Существует потребность в стандартизации и автоматизации процесса определения объемной дозы ила на очистных сооружениях. Исследования качества сточных вод выявили необходимость разработки недорогих качественных датчиков, обеспечивающих автоматический мониторинг, который позволит принимать оперативные решения для надежной работы очистных сооружений, снижения эксплуатационных расходов.
В целях исключения участия оператора в отборе проб для определения дозы ила по объему компанией «ИВЕА» разработана установка AutoSSV, которая позволяет улучшить стабильность и надежность работы, повысить управляемость очистными сооружениями в условиях изменяющихся входных параметров.
В декабрьском журнала «НДТ» опубликована статья А.В. Войтенко, посвященная данной теме, с кратким изложением которой знакомим читателей.
На большинстве очистных сооружений в Российской Федерации применяются технологии биологической очистки с использованием активного ила. Разделение твердой и жидкой фаз, известное как отстаивание, является ключевым компонентом процесса очистки, и этот процесс нуждается в оптимизации для снижения эксплуатационных расходов.
Показателем качества активного ила является его способность к оседанию, которая оценивается значением илового индекса. Иловый индекс − объем 1 г сухого ила, занимаемый им после 30-минутного отстаивания в 1 куб. дм воды.
Расчет илового индекса является ключём к определению характеристик осаждения ила в процессе аэрации на очистных сооружениях биологической очистки. Двумя основными компонентами этого расчета являются: доза ила по объему и доза ила по сухому веществу.
Измерение дозы ила по сухому веществу проводится в лабораторных условиях по утвержденным стандартам.
Доза ила по объему характеризует количество сухого вещества биомассы в единице объема.
Определение же дозы ила по объему на практике осуществляется операторами очистных сооружений. Различия в проведении таких тестов приводят к получению некачественных данных, отсутствию сопоставимых показателей для мониторинга качества очистки. На практике стандарт определения дозы ила по объему не всегда соблюдается при повседневном мониторинге, особенно на небольших автоматических установках. Все это, в конечном итоге, ведет к неэффективной работе очистных сооружений.
Объективно существует потребность в стандартизации и автоматизации процесса определения объемной дозы ила на очистных сооружениях.
Исследования качества сточных вод выявили необходимость разработки недорогих качественных датчиков, обеспечивающих автоматический мониторинг, который позволит принимать оперативные решения для надежной работы очистных сооружений.
Кроме того, оптимизация работы способствует соблюдению нормативов допустимых концентраций загрязняющих веществ в сточных водах, установленных законодательством РФ, а также сокращению эксплуатационных расходов и повышению производительности труда.
В целях решения задачи стандартизации, автоматизации и исключения участия оператора в отборе проб для определения дозы ила по объему разработана установка, осуществляющая автоматический мониторинг процесса осаждения активного ила.
Технологическая схема установки AutoSSV
Рис. 1. Технологическая схема установки
Установка представляет собой прямоугольную емкость из прозрачного стекла, разделенную на два отсека переливной перегородкой. Смесь активного ила для проведения замера подается в отсек № 1 снизу через присоединенный к ней патрубок и шаровый кран с электроприводом. Подача иловой смеси осуществляется насосом (1), установленным в аэротенке (I) (или биореакторе) с одновременным открытием шарового крана (2). Наполнение осуществляется в автоматическом режиме в течение установленного времени. За время наполнения излишки иловой смеси переливается через переливную перегородку в отсек № 2. После истечения установленного времени шаровый кран закрывается и отключается насос наполнения. В результате автоматического наполнения в отсеке № 1 всегда находится фиксированный объем иловой смеси.
Далее начинается проведение замеров. С помощью цифровой камеры происходит сохранение фотографий фронтальной стенки отсека № 1 с заданными промежутками времени. Фотографии автоматически обрабатываются по следующему алгоритму:
- Вырезается из общего поля зрения камеры по заданным координатам область фронтальной стенки отсека № 1.
- Выполняется масштабирование полученного изображения с целью удаления искажений камеры и приведение к форме прямоугольника.
- С помощью разработанного алгоритма осуществляется автоматический поиск границы раздела фаз ил/вода.
- Определяется объемная доза ила для каждой фотографии.
После завершения замера производится построение графика объемной дозы ила во времени и скорости осаждения иловой смеси. Формируется видео файл для ускоренной визуализации процесса осаждения ила. Данные сохраняются на сервер и могут быть получены для дальнейшего анализа посредством обращения к интерфейсу прибора.
Рис. 2. Данные визуализации опыта
Также производится автоматическое построение графика объемной дозы ила за каждые сутки (рис. 3)
Рис. 3. График результатов опытов (доза ила по объему)
После завершения замера производится слив ила и надиловой воды из отсека № 1, после чего производится промывка отсеков чистой водой при помощи форсунок, установленных в верхней части прибора. После промывки прибор готов к проведению следующего опыта.
Настройка чередований опытов может быть различной: по таймеру, по циклу и другие. Встроенный таймер позволяет настроить запуск опыта через определенные промежутки времени. Кроме того, можно подать внешний дискретный сигнал для запуска опыта в зависимости от технологического процесса на очистных сооружениях, например, для SBR- реакторов это может быть начала фазы отстаивания и др.
Применение прибора AutoSSV автоматизирует и проводит к единообразию процессы проведения замеров дозы ила по объему. Прибор, в первую очередь, может использоваться на удаленных и децентрализованных очистных сооружениях, где не предусматривается постоянное нахождение обслуживающего персонала. Также, установка прибора на централизованных городских очистных сооружениях позволит улучшить стабильность и надежность работы, повысит управляемость очистными сооружениями в условиях изменяющихся входных параметров очистных сооружений, создаст информационную базу данных для технолога в случае необходимости реконструкции очистных сооружений.
Так, например, установка прибора AutoSSV на очистных сооружениях коттеджного поселка «Капитолий», работающих по принципу реакторов периодического действия, позволила улучшить эффективность диспетчеризации при нештатных ситуациях или при необходимости внесения изменений в технологический процесс SBR реактора. Проведение опытов полностью автоматизировано: перед началом фазы отстаивания запускается опыт и данные сохраняются, а также передаются в систему диспетчеризации. Теперь качество ила можно увидеть дистанционно, что очень важно для управления очистными сооружениями, работающими по технологии биологической очистки.
Читать статью полностью.