Устройство для автоматического управления процессом выпуска ила из канализационных отстойников Советский патент 1981 года по МПК C02F3/00 G05D27/00 

дельных случаях может привести к повышенному выносу взвешенных веществ -невозможность оперативного изменения расхода выходящего ила в зависимости от потребности в нем аэротенка, что может привести к ухуд шению каче(:тва очистки при работе с переменной органической нагрузкой и не позволяет использоват известное устройство в комплексных системах управления станциями биологической очистки сточных воду -возможность ошибочного действия устройства при облипании илом датчика уровня или других его отказах, -возможность затопления территории очистного комплекса через верх илового резервуара при аварии иловых насосов, (если высотная отметка вер;а илового резервуара ниже высотной отметки очищенной воды в отстойнике ). Известно также устройство для управления выпуском ила из канали зационных отстойников на очистном комплексе, включающем канализационные отстойники, иловой резервуар и :иловые насосы, содержащее расходомеры очищенной воды и выходящего ила подключенные к входам блока соотношения , выход которого через регулятор выпуска ила соединен с исполните ным механизмом на линии вьпуска ила 2. К третьему входу блока соотношения подключен измеритель илового индекса в поступающей иловой смеси. Устройство оперативно управляет выпуском ила из отстойника, поддерживая заданное соотношение между расходами очищенной воды и выходящего ппа. ПРИ этом время пребьгеания ила в отстойнике неизменно при любых колебаниях расхода иловой смеси, что позволяет стабилизировать активность и концентрацию выпускаемого ила. Заданная величина соотношения расходов корректируется в зависимости от сдособности поступазощего ила к осаж ден{«, измеряемой измерителем илового индекса. Недостатки известного устройства - возможность повышенного выноса взвешенных веществ при значительном снижении расхода иловой смеси (до 10-20% от номинального), так как пр этом основная масса ила осаждается вблизи от центра отстойника, илоотсосы (илоскребы) не могут (при 24 уменьшенном расходе) ее удалить и уровень ила в этой зоне чрезмерно возрастает;-невысокая надежность измерителя илового индекса, вследствие отсутствия выпуска его промышленностью J -невозможность оперативного изменения расхода выходящего ила в зависимости от потребности в нем аэротенка, что может привести к ухудшению качества отчистки при работе с переменной органической нагрузкой и не позволяет использовать известное устройство в комплексных системах управления станциями биологической очистки сточных вод -возможность повьшхенного выноса взвешенных веществ при значительных колебаниях илового индекса, так как коррекция соотношения расходов по величине илового индекса линейна, в то время как зависимость мезкду скоростью осаждения и иловым индеЙсом для болыпинства илов нелинейна -возможность затопления территории очистного комплекса через верх илового резервуара при аварии иловых насосов (если высотная отмет-, ка верха илового резервуара ниже высотной отметки очищенной воды в отстойнике). Известно также устройство для автоматического управления процессом выпуска ила из канализационных отстойников на очистном комплексе, включающем канализационные отстойники, иловой резервуар и иловые насосы, содержащее расходомеры очищенной воды и выходящего ила, подключенные к блоку регулирования соотношения расходов, соединенному с исполнительном механизмом выпуска ила . Блок регулирования соотношения расходов включает блок соотношения, связанный с расходомерами очиценной воды и выходящего ила и регулятором соотношения , а также задатчик илового индекса, peгyлиpye «лй задатчик и функциональный преобразователь, подключенный к расходомеру очищенной воды, задатчику илового индекса и регулируемому задатчику, соединенному с регулятором соотношения. Система оперативно управляет выпуском ила из отстойника, поддерживая заданное соотношение между расходами очищенной воды и выходящего ила и корректируя это соотношение в завнсимости от расхода очищенной воды и способности ила к осаждению. Величина соотношения может изменяться и по команде внешних устройств . Недостатки известного устройства -возможность затопления терри тории очистного комплекса через вер илового резервуара при аварии иловых насосов (если высотная отметка верха илового резервуара ниже высотной отметки чищенной воды в отстойнике); -возможность повышенного выноса взвешенных веществ в случае нарушений режима очистки чрезмерного уменьшения заданного соотношения, расходов по требованию внешних систем управления, несвоевременного отбора избыточного ила и, следовательно значительного увеличения концентрации ила в поступающей иловой смеси и т.п., а также неисправности расходомеров, блока соотношения, регулятора и/или исполнитель ного механизма вьшуска ила. . Целью настоящего изобретения явл ется защита очистного -комплекса от затопления и уменьшение выноса взве шенных веществ при нарушении очистки. , . Это достигается тем, что устройство дополнительно содержит датчик уровня в иловом резервуаре, датчик аварии иловых насосов и соединё с ними дискриминатор, подключен ный к исполнительному механизму выпуска ила и блоку регулирования соотношения расходов, а также блок ко троля уровня ила в отстойнике, подключенный к дискриминатору. На чертеже представлена схема пре лагаемого устройства;. : Устройство управления процессом :Выпуском ила из канализационных отстойников на очистном комплексе, вкл чающем канализационный отстойник Г, иловой резервуар 2 и иловые насосы 3, содержит расходомер 4 очищенной воды и расходомер 5 выходящего ила, .подкпоченные к блоку 6 регулирования соотношения расходов, блок 7 контроля уровня ила в отстойнике 1 с датчиком 8 уровня, соединенный с дискри минатором 9, который связан с исполнительным механизмом 10« выпуска ила, датчшсом 11 уровня в иловом рёзервуа 26 ре 2, датчиком 12 аварии иловых насосов 3 и блоком 6 регулирования соотношения расходов. В отстойнике 1 происходит разделение иловой смеси, поступающей по трубопроводу 13, на очищенную воду и активный Ш1. Очищенная вода соби. рается в кольцевом канале отстойника и отводится по трубопроводу 14, а осевший активный ил удаляется по трубопроводу 15. В кольцевом канале отстойника 1 или в трубопроводе 14 установлен расходомер 4 очищенной воды. Расход активного .ила измеряется расходомером 5 выходящего ила и регулируется исполнительным механизмом 10. Выходы расходомеров 4 и 5 подключены к входам блока 16 соотношения, выход которого соединен с регулятором 17 соотноюе1шя. Входы блока 16 соотношения явл гпотся входами блока б регулирования соотношения расходов. Выход расходомера 4 очищенной воды соединен также с первым входом функционального преобразователя 18, ко второму входу которого подключен задатчик 19 илового индекса, а выход функционального преобразователя через первый вход регулируемого зада тчика 20 соединен с регулятором 17 соотношения. Выход последнего является также выходом блока 6 регулирования соотношения расходов. Ко второму входу регулируемого задатчика 20 могут быть подключены различные внешние устройства (например Э1ШМ„ управлжощая станцией биологической очистки сточнык вод). &ЛСОД регулятора I7 соотношения соединен: через дискрюшнатор 9 с исполнительный механизмом 10 выпуска ила. В отстойнике t, например, на его вращакщейся ферме 21, установлен задатчик 8 уровня ила, который через блок 22 контроля датчика уровня соединен с программным регулятором 23. Вход блока 22 является входом блока 7 контроля уровня Rna. Програмный регулятор 23, выход которого является выходом блока 7 контроля уровня, подключен к дискрнминатоРУ 9. Дискриминатор 9 предназначен таке для связи с внешними устройствами {например, с системами сигнализации управления станцией очисткиУ. . Устройство работает следующим образом. При изменении расхода иловой смеси, поступающей в отстойник 1 по тру бопроводу 13, изменяется расход очищениой воды. Расходомер очищенной во ды вырабатывает сигнал пропррцио;нальный новому расходу очищенной во ды. Этот сигнал и сигнал от расходомера 5 выходящего ила поступают на входы блока 16 соотношения на выход которого образуется сигнал пропорциональный новому отношению расхода очищенной воды и выходящего ила. Эт сигнал поступает на первый вход регулятора 17 соотношения. В зависимости от разности этого сигнала и сигнала, поступающего на второй вход регулятора 17 соотношений от регулируемого задатчика 20, на исполнительный механизм 10 выпус ка ила передается команда увеличить или уменьшить расход ила. Команда на исполнительный механи выпуска ила поступает через дискриминатор 9, если вьтолнены условия: уровень ила в отстойиике I ниже заданного, уровень в иловом резервуаре 2 ниже аварийного и работает хотя бы один иловой насос 3. В трубопроводе 15 выпускаемого ила устанавливается новый расход ил при котором весовое количество выпу каемого ила будет равно весовому количеству поступающего. Этим обеспечивается стабилизация времени пре бывания ила в отстойнике, и тем самьм, поддерживание его активности и концентрации на вькоде. При уменьшении расхода иловой смеси до 80% от номинального и ниже (например в ночное время) скорости радиальных потоков иловой смеси существенно уменьшаются и основная масса ила осаждается вблизи центра отстойника. При этом часто наблюдается кратковременное (но значительное) увеличение выноса взвешенных веществ с очищенной водой. Для уско рения этого зыход расходомера 4 очи щенной воды подключен к первому вх ду функционального преобразователя 18. При расходах очищенной воды от 80% до номинального и выше выходной сигнал функщюнального преобразователя 18 неизменен. При снижении расхода до 80% и ниже выходной сигнал функционального преобразоваеля 18 увеличивается по задаиной йрогра е. Выходной сигнал функционального преобразователя 18 воздействует на управляег« 1й задатчик 20, котор увеличивает заданную величину соотношения расходов, поступающую на второй вход регулятора 17 соотношения. Регулятор 17 соотношения воздействует на исполнительный механизм 10 и увехгачивает выпуск нла из отстойника 1. В зависимости от местных условий расходомер очищенной воды может быть заменен расходомером поступаквдей илорой смеси. При 3том надо изменить настройку регулятора 17 соотношения. Связи элементов устройства, их состав и действие не меняются. Подобный эквивалент предлагаемого устройства может быть использован для отстойников с подтопленным выпуском очищенной воды, когда трудно измерить ее расход. При действии предлагаемой системы регулирования соотношения расходов уровень ила в любой точке отстойника не превьш1ает заданного. Однако со временем уровень ила в отстойнике может превысить максимально допустимый, например, вследствие ухудшения илового и щекса {вспухания ила). Чтобы избежать этого, заданная величина соотношения расходов корректируется в зависимости от способности поступающего ила и осаждения (илового индекса). Иловой индекс (или динамика осаждения ила) измеряется лабораторным анализом или измерителем илового индекса. Полученная величина периодически вводится в устройство оператором с помощью-задатчика 19 илового индекса, вькод которого подключен ко второму входу функционального преобразователя 18. При увеличении илового индекса функциональный преобразователь 18 увеличивает заданную величину соотношения расходов с помощью регулируемого задатчика 20. При этом увеличивается расход выходящего ила, уменьшается время его пребывания в отстойнике, уровень ила в отстойнике и вынос взвешенных веществ с очищенной водой. Коррекция осуществляется с помощью функционального преобразователя, так как связь меж,ау иловым индексом и скоростью осаждения ила нелинейна. 9 После разработки более надежных измерителей илового индекса, они мо гут быть использоважт в системе упр ления в качестве задатчика илового индекса. На многих очистных комплексах высотные отметки бортов иловых резе вуаров 2 ниже высотных отметок пере лива воды из отстойников 1. В этом случае при аварии иловых насосов 3 активный ил разливается по территории очистного комплекса через верх борта илового резервуара 2 и может затопить насосные станции и другие заглубленные сооружения. Подобная авария в предлагаемой системе исключается: при срабатывании датчика II уровня в иловом резервуаре 2 или датчика 12 аварии илозых насосов 3 дискриминатор 9 отключает регулятор 17 соотношения от исполнительного механизма 10 выпуска ила и формирует непрерывнь1й сигнал на закрытие исполнительного механизма 10. Одновременно диспетчеру дается аварийный сигнал. При отдельных нарушениях техноло гического режима очистки или пейс правностях средств контроля и управ ления наблюдается повышенный вынос взвешенных веществ из отстойников, например: -при сбросе со сточной водой со лей тяжелых металлов или органических токсикантов; -при чрезмерном уменьшении зада ного соотношения расходов по требованию внешних систем управления; -при несвоевременном отборе избыточного ила и, следовательно, зна чительном увеличении концентраций ила в поступающей иловой смеси и т.п -при неисправности расходомеров блока соотношения, регулятора соотношения . Чтобы в этих случаях избежать повышенного выноса взвешенных вещвст)9 предусмотрен контур контроля максималаьно допустимого уровня ила в отстойнике, состоящий из датчика 8 уровня ила в отстойнике, блока 22 контроля датчика 8 уровня и программного регулятора 23. Датчик уровня ила срабатывает при достижении илом максимально допустимого уровня. Этот сигнал через блок. 22 контроля поступает на вход программного регулятора 23, который дает 42 команду на проверку неисправности -датчика 8 уровня Блок 22 контроля осуществляет внеочередной контроль работоспособности датчика уровня ила и при положительном ответе включает пульс-пару программного регулятора 23. На первом выходе программного регулятора 23 появляется сигнал, который и дискриминаторе 9 блокирует цепи регулятора 17 соотношения. На втором выходе появляется импульсный сигнал, открывающий исполнительный механизм 10 вьтуска ила. Расход ила постепенно увеличивается и уровень его в отстойнике падает. При неисправности датчика 8 уровня ила и при его срабатывании дается предупредительный сигнал. Сигнал на первом выходе программного регулятора 23 исчезает при устойчивом снижении уровня ила в отстойнике (один оборот формы). Пульс-пара регулятора 23, дающая сигнал на второй выход, отключается одновременно с исчезновением сигнала на выходе датчика 8 уровня ила. В дискриминаторе 9 снимается блокировка цепи регулятора 17 соотношения. Исправность датчика 8 уровня ила проверяется не только при его срабатывании, но и периодически-по заданной временной программе. Предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает: защиту очистного комплекса от затопления за счет введения датчика уровня в иловом резервуаре, датчика аварии иловых яасосов и соединенного с нимидискриминатора, который подключен в разрыв цепи между регулятором соотношения и исполнительным механизмом выпуска нла, уменьшение выноса взвешенных веществ при нарушении режима очистки за счет введения блока контроля уровня ила в отстойнике, соединенного с дискриминатором. Преимущества предлагаемого устройства обеспечат: -защиту от затопления и уменьшение загрязнения территории очистных комплексов при аварии иловых насосов и снижение тем самым эксплуатацинных затратJ -ка станциях без сооружений дочистки ВОДЬ - уменьшение ущерба окруающей среде благодаря уменьшению выоса взвешеннЕлх веществ при нарушеии режима очистки, а также благода