Система управления блоком биологической очистки сточных вод
SYSTEM FOR CONTROLLING A BIOLOGICAL WASTE WATER TREATMENT UNIT

Система относится к области водоотведения, а также к системам управления процессом очистки сточных вод и может быть использована для при создании новых или реконструкции существующих станций очистки бытовых, концентрированных по органическим загрязнениям хозяйственно-бытовых и близких к ним по составу сточных вод.
Известен способ биологической очистки сточных вод от фосфатов, согласно которому биологическую очистку осуществляют в условиях пониженной интенсивности аэрации с использованием инертного загрузочного материала, обрастающего биопленкой, в непосредственный контакт с которой введен металл, создающий условия для биологической коррозии, при этом отработанную осевшую биопленку с сорбированными загрязнениями удаляют непосредственно из зоны аэрации (Патент РФ 2197436, C02F 3/02, 2003 г.).
Недостатками известного способа является большой расход воздуха на аэрацию, а также то, что используемая технология не позволяет удалять соединения азота.
Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является Автоматизированное устройство для очистки бытовых сточных вод см. патент на изобретение RU 2711619 C1, опубл. 17.01.2020), включающее последовательно соединенные напорный трубопровод, блок механической очистки, содержащий механическую решетку, контейнер для мусора, песколовку с тонкослойным модулем, контейнер для сбора песка, трубопровод подачи сточной воды, блок биологической очистки, состоящий из четырех последовательно соединенных реакторов и отстойника, насос для откачки активного ила, трубопровод подачи на рециркуляцию активного ила, аэраторы, накопитель активного ила, установка для обезвоживания активного ила, отстойник с тонкослойными модулями, блок доочистки, трубопровод отвода воды после доочистки, блок обеззараживания, трубопровод отвода обработанной воды, причем отстойник блока биологической очистки выполнен в виде сборной емкости, блок доочистки выполнен в виде сборного резервуара, трубопровод отвода воды после доочистки выполнен в виде трубопровода отвода очищенной воды, блок биологической очистки, состоящий из четырех последовательно соединенных реакторов, выполнен в виде кольцевого биореактора, состоящего из трех сообщающихся концентрических зон - анаэробной, аноксидной, аэробной, предназначенных для удаления азота и биологической дефосфотации, где в каждой зоне расположена мешалка, создающая горизонтальное течение, причем аэраторы установлены только в одной половине кольцевой зоны биореактора и дополнительно введены насос на напорный трубопровод, соединенная с ним приемная емкость сбора сточных вод, датчик контроля температуры, отводящий лоток, первичный отстойник, датчик ультразвуковой уровня накопления отходов на механической решетке, блок сравнения, задатчик уровня накопления отходов, привод, регулирующая задвижка, верхний и нижний датчики уровня песка, переключатель, выпускной клапан, насос на трубопровод подачи сточной воды, мешалки, воздуходувка, устройство измерения растворенного кислорода, устройство для измерения рН и температуры в кольцевом биореакторе, сумматор, задатчики кислорода, температуры, рН, блока сравнения, спектрометрические анализаторы для мониторинга ХПК, общего азота и фосфора, сборная емкость, датчик контроля концентрации иловой смеси в кольцевом биореакторе, задатчик концентрации иловой смеси, блок сравнения, таймер, привод, насос для подачи на рециркуляцию активного ила, верхний и нижний датчики уровня ила, пускатель, илосос, расходомер, датчик контроля концентрации БПК, первый, второй и третий задатчики концентрации БПК, первый, второй и третий блоки сравнения концентрации БПК, дозатор реагента.
Недостатком данного устройства является невозможность управления процессом биологической очистки при изменениях таких параметров поступающих сточных вод, как расход, концентрации загрязняющих веществ.
Так как данные параметры в хозяйственно-бытовых, дождевых и объединенных системах отведения сточных вод, являются постоянно меняющимися и зависят от множества внешних факторов, то их прогнозирование с достаточной степенью точности невозможно. Известная система не позволяет реагировать на изменение указанных параметров.
Задачей настоящего изобретения является расширение области применения известной системы, поскольку совместное применение отличительных признаков позволит использовать новые функциональные возможности, а именно, повысить качество биологической очистки сточных вод за счет корректировки параметров рециркуляционных потоков и поддержания оптимальных значений концентраций в системе биологической очистки сточных вод.
Новым применением является повышение качества биологической очистки сточных вод за счет корректировки параметров рециркуляционных потоков и поддержания оптимальных значений концентраций в системе биологической очистки сточных вод с учетов изменения параметров поступающих сточных вод.
Поставленная задача решена так, что в известное устройство, включающее по меньшей мере:
трубопровод подачи сточной воды;
блок биологической очистки, состоящий из биореактора, выполненного в виде последовательно соединенных зон - анаэробной, аноксидной, аэробной, предназначенных для удаления азота и биологической дефосфотации, и отстойника;
трубопровод отвода очищенной воды;
насос для откачки активного ила;
третий рециркуляционный поток между вторичным отстойником и аноксидной зоной биореактора,
аэраторы;
устройство измерения концентрации растворенного кислорода;
устройство для измерения рН и температуры;
спектрометрические анализаторы для мониторинга ХПК и фосфора;
расходомер;
воздуходувку.
В соответствии настоящим изобретением:
в качестве сточной воды принимают сточную воду прошедшую механическую очистку;
насос для откачки активного ила выполнен с возможностью подачи активного ила на рециркуляцию и/или удаления избыточного ила и с возможностью изменения количества активного ила, подаваемого на рециркуляцию и/или удаление;
воздуходувка выполнена с возможностью изменения количества подаваемого воздуха;
устройство для измерения рН установлено на трубопроводе подачи сточной воды;
спектрометрические анализаторы для мониторинга ХПК и фосфора установлены на трубопроводе подачи сточной воды.
Кроме того, устройство дополнительно снабжено:
первым рециркуляционным потоком между аноксидной и анаэробной зонами;
вторым рециркуляционным потоком между аэробной и аноксидной зонами;
расходомерами, запорно-регулирующей арматурой с дистанционным управлением, датчиками определения концентрации азота нитратов, датчиками определения концентрации азота аммонийного, датчиками определения концентрации фосфатов, датчиками температуры, датчиками определения рН, датчиками определения концентрации активного ила, установленными на первом, втором и третьем рециркуляционных потоках,
датчиками контроля концентрации БПК установленным на первом рециркуляционном потоке,
трубопроводом отвода избыточного ила,
запорно-регулирующей арматурой с дистанционным управлением и расходомером, установленными на трубопроводе отвода избыточного ила,
расходомером, датчиком определения концентрации азота нитратов, датчиком определения концентрации азота аммонийного, датчиком определения концентрации взвешенных веществ, установленными на трубопроводе подачи сточной воды,
датчиком определения концентрации азота нитратов, датчиком определения концентрации азота аммонийного, датчиком определения концентрации фосфатов, датчиком определения концентрации взвешенных веществ, датчиком контроля концентрации БПК, установленными на трубопроводе отвода очищенной воды,
блоком определения параметров поступающих сточных вод по трубопроводу подачи сточной воды,
блоками определения параметров первого, второго и третьего рециркуляционных потоков,
блоком определения параметров сточной воды в трубопроводе отвода очищенной воды,
модулем задания параметров, содержащим блок задания концентрации веществ в поступающих в анаэробную зону, блок задания концентрации веществ в поступающих в аноксидную зону, блок задания концентрации растворенного кислорода в аэробной зоне,
модулем сравнения, содержащим блоки сравнения концентрации в первом, втором и третьем рециркуляционных потоках, блок сравнения концентрации в трубопроводе подачи сточной воды, блок сравнения концентрации в трубопроводе отвода очищенной воды,
модулем управления параметрами, содержащим блок управления запорно-регулирующей арматурой, блок управления насосами, блок управления воздуходувкой.
При этом
выходы расходомера, датчика определения концентрации азота нитратов, датчика определения концентрации азота аммонийного, спектрометрического анализатора для мониторинга фосфора, устройства для измерения температуры, устройства для измерения рН, датчика определения концентрации взвешенных веществ, спектрометрического анализатора для мониторинга ХПК соединены со входом блока определения параметров поступающих сточных вод по трубопроводу подачи сточной воды,
выходы расходомеров, датчиков определения концентрации азота нитратов, датчиков определения концентрации азота аммонийного, датчики определения концентрации фосфатов, датчиков температуры, датчиками определения рН, датчиков определения концентрации активного ила, установленные на первом, втором и третьем рециркуляционных потоках соединены со входами блоков определения параметров первого, второго и третьего рециркуляционных потоков соответственно,
выход датчика контроля концентрации БПК, установленный на первом рециркуляционных потоках соединен со входом блока определения параметров первого рециркуляционного потока,
выходы расходомера, датчика определения концентрации азота нитратов, датчик определения концентрации азота аммонийного, датчик определения концентрации фосфатов, датчик определения концентрации взвешенных веществ, датчик контроля концентрации БПК соединены со входом блока определения параметров сточной воды в трубопроводе отвода очищенной воды,
выходы блоков определения параметров поступающих сточных вод по трубопроводу подачи сточной воды, первого, второго и третьего рециркуляционных потоков, определения параметров сточной воды в трубопроводе отвода очищенной воды соединены со входом модуля задания параметров и модулем сравнения,
выход устройства измерения концентрации растворенного кислорода соединено со входом модуля задания параметров,
выходы модуля задания параметров и модуля сравнения соединены с модулем управления параметрами,
выход модуля управления параметрами соединен с запорно-регулирующей арматурой, приводом насосов, воздуходувкой.
Отличительными признаками заявляемого Устройства управления блоком биологической очистки сточных вод являются:
1. Выбор в качестве сточной воды, сточной воды, прошедшей механическую очистку;
2. Выполнение насоса для откачки активного ила с возможностью подачи активного ила на рециркуляцию и/или удаления избыточного ила;
3. Выполнение насоса для откачки активного ила с возможностью изменения количества активного ила, подаваемого на рециркуляцию и/или удаление;
4. Выполнение воздуходувки с возможностью изменения количества подаваемого воздуха;
5. Установка устройства для измерения рН на трубопроводе подачи сточной воды;
6. Установка спектрометрических анализаторов для мониторинга ХПК и фосфора на трубопроводе подачи сточной воды;
7. Дополнительное снабжение первым рециркуляционным потоком между аноксидной зоной и анаэробной зонами;
8. Дополнительное снабжение рециркуляционным потоком между аэробной и аноксидной зонами;
9. Дополнительное снабжение расходомерами, установленными на первом, втором и третьем рециркуляционных потоках;
10. Дополнительное снабжение запорно-регулирующей арматурой с дистанционным управлением, установленной на первом, втором и третьем рециркуляционных потоках;
11. Дополнительное снабжение датчиками определения концентрации азота нитратов, установленными на первом, втором и третьем рециркуляционных потоках;
12. Дополнительное снабжение датчиками определения концентрации азота аммонийного, установленными на первом, втором и третьем рециркуляционных потоках;
13. Дополнительное снабжение датчиками определения концентрации фосфатов, установленными на первом, втором и третьем рециркуляционных потоках;
14. Дополнительное снабжение датчиками температуры, установленными на первом, втором и третьем рециркуляционных потоках;
15. Дополнительное снабжение датчиками определения рН установленными на первом, втором и третьем рециркуляционных потоках;
16. Дополнительное снабжение датчиками определения концентрации активного ила, установленными на первом, втором и третьем рециркуляционных потоках;
17. Дополнительное снабжение датчиком контроля концентрации БПК, установленным на первом рециркуляционном потоке;
18. Дополнительное снабжение трубопроводом отвода избыточного ила;
19. Дополнительное снабжение запорно-регулирующей арматурой с дистанционным управлением, установленной на трубопроводе отвода избыточного ила;
20. Дополнительное снабжение расходомером, установленном на трубопроводе отвода избыточного ила;
21. Дополнительное снабжение расходомером, установленным на трубопроводе подачи сточной воды;
22. Дополнительное снабжение датчиком определения концентрации азота нитратов, установленным на трубопроводе подачи сточной воды;
23. Дополнительное снабжение датчиком определения концентрации азота аммонийного, установленным на трубопроводе подачи сточной воды;
24. Дополнительное снабжение датчиком определения концентрации взвешенных веществ, установленным на трубопроводе подачи сточной воды;
25. Дополнительное снабжение датчиком определения концентрации азота нитратов, установленным на трубопроводе отвода очищенной воды;
26. Дополнительное снабжение датчиком определения концентрации азота аммонийного, установленным на трубопроводе отвода очищенной воды;
27. Дополнительное снабжение датчиком определения концентрации фосфатов, установленным на трубопроводе отвода очищенной воды;
28. Дополнительное снабжение датчиком определения концентрации взвешенных веществ, установленным на трубопроводе отвода очищенной воды;
29. Дополнительное снабжение датчиком определения концентрации БПК, установленным на трубопроводе отвода очищенной воды;
30. Дополнительное снабжение блоком определения параметров поступающих сточных вод по трубопроводу подачи сточной воды,
31. Дополнительное снабжение блоками определения параметров первого, второго и третьего рециркуляционных потоков;
32. Дополнительное снабжение блоком определения параметров сточной воды в трубопроводе отвода очищенной воды;
33. Дополнительное снабжение модулем задания параметров;
34. Включение в модуль задания параметров блока задания концентрации веществ в поступающих в анаэробную зону;
35. Включение в модуль задания параметров блока задания концентрации веществ в поступающих в аноксидную зону;
36. Включение в модуль задания параметров блока задания концентрации растворенного кислорода в аэробной зоне;
37. Дополнительное снабжение модулем сравнения;
38. Включение в модуль сравнения блоков сравнения концентрации в первом, втором и третьем рециркуляционных потоках;
39. Включение в модуль сравнения блока сравнения концентрации в трубопроводе подачи сточной воды;
40. Включение в модуль сравнения блока сравнения концентрации в трубопроводе отвода очищенной воды;
41. Дополнительное снабжение модулем управления параметрами;
42. Включение в модуль управления параметрами блока управления запорно-регулирующей арматурой;
43. Включение в модуль управления параметрами блока управления насосами;
44. Включение в модуль управления параметрами блока управления воздуходувкой;
45. Соединение выходов расходомера, датчика определения концентрации азота нитратов, датчика определения концентрации азота аммонийного, спектрометрического анализатора для мониторинга фосфора, устройства для измерения температуры, устройства для измерения рН, датчика определения концентрации взвешенных веществ, спектрометрического анализатора для мониторинга ХПК со входом блока определения параметров поступающих сточных вод по трубопроводу подачи сточной воды;
46. Соединение выходов расходомеров, датчиков определения концентрации азота нитратов, датчиков определения концентрации азота аммонийного, датчики определения концентрации фосфатов, датчиков температуры, датчиками определения рН, датчиков определения концентрации активного ила установленные на первом, втором и третьем рециркуляционных потоках со входами блоков определения параметров первого, второго и третьего рециркуляционных потоков соответственно;
47. Соединение выхода датчика контроля концентрации БПК установленного на первом рециркуляционном потоке со входом блока определения параметров первого рециркуляционного потока;
48. Соединение выхода расходомера, датчика определения концентрации азота нитратов, датчика определения концентрации азота аммонийного, датчика определения концентрации фосфатов, датчика определения концентрации взвешенных веществ, датчика контроля концентрации БПК со входом блока определения параметров сточной воды в трубопроводе отвода очищенной воды;
49. Соединение выходов блоков определения параметров поступающих сточных вод по трубопроводу подачи сточной воды, первого, второго и третьего рециркуляционных потоков, определения параметров сточной воды в трубопроводе отвода очищенной воды со входом модуля задания параметров и модулем сравнения;
50. Соединение выхода устройства измерения концентрации растворенного кислорода со входом модуля задания параметров;
51. Соединение выхода модуля задания параметров со входом модуля управления параметрами;
52. Соединение выхода модуля сравнения со входом модуля управления параметрами;
53. Соединение выхода модуля управления параметрами с запорно-регулирующей арматурой;
54. Соединение выхода модуля управления параметрами с приводом насосов;
55. Соединение выхода модуля управления параметрами с воздуходувкой.
По сведениям, имеющимся у авторов, отличительный признак №1, 2, 8, 9, 26-30 в технической литературе известен, а остальные - нет, что отвечает условию патентоспособности «новизна».
Совместное применение в заявляемом устройстве указанных отличительных признаков позволяет получить положительный эффект, который заключается в том, что расширяется область применения устройства, т.к. оно, может быть применено для решения задачи по повышению эффективности биологической очистки сточных вод, за счет использования в системе биологической очистки сточных вод регулирования количества активного ила в зонах с разными способами обработки сточной воды в биологическом реакторе с учетом качественного и количественного состава веществ в сточной воде. А также изменения состава воды при ее очистке в этих зонах. Это достигается благодаря наличию отличительных признаков №1-55.
Изобретение поясняется при помощи графических материалов, приведенных ниже.
Фиг. 1 - общий вид примера Устройства управления блоком биологической очистки сточных вод.
Устройство управления блоком биологической очистки сточных вод содержит (фиг. 1):
трубопровод 1 подачи сточной воды,
блок 2 биологической очистки, в состав которого входит биореактор 3 и отстойник 4. Биореактор 3 состоит как минимум из последовательно соединенных зон, анаэробной 5, аноксидной 6 и аэробной 7. При этом в аэробной зоне остановлены аэраторы 8.
При этом внутри блока 2 биологической очистки организованы рециркуляционные потоки между:
аноксидной зоной 6 и анаэробной зоной 5 первый рециркуляционный поток 9,
аэробной зоной 7 и аноксидной зоной 6 второй рециркуляционный поток 10,
отстойником 4 и аноксидной зоной 6 третий рециркуляционный поток 11, подача активного ила в третий рециркуляционный поток 11 осуществляется насосом 12 для откачки активного ила с возможностью изменения количества активного ила подаваемого на рециркуляцию, например оснащенным регулируемым приводом 13.
Устройство 14 для измерения концентрации растворенного кислорода.
В соответствии с настоящим изобретением допускается и иное количество, также последовательность расположения зон и рециркуляционных потоков между ними.
Расходомер 15, запорно-регулирующая арматура 16 с дистанционным управлением, датчик 17 определения концентрации азота нитратов, датчик 18 определения концентрации азота аммонийного, датчик 19 определения концентрации фосфатов, датчик 20 температуры, датчик 21 определения рН, датчик 22 определения концентрации активного ила установлены на третьем рециркуляционном потоке 11.
Трубопровод 23 отвода избыточного ила с установленной на ней запорно-регулирующей арматурой 24 с дистанционным управлением и расходомером 25.
Расходомер 26, запорно-регулирующая арматура 27 с дистанционным управлением, насос 28 для подачи на рециркуляцию активного ила, оснащенным регулируемым приводом 29, датчик 30 определения концентрации азота нитратов, датчик 31 определения концентрации азота аммонийного, датчик 32 определения концентрации фосфатов, датчик 33 температуры, датчик 34 определения рН, датчик 35 определения концентрации активного ила, датчиком 36 контроля концентрации БПК установленные на первом рециркуляционном потоке 9.
Расходомер 37, запорно-регулирующую арматуру 38 с дистанционным управлением, насос 39 для подачи на рециркуляцию активного ила, оснащенный регулируемым приводом 40, датчик 41 определения концентрации азота нитратов, датчик 42 определения концентрации азота аммонийного, датчик 43 определения концентрации фосфатов, датчик 44 температуры, датчик 45 определения рН, датчик 46 определения концентрации активного ила установленные на втором рециркуляционном потоке 10.
Расходомер 47, датчик 48 определения концентрации азота нитратов, датчик 49 определения концентрации азота аммонийного, спектрометрический анализатор 50 для мониторинга фосфора, устройство 51 для измерения температуры, устройство 52 для измерения рН, датчик 53 определения концентрации взвешенных веществ, спектрометрический анализатор 54 для мониторинга ХПК установленные на трубопровод 1 подачи сточной воды.
Трубопровод 55 отвода очищенной воды.
Расходомер 56, датчик 57 определения концентрации азота нитратов, датчик 58 определения концентрации азота аммонийного, датчик 59 определения концентрации фосфатов, датчик 60 определения концентрации взвешенных веществ, датчик 61 контроля концентрации БПК установленные на трубопроводе 55 отвода очищенной воды.
Выходы расходомера 47, датчика 48 определения концентрации азота нитратов, датчика 49 определения концентрации азота аммонийного, спектрометрического анализатора 50 для мониторинга фосфора, устройства 51 для измерения температуры, устройства 52 для измерения рН, датчика 53 определения концентрации взвешенных веществ, спектрометрического анализатора 54 для мониторинга ХПК соединены со входом блока 62 определения параметров поступающих сточных вод по трубопроводу 1.
Выходы расходомера 26, датчика 30 определения концентрации азота нитратов, датчика 31 определения концентрации азота аммонийного, датчика 32 определения концентрации фосфатов, датчика 33 температуры, датчика 34 определения рН, датчика 35 определения концентрации активного ила, датчика 36 контроля концентрации БПК соединены со входом блока 63 определения параметров первого рециркуляционного потока 9.
Выходы расходомера 37, датчика 41 определения концентрации азота нитратов, датчика 42 определения концентрации азота аммонийного, датчика 43 определения концентрации фосфатов, датчика 44 температуры, датчика 45 определения рН, датчика 46 определения концентрации активного ила соединены со входом блока 64 определения параметров второго рециркуляционного потока 10.
Выходы расходомера 15, датчика 17 определения концентрации азота нитратов, датчика 18 определения концентрации азота аммонийного, датчика 19 определения концентрации фосфатов, датчика 20 температуры, датчика 21 определения рН, датчика 22 определения концентрации активного ила соединены со входом блока 65 определения параметров третьего рециркуляционного потока 11.
Выход расходомера 25 соединен со входом блока 65 определения параметров третьего рециркуляционного потока 11.
Выходы расходомера 56, датчика 57 определения концентрации азота нитратов, датчика 58 определения концентрации азота аммонийного, датчика 59 определения концентрации фосфатов, датчика 60 определения концентрации взвешенных веществ, датчика 61 контроля концентрации БПК соединены со входом блока 66 определения параметров очищенной сточной воды в трубопроводе 55 отвода очищенной воды.
Модуль 67 задания параметров, содержащий блок 68 задания концентрации веществ в поступающих в анаэробную зону 5, блок 69 задания концентрации веществ в поступающих в аноксидную зону 6, блок 70 задания концентрации растворенного кислорода в аэробной зоне 7.
Модуль 71 сравнения, содержащий блок 72 сравнения концентрации в третьем рециркуляционном потоке 11, блок 73 сравнения концентрации во втором рециркуляционном потоке 10, блок 74 сравнения концентрации в трубопроводе 1 подачи сточной воды, блок 75 сравнения концентрации в первом рециркуляционном потоке потока 9, блок 76 сравнения концентрации в трубопроводе 55 отвода очищенной воды.
Выход блока 62 определения параметров поступающих сточных вод по трубопроводу 1, выход блока 63 определения параметров первого рециркуляционного потока 9, выход блока 64 определения параметров второго рециркуляционного потока 10, выход блока 65 определения параметров третьего рециркуляционного потока 11, соединены со входом модуля 67 задания параметров и входом модуля 71 сравнения.
Выход блока 66 определения параметров очищенной сточной воды в трубопроводе 55 отвода очищенной воды соединены со входом модуля 71 сравнения.
Выход устройства 14 измерения концентрации растворенного кислорода соединен со входом модуля 67 задания параметров.
Воздуходувка 77 с возможностью изменения количества подаваемого воздуха, соединена с аэраторами 8 воздуховодом 78.
Модуль 79 управления параметрами, содержащий блок 80 управления запорно-регулирующей арматурой, блок 81 управления насосами, блок 82 управления воздуходувкой.
Выходы модуля 67 задания параметров и модуля 71 сравнения соединены со входом модуля 79 управления параметрами.
Выход модуля 79 управления параметрами соединен:
с запорно-регулирующей арматурой 27 с дистанционным управлением,
с запорно-регулирующей арматурой 38 с дистанционным управлением,
с запорно-регулирующей арматурой 16 с дистанционным управлением,
с запорно-регулирующей арматурой 24 с дистанционным управлением,
с регулируемым приводом 29,
с регулируемым приводом 40,
с регулируемым приводом 13,
с воздуходувкой 77.
Устройство управления блоком биологической очистки сточных вод работает следующим образом.
Сточная вода после механической очистки по трубопроводу 1 подачи сточной воды поступает в блок 2 биологической очистки, последовательно в анаэробную зону 5, аноксидную зону 6, аэробную зону 7 биореактора 3. При этом:
расходомером 47 определяется расход поступающих сточных вод;
концентрация азота нитратов определяется датчиком 48 определения концентрации азота нитратов;
концентрации азота аммонийного определяется датчиком 49 определения концентрации азота аммонийного;
концентрации фосфора определяется спектрометрическим анализатором 50 для мониторинга фосфора;
температура измеряется устройством 51 для измерения температуры;
рН измеряется устройством 52 для измерения рН;
концентрация взвешенных веществ определяется датчиком 53 определения концентрации взвешенных веществ;
ХПК определяется спектрометрическим анализатором 54 для мониторинга ХПК.
Параметры поступающих сточных вод по трубопроводу 1 от выходов расходомера 47, датчика 48 определения концентрации азота нитратов, датчика 49 определения концентрации азота аммонийного, спектрометрического анализатора 50 для мониторинга фосфора, устройства 51 для измерения температуры, устройства 52 для измерения рН, датчика 53 определения концентрации взвешенных веществ, спектрометрического анализатора 54 для мониторинга ХПК передаются ко входу блока 62 определения параметров поступающих сточных вод по трубопроводу 1.
В биореакторе 3 блока 2 биологической очистки организованы рециркуляционные потоки между:
аноксидной зоной 6 и анаэробной зоной 5 первый рециркуляционный поток 9, при помощи насоса 28 для подачи на рециркуляцию активного ила, оснащенного регулируемым приводом 29;
аэробной зоной 7 и аноксидной зоной 6 второй рециркуляционный поток 10, при помощи насоса 39 для подачи на рециркуляцию активного ила, оснащенного регулируемым приводом 40.
При этом определяются параметры рециркуляционных потоков.
Первого рециркуляционного потока 9:
расход определяется расходомером 26;
концентрация азота нитратов определяется датчиком 30 определения концентрации азота нитратов;
концентрация азота аммонийного определяется датчиком 31 определения концентрации азота аммонийного;
концентрация фосфатов определяется датчиком 32 определения концентрации фосфатов;
температура определяется датчиком 33 температуры;
рН определяется датчиком 34 определения рН;
концентрации активного ила определяется датчиком 35 определения концентрации активного ила;
концентрация БПК определяется датчиком 36 контроля концентрации БПК.
Параметры первого рециркуляционного потока 9 от выходов расходомера 26, датчика 30 определения концентрации азота нитратов, датчика 31 определения концентрации азота аммонийного, датчика 32 определения концентрации фосфатов, датчика 33 температуры, датчика 34 определения рН, датчика 35 определения концентрации активного ила, датчика 36 контроля концентрации БПК передаются ко входу блока 63 определения параметров первого рециркуляционного потока.
Второго рециркуляционного потока 10:
расход определяется расходомером 37;
концентрация азота нитратов определяется датчиком 41 определения концентрации азота нитратов;
концентрация азота аммонийного определяется датчиком 42 определения концентрации азота аммонийного;
концентрация фосфатов определяется датчиком 43 определения концентрации фосфатов;
температура определяется датчиком 44 температуры;
рН определяется датчиком 45 определения рН;
концентрации активного ила определяется датчиком 46 определения концентрации активного ила.
