 для измерения расходов. Сигна­лы с дифманометров - расходомеров 3 и 4 подаются на регулятор соотношений 5, который предназначен для поддержания заданной величины соотношения двух параметров, устанавливаемой с помощью задатчика. Регулирующее воз­действие, вырабатываемое регулятором, подается на исполнительный механизм поворотной заслонки б, установленной на воздухопроводе аэротенка. При уве­личении притока сточной воды возрастает сигнал на входе регулятора, что вы­зывает нарушение требуемого соотношения расходов, и на выходе регулятора появляется управляющий сигнал, который воздействует на привод заслонки и приоткрывает её до восстановления заданного соотношения расходов. Умень­шение сточных вод соответственно вызывает снижение расхода воздуха за счет прикрытия заслонки. Таким образом, поддерживается заданное соотношение между подачей в аэротенк воздуха и сточной жидкости.

В рассмотренной системе автоматизации осуществляется количественное регулирование и не учитывается изменение качественных показателей. Соот­ношение задается по результатам лабораторных анализов. Среди недостатков рассмотренной системы автоматизации следует также отметить низкую эконо­мичность регулирования расхода воздуха в напорной линии. Более рациональ­но регулировать подачу воздуха во всасывающей линии воздуходувок. При этом задвижки на трубопроводах каждой секции аэротенков снабжаются дис­танционным управлением и должны быть отрегулированы на максимально большее открытие с учетом равномерного распределения воздуха между сек­циями. Подачу воздуха регулируют дросселированием во всасывающем трубо­проводе воздуходувок.

Более совершенными являются системы, осуществляющие регулирование по двум параметрам: количеству поступающих сточных вод и концентрации растворенного кислорода в иловой смеси аэротенка. В последние годы в связи с серийным производством измерителей растворенного кислорода этот способ автоматизации получил распространение. В отличие от систем пропорциональ­ного регулирования в данном случае наряду с измерением расхода обрабаты­ваемой сточной воды осуществляется измерение концентрации растворенного кислорода в аэротенке (рис. 5.7).

Для этого на подводящем трубопроводе устанавливается сужающее уст­ройство 1, к которому подключается дифманометр 2 с унифицированным токо­вым выходом, а в аэротенке помещается измерительное устройство 3 для изме­рения концентрации кислорода, которое соединяется с преобразователем 4. Сигналы с расходомера и измерителя растворенного кислорода поступают на вычислительное устройство, причем от расходомера непрерывно и суммируют­ся, а от измерителя концентраций растворенного кислорода - дискретно через определенные интервалы времени. На основе анализа поступающей информа­ции с помощью вычислительного устройства по заданному алгоритму опреде­ляют количество поступивших органических загрязнений и прирост актив­ного ила в результате процесса очистки. На основе этих данных происходит регулирующее воздействие на исполнительные механизмы подачи воздуха 5 и сброса избыточного ила из вторичного отстойника с помощью регулирующей задвижки 6. Рассмотренная система обеспечивает поддержание концентрации кислорода в аэротенке в пределах 1-2 мг/л и стремится сохранить нагрузку на активный ил по органическому загрязнению на одном уровне. Однако такой принцип автоматизации не всегда обеспечивает достижение наилучшей очист­ки сточных вод. В данной системе, работающей по жесткой программе, не учи­тываются суточные флуктуации качественного состава сточных вод, а кроме того, изменения концентрации активного ила, поступающего в аэротенк. К не­достаткам этой системы следует также отнести возможность снижения качест­венных показателей регулирования при загрязнении сточных вод поверхност­но-активными веществами.

1- первичный измерительный преобразователь для измерения расхода, установленный по месту

2 – вычислительное устройство, выполняющее функцию умножения

3 - первичный измерительный преобразователь для измерения качества продукта, установленный по месту

4 - вычислительное устройство, выполняющее функцию умножения

Качественные показатели работы системы значительно улучшаются при дополнении её измерителями концентраций активного ила и органических со­единений в поступающей сточной жидкости (рис. 5.8).

1, 3, 5 – вычислительное устройство, выполняющее функцию умножения регистрирующее, установленное на щите

2, 4 - вычислительное устройство, выполняющее функцию умножения

В этом случае в состав системы входит микро-ЭВМ, которая по заданным алгоритмам обрабатывает информацию с приборов, измеряющих расход поступающей сточной воды 1, концентрацию органических загрязнений в ней 2, рас­ход 3 и концентрацию 4 активного ила, расход избыточного ила 5 и концентра­цию растворенного кислорода в аэротенке 6. На основе обработки полученной информации микро-ЭВМ осуществляет через схему управления регулирование подачи воздуха (заслонкой 7) и возвратного ила (насосами HI) в аэротенк и поддерживает постоянную массу ила в аэротенке и отстойнике за счет управле­ния насосом избыточного ила Н2.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: