CZ298936B6 - Zpusob rízení provzdušnování pri biologickém cištení odpadních vod - Google Patents

Zpusob rízení provzdušnování pri biologickém cištení odpadních vod Download PDF

Info

Publication number
CZ298936B6
CZ298936B6 CZ20050298A CZ2005298A CZ298936B6 CZ 298936 B6 CZ298936 B6 CZ 298936B6 CZ 20050298 A CZ20050298 A CZ 20050298A CZ 2005298 A CZ2005298 A CZ 2005298A CZ 298936 B6 CZ298936 B6 CZ 298936B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
aeration
oxygen concentration
dissolved oxygen
tanks
control
Prior art date
Application number
CZ20050298A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2005298A3 (cs
Inventor
Jakšl@Pavel
Kovarík@Petr
Original Assignee
Microsys Brno, S.R.O.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Microsys Brno, S.R.O. filed Critical Microsys Brno, S.R.O.
Priority to CZ20050298A priority Critical patent/CZ298936B6/cs
Publication of CZ2005298A3 publication Critical patent/CZ2005298A3/cs
Publication of CZ298936B6 publication Critical patent/CZ298936B6/cs

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Activated Sludge Processes (AREA)

Abstract

Zpusob rízení provzdušnování pri biologickém cištení odpadních vod, kdy se merí koncentrace rozpušteného kyslíku v každé aktivacní nádrži spocívá v tom, že po vyhodnocení koncentrace kyslíku v nádržích se zcela otevre prívod kyslíku do nádrže, kde byla vykázána nejnižší hodnota koncentrace rozpušteného kyslíku, nacež se provede u ostatních nádrží korekce nastavení prívodu podle prepoctu vuci predem stanovené požadované hodnote a tyto kroky se pravidelne opakují po stanovených intervalech, pricemž výkon dmychárny je regulován vzhledem k prumerné hodnote koncentrace rozpušteného kyslíku ve všech nádržích.

Description

Způsob řízení provzdušňování při biologickém čištění odpadních vod
Oblast techniky
Vynález se týká nového způsobu řízení provzdušňování při biologickém čištění odpadních vod aerobním procesem v aktivačních nádržích čistírny odpadních vod (COV) a současně tím i ekonomicky provozu COV.
Dosavadní stav techniky
Biologické čištění odpadních vod oživeným kalem v aktivační nádrži za umělého provzdušňování aeračním systémem je energeticky nejnáročnější částí COV - představuje až 80 % spotřeby energie COV. Požadavek kontinuálního dodržování potřebné účinnosti čištění vody při proměnlivém množství odpadních vod vyžaduje řízení bioprocesu v aktivačních nádržích, které se realizuje regulací pneumatického aeračního systému. Aerace musí udržet potřebnou koncentraci rozpuštěného kyslíku pro metabolickou činnost mikroorganismů a současně zajistit dostatečné promíchávání v aktivační nádrži pro zabránění sedimentace kalu.
Nejpoužívanější způsob regulace je následující:
• Výkon dmychámy, jako zdroje vzduchu pro aeraci, je řízen změnou otáček dmychadel, které jsou regulovány na konstantní tlak ve výstupním potrubí. Provzdušňovací elementy v aktivačních nádržích působí jako stabilizující prvek tlaku vzduchu, rozsah změny tlaku je malý, a proto je regulace nestabilní a velmi obtížná.
• Řízení koncentrace rozpuštěného kyslíku v každé větvi aktivace je regulováno změnou dodávaného množství vzduchu. V dosavadním způsobu řízení se regulace snaží dosáhnout ustáleného stavu koncentrace kyslíku nastavením regulačních klapek, které jsou neustále více či méně přivřeny, protože v ustáleném stavu musí být dostatečná rezerva v otevření klapky pro požadované zvýšení přísunu vzduchu při zvětšení zatížení čistírny. Vlivem různého odporu proudění v jednotlivých přívodních větvích aerace dochází k vzájemnému ovlivňování regulace v jednotlivých větvích. Např. při otvírání regulační klapky jedné větve se snižuje přísun vzduchu do ostatních větví, ve kterých začne klesat koncentrace rozpuštěného kyslíku aje nutný další regulační zásah.
Spotřebu kyslíku i jeho přechod z fáze plynné do aktivační směsi výrazně ovlivňuje celá řada faktorů - teplota, látkové zatížení kalu, kalový index, stáří kalu, doba zdržení v aktivaci, recirkulace aj. Regulace na konstantní hodnotu koncentrace rozpuštěného kyslíku vyžaduje značnou výkonovou rezervu dmychadel a přesto široké spektrum vlivů s různým a někdy protikladným účinkem způsobuje, že regulace je v praxi nepříliš přesná až nestabilní. Aerace při koncentracích kyslíku nad 2 % je z hlediska biochemického zbytečná, je však nutná pro udržení kalu ve vznosu, což výrazně přispívá k poměrně vysoké energetické náročnosti provozu dmychámy ČOV.
Cílem vynálezu je představit způsob řízení provzdušňování při biologickém čištění odpadních vod, který by umožnil optimální regulaci přívodu kyslíku do procesu.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nedostatky odstraňuje do značné míry způsob řízení provzdušňování při biologickém čištění odpadních vod, jehož podstata spočívá v tom, že po vyhodnocení koncentrace kyslíku v nádržích se zcela otevře přívod kyslíku do nádrže, kde byla vykázána nejnižší hodnota koncentrace rozpuštěného kyslíku, načež se provede u ostatních nádrží korekce nastavení přívodů podle přepočtu vůči předem stanovené požadované hodnotě a tyto kroky se pravidelně opakují po
- 1 CZ 298936 B6 stanovených intervalech, přičemž výkon drny chámy je regulován vzhledem k průměrné hodnotě koncentrace. Podle tohoto způsobu řízení se dosáhne řízené oscilace koncentrace kyslíku v aktivační nádrži okolo žádané hodnoty a to v pásmu, které zajišťuje požadovanou účinnost procesu čištění a současně se udržuje kal ve vznosu bez nároků na neekonomický provoz aerace z hlediska bioprocesu. Charakteristickým rysem řízení je pravidelná fáze plného aeračního výkonu v průběhu každé periody oscilačního cyklu.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude dále přiblížen pomocí výkresu na kterém obr. 1 představuje graf znázorňující závislost měřené koncentrace rozpuštěného kyslíku a odpovídající řízení regulační klapky v přívodu vzduchu do aeračních elementů aktivace při využití způsobu podle vynálezu.
Příklad provedení vynálezu
Nový způsob řízení koncentrace kyslíku v aktivační nádrži je založen na principu řízené oscilace okolo žádané hodnoty, a to v pásmu, které zajišťuje požadovanou účinnost procesu čištění:
· žádaná hodnota koncentrace rozpuštěného kyslíku je v praxi cca 2 mg/1 • kritická hranice minimální hranice koncentrace kyslíku v aktivaci je 0,5 mg/1 • výkyvy koncentrace rozpuštěného kyslíku obvykle do 1,5 mg/1 okolo žádané hodnoty s periodou řádově minut nemají podstatný vliv na kvalitu čištění
Charakteristickým rysem takového řízení je pravidelná fáze plného aeračního výkonu v průběhu každé periody oscilačního cyklu. Tím se výrazně potlačuje sedimentace kalu bez zbytečně vynaložené energie aerace, neboť toto probíhá z hlediska bioprocesu v pásmu optimální koncentrace rozpuštěného kyslíku v aktivační směsi.
Řízení koncentrace kyslíku zabezpečuje programové vybavení řídicího systému, které lze popsat následujícím algoritmem:
Regulace je založena na vyhodnocování trendu změn koncentrace rozpuštěného kyslíku v čase. Při poklesu koncentrace rozpuštěného kyslíku pod žádanou hodnotu je regulační klapka aerační větve s nejmenším množstvím kyslíku naplno otevřena. Poloha klapek v ostatních větvích je pře35 počítána podle měřené koncentrace rozpuštěného kyslíku. V průběhu poklesu koncentrace kyslíku se sleduje strmost poklesu (rychlost změny) koncentrace rozpuštěného kyslíku. Při velké strmosti poklesu je klapka naplno otevřena ještě před poklesem pod žádanou hodnotu. Tím se výrazně sníží výkyv poklesu kyslíku pod žádanou hodnotu. Do větve aktivace je maximální možný přísun vzduchu. Výrazně se eliminuje proměnlivé zpoždění způsobené metabolickou čin40 ností mikroorganismů a současně je klesající kal vynášen k hladině a udržován ve vznosu.
Při nárůstu koncentrace rozpuštěného kyslíku nad žádanou hodnotu je regulační klapka přestavena na novou vypočtenou polohu, která se stanoví z velikosti odchylky skutečné hodnoty koncentrace kyslíku od žádané. Sledování strmosti nárůstu a korekce hodnoty velikosti přivření klapky zmenšuje překmit koncentrace rozpuštěného kyslíku nad žádanou. Do větve aktivace se tak snižuje přísun vzduchu. Klapka nikdy není úplně uzavřena, je možné uživatelsky nastavit minimální hodnotu otevření klapky. Tím se zajistí minimální přísun vzduchu do větve aktivace, aby se zamezilo rychlé sedimentaci kalu.
Součástí algoritmu je