Система управления процессом очистки сточных вод Советский патент 1992 года по МПК C02F11/04 G05D27/00 

Изобретение относится к области контроля и регулирования процесса очистки сточных вод и может быть использовано для управления процессом очистки концентрированных стоков предприятий агропромышленного комплекса

Известны системы контроля и управления процессом анаэробной очистки стоков (Monitoring and control of anaerobic digestion. Ross W.R., Zoml I.M., Waters. A., 1987, 13 № 4. 193-196; Пат. США № 4450074, МКИ С 02 С 1102, опубл. 22.05.84. Develapment of monitoring system for Anaerobic Digestion lachikeuva Susumu, WatanabeTakaski, Сумитомо дзюкикай гихо, Techn. Rev., 1987, 35 № 104, 57-62).

В указанных системах в качестве критерия контроля и регулирования (управления) используются иловый индекс, рН, температура, производительность по метану, расход сточной поды, химическое потребление кислорода, концентрация органических кислот и активного ила

Использование в качестве критерия управления илового индекса нехарактерно для процесса анаэробного сбраживания; концентрация органических кислот и щелочность взаимосвязаны с величиной рН скорость снижения химического потребления кислорода зависит от расхода (скорости протока) исходной сточной воды.

Следовательно, ни одно из этих сочетав ний критериев контроля для процесса метанового брожения не позволяет строго формировать взаимосвязи технологических параметров, что в целом сказывается на эффективности управления процессом очистки.

Наиболее близкой к предлагаемой системе управления процессом очистки сточных вод является система с использованием в качестве критерия управления Redox потенциала еН (Redox potentials in nacte-water treatment mosey Frank. Chem. End (Ir BHt), 1985, N24141,21-24), который имеет важное значение для использования и управления

(Л

С

V4 XI U) 00 00

со

биологическими системами очистки (нитрификация, дэнитрификация, сульфатредук- ция и другие).

Однако использование одной величины для характеристики процесса не дает пол- ной информации о ходе процесса очистки, в то же время еН характеризуется окислительно-восстановительные условия только при постоянном значении ей, в противоположность этому гНа зависит только от кон- центрации восстановителя, поэтому гН2 уже непосредственно характеризует окислительно-восстановительные условия и определяется по формуле:

гНо- еН + 9пН

ГН2 0,029 2рН

Цель изобретения - повышение эффективности управления процессом очистки.

Цель достигается за счет того, что система снабжена датчиками рН и еН, установ- ленными в метантенке и на приточной магистрали, соединенными через первичные преобразователи и блоки масштабирования с входами расчетных блоков, выход которых соединен с выходом блока коррек- ции, выход последнего соединен с первым входом определения состояния связи сдатчиком расхода воды, подаваемый в мета- нтенк, выход блока определения состояния через блок газовой коррекции, связанный с датчиком выделившегося газа, соединен с выходом регулирующего блока, выход которого соединен с исполнительным механизмом, установленным на магистрали подаваемой в метантенк воды.

Новым в изобретении является сочетание указанных элементов, реализующих указанный алгоритм управления.

На чертеже представлена схема системы управления процессом очистки сточных вод.

Температура в метантенке 1 измеряется при помощи датчика температуры 2, соединенного с регулятором 3. выход которого соединен с исполнительным механизмом 4, установленным на магистрали подачи теплоносителя в рубашку метантенка. Уровень активного ила внутри метантенка измеряют датчиком 5, установленным в нижней части метантенка, сигнал которого поступает на преобразователь б, а с него на привод 7 циркуляционного насоса 8. Количество образующегося газа измеряют датчиком 9 расхода, сигнал которого поступает на регистрационный прибор 10. Кроме того, система содержит датчики величины рН 11 и еН 12, размещенные внутри метантенка и соединенные с входом первичных преобразователей 13, 14. Выход последних соединен через блоки масштабирования 15, 16 с

входом расчетного блока 17. Аналогичный контур установлен на подводящей магистрали 18, 19 -датчик рН, еН; 20, 21 - первичные преобразователи; 22, 23 - блоки масштабирования; 24 - расчетный блок. Выходы блоков 17, 24 соединены с входом блока 25 коррекции, выход последнего соединен с входом блока 26 определения состояния, кроме этого вход блока 26 соединен с датчиком 27 расхода поступающей на очистку жидкости. Выход блока 26 соединен с блоком газовой коррекции 28, второй вход которого соединен с датчиком 9 расхода образующегося газа, а выход блока 28 соединен с входом регулирующего блока (регулятора) 29, выход последнего-с исполнительным механизмом 30, установленным на магистрали поступающей воды.

Система работает следующим образом.

Сигнал с датчика температуры 2 поступает на выход регулятора 3, который, сравнивая заданное значение температуры со значением температуры в метантенке, воздействует на исполнительный механизм 4, увеличивая либо уменьшая подачу теплоносителя в рубашку метантенка.

Уровень активного ила измеряется датчиком 5 уровня, сигнал с которого поступает на преобразователь 6, управляющий работой привода 7 циркуляционного насоса, то есть при достижении определенного уровня активного ила включается циркуляционный насос.

Количество образующего газа измеряется датчиком 9 расхода, сигнал с которого поступает на регистрирующий прибор.

Величины рН и еН в метантенке и приточной магистрали измеряются датчиками 11, 12,18, 19, сигнал с которых поступает на первичные преобразователи 13,14,20, 21, а далее на блоки масштабирования 15,16, 22, 23, которые производят подготовку для последующих блоков, уменьшая или увеличивая сигнал, то есть производя умножение на постоянный коэффициент. С выходов последующих блоков сигналы поступают на расчетные блоки 17, 24, которые производят суммирование сигналов, рассчитывая фактор управления (см. Redox potentials in nastewater treatment mosey Frank, Chem.Eng (Jr.Brit), 1985, v. 414, st. 21-24). С выходов блоков 1 и 24 сигналы поступают на блок 25, производящий расчет изменения Redax в системе, далее эта величина подается на вход блока 26, куда также поступает сигнал от датчика расхода очищаемой воды, то есть производится коррекция по нагрузке метантенка. С выхода блока 26 сигнал поступает на блок 28, который, учитывая гакже количество выделившегося газа, формирует задание для регулятора 29 управляющего механизмом 30 подачи воды в мета- нтенк.

Алгоритм работы системы

Датчики рН и еН измеряют указанные величины в матентенке и подводящем трубопроводе, блоки 5, 6, 22 производят операцию умножения на постоян-ный

еН и 2рН, блоки 17 и 24

коэффициент суммируют эти получаем

t

0,029

величины, то есть в итоге

еН

+ рН) R

V0,029 Блок 25 производит вычитание, то есть

AR Ri -R2 где в аппарате;

R2 - в подводящем трубопроводе.

я р

Блок 26 производит операцию , где

Q - расход жидкости, поступающей в мета- нтенк, то есть определяет удельное изменение AR.

Формула изобретения Система управления процессом очистки сточных вод, содержащая датчик температуры в метантенке, соединенный через регулятор с входом исполнительного механизма, установленного на линии подачи теплоносителя, датчик уровня активного ила в метантенке, выход которого через преобразователь и привод соединен с циркуля- ционным насосом, дстчик расхода образующего биогаза, первый выход которого соединен с входом регистрирующего

прибора, датчик расхода поступающей на очистку жидкости, регулятор, соединенный с исполнительным механизмом, установленным на линии подачи сточных вод, о т личающаяся тем, что, с целью повышения степени очистки, система дополнительно содержит первые и вторые датчики рН и еН, установленные в метантенке и линии подвода сточных вод соответственно, первые и вторые преобразователи и масштабирующие блоки, соответственно первый и второй блоки суммирования, блок коррекции, блок определения состояния и блок газовой коррекции, причем выходы датчиков рН и еН, установленных в метантенке, через первые преобразователи и масштабирующие блоки соединены с первым и вторым входами первого сумматора соответственно, выходы датчиков рН и еН,

установленных в линии подачи сточных вод, через вторые преобразователи и масштабирующие блоки соединены с первым и вторым входами второго сумматора соответственно, выходы первого и второго

сумматоров соединены первым и вторым входами блока коррекции, выход которого соединен с первым входом блока определения состояния, второй вход которого соединен с датчиком расхода поступающей на

очистку жидкости, а выход - с первым входом блока газовой коррекции, второй вход которого соединен с вторым выходом датчика расхода образующегося биогаза, а выход - с регулятором расхода поступающей на очистку жидкости.

Изобретение относится к области контроля и регулирования процессом очистки сточных вод и может быть использовано для управления процессом очистки концентрированных стоков предприятий агропромышленного комплекса. Изобретение позволит значительно повысить эффективность управления процессом очистки за счет того, что система снабжена датчиками рН и еН, установленными в метантенке и на приточной магистрали.1 ил.

буище/ff/aw

3 газгольдер