Параметры второго рециркуляционного потока 10 от выходов расходомера 37, датчика 41 определения концентрации азота нитратов, датчика 42 определения концентрации азота аммонийного, датчика 43 определения концентрации фосфатов, датчика 44 температуры, датчика 45 определения рН, датчика 46 определения концентрации активного ила передаются ко входу блока 64 определения параметров второго рециркуляционного потока.
После биореактора 3 сточная вода поступает в отстойник 4, где происходит разделение иловой смеси на очищенную воду и активный ил.
Из отстойника 4 активный ил по третьему рециркуляционному потоку 11 насосом 12 для откачки активного ила оснащенным регулируемым приводом 13 подается в аноксидную зону 6 биореактора 3. При этом, часть активного ила отводится на обработку по трубопроводу 23 отвода избыточного ила. Расход избыточного ила определяется расходомером 25.
Параметры третьего рециркуляционного потока 11:
расход определяется расходомером 15;
концентрация азота нитратов определяется датчиком 17 определения концентрации азота нитратов;
концентрация азота аммонийного определяется датчиком 18 определения концентрации азота аммонийного;
концентрация фосфатов определяется датчиком 19 определения концентрации фосфатов;
температура определяется датчиком 20 температуры;
pH определяется датчиком 21 определения рН;
концентрация активного ила определяется датчиком 22 определения концентрации активного ила.
Расход избыточного ила от выхода расходомера 25 и параметры третьего рециркуляционного потока 11 от выходов расходомера 15, датчика 17 определения концентрации азота нитратов, датчика 18 определения концентрации азота аммонийного, датчика 19 определения концентрации фосфатов, датчика 20 температуры, датчика 21 определения рН, датчика 22 определения концентрации активного ила передаются и ко входу блока 65 определения параметров третьего рециркуляционного потока 11.
Очищенная сточная вода отводится по трубопроводу 55 отвода очищенной воды. При этом определяются параметры очищенной сточной воды:
расход определяется расходомером 56;
концентрация азота нитратов определяется датчиком 57 определения концентрации азота нитратов;
концентрация азота аммонийного определяется датчиком 58 определения концентрации азота аммонийного;
концентрация фосфатов определяется датчиком 59 определения концентрации фосфатов;
концентрация взвешенных веществ определяется датчиком 60 определения концентрации взвешенных веществ;
концентрация БПК определяется датчиком 61 контроля концентрации БПК.
Параметры очищенной сточной воды от выходов расходомера 56, датчика 57 определения концентрации азота нитратов, датчика 58 определения концентрации азота аммонийного, датчика 59 определения концентрации фосфатов, датчика 60 определения концентрации взвешенных веществ, датчика 61 контроля концентрации БПК передаются ко входу блока 66 определения параметров очищенной сточной воды в трубопроводе 55 отвода очищенной воды.
В блоке 62 определения параметров поступающих сточных вод по трубопроводу 1 осуществляется определение как минимум массовых расходов веществ в поступающей сточной воде.
В блоке 63 определения параметров первого рециркуляционного потока 9 осуществляется определение как минимум массовых расходов веществ в первом рециркуляционном потоке 9.
В блоке 64 определения параметров второго рециркуляционного потока 10 осуществляется определение как минимум массовых расходов веществ во втором рециркуляционном потоке 10.
В блоке 65 определения параметров третьего рециркуляционного потока 11 осуществляется определение как минимум массовых расходов веществ в третьем рециркуляционном потоке 11 и трубопроводе 23 избыточного ила.
В блоке 66 определения параметров очищенной сточной воды в трубопроводе 55 отвода очищенной воды осуществляется определение как минимум массовых расходов веществ в очищенной сточной воде.
Из выхода блока 62 определения параметров поступающих сточных вод по трубопроводу 1 ко входу модуля 67 задания параметров передаются концентрации и массовые расходы веществ в поступающей сточной воде по трубопроводу 1.
Из выхода блока 63 определения параметров первого рециркуляционного потока 9 ко входу модуля 67 задания параметров передаются концентрации и массовые расходы веществ в первом рециркуляционном потоке 9.
Из выхода блока 64 определения параметров второго рециркуляционного потока 10 ко входу модуля 67 задания параметров передаются концентрации и массовые расходы веществ во втором рециркуляционном потоке 10.
Из выхода блока 65 определения параметров третьего рециркуляционного потока 11 ко входу модуля 67 задания параметров передаются концентрации и массовые расходы веществ в третьем рециркуляционном потоке 11.
Устройство 14 для измерения концентрации растворенного кислорода осуществляет определение фактической концентрации растворенного кислорода в аэробной зоне 7 биореактора 3. Значения фактических концентраций растворенного кислорода от выхода устройства 14 для измерения концентрации растворенного кислорода передаются ко входу модуля 67 задания параметров.
В блоке 68 задания концентрации веществ в поступающих в анаэробную зону 5, в блоке 69 задания концентрации веществ в поступающих в аноксидную зону 6, в блоке 70 задания концентрации растворенного кислорода в аэробной зоне 7 определяются и задаются параметры, требуемые для обеспечения процесса качественной биологической очистки сточных вод. Например, концентрации взвешенных веществ в зоне 5 биореактора 3, концентрации активного ила в зоне 6 биореактора 3 и кислорода в аэробной зоне 7 биореактора 3.
От выхода модуля 67 задания параметров параметры, требуемые для обеспечения процесса качественной биологической очистки сточных вод, передаются ко входу модуля 79 управления параметрами.
Из выхода блока 62 определения параметров поступающих сточных вод по трубопроводу 1 ко входу модуля 71 сравнения передаются концентрации и массовые расходы веществ в поступающей по трубопроводу 1 сточной воде.
Из выхода блока 63 определения параметров первого рециркуляционного потока 9 ко входу модуля 71 сравнения передаются концентрации и массовые расходы веществ в первом рециркуляционном потоке 9.
Из выхода блока 64 определения параметров второго рециркуляционного потока 10 ко входу модуля 71 сравнения передаются концентрации и массовые расходы веществ во втором рециркуляционном потоке 10.
Из выхода блока 65 определения параметров третьего рециркуляционного потока 11 ко входу модуля 71 сравнения передаются концентрации и массовые расходы веществ в третьем рециркуляционном потоке 11.
Из выхода блока 66 определения параметров очищенной сточной воды в трубопроводе 55 ко входу модуля 71 сравнения передаются концентрации и массовые расходы веществ в очищенной сточной.
В блоке 72 сравнения концентрации в третьем рециркуляционном потоке 11, блоке 73 сравнения концентрации во втором рециркуляционном потоке 10, блоке 74 сравнения концентрации в трубопроводе 1 подачи сточной воды, блоке 75 сравнения концентрации в первом рециркуляционном потоке потока 9, блоке 76 сравнения концентрации в трубопроводе 55 отвода очищенной воды модуля 71 сравнения осуществляется сравнение фактических параметров процесса с параметрами определенными технологической документацией. Результаты сравнения от выхода модуля 71 передаются ко входу модуля 79 управления параметрами.
В блоке 80 управления запорно-регулирующей арматурой определяется степень открытия запорно-регулирующей арматуры установленной на рециркуляционных потоках 9, 10, 11 и трубопроводе 23 отвода избыточного ила.
От выхода модуля 79 управления параметрами передается степень открытия:
запорно-регулирующей арматуры 27 с дистанционным управлением;
запорно-регулирующей арматуры 38 с дистанционным управлением;
запорно-регулирующей арматуры 16 с дистанционным управлением;
запорно-регулирующей арматуры 24 с дистанционным управлением.
Что позволяет изменять количество активного ила в первом рециркуляционном потоке 9, втором рециркуляционном потоке 10 и третьем рециркуляционном потоке 11 и количество активного ила, отводимое на обработку по трубопроводу 23 избыточного ила.
В блоке 81 управления насосами определяется необходимое количество подаваемого активного ила в первом рециркуляционном потоке 9, втором рециркуляционном потоке 10 и третьем рециркуляционном потоке 11 и требуемые для этого характеристики работы насосов 12, 28, 39 и регулируемых приводов 13, 29, 40. Полученные характеристики работы насосов передаются требуемые на регулируемые приводы 13, 29, 40. Например скорость вращения вала насосов 12, 28, 39. Что позволит повысить качество очистки сточных вод за счет поддержания необходимых концентраций веществ в анаэробной зоне 5, аноксидной зоне 6, аэробной зоне 7 блока 2 биологической очистки.
В блоке 82 управления воздуходувкой определяется количество воздуха необходимое для осуществления биологической очистки сточных вод, и эти значения передаются к воздуходувке 77, выполненной с возможностью изменения количества подаваемого воздуха по воздуховоду 78 к аэраторам 8. Что позволит повысить качество очистки сточной воды за счет подачи количества необходимого воздуха и снизить энергозатраты на подачу воздуха.
Таким образом для предлагаемого способа характерна «промышленная применимость». Применение данного изобретения повысит качество биологической очистки сточных вод за счет корректировки параметров рециркуляционных потоков и поддержания оптимальных значений концентраций веществ в системе биологической очистки сточных вод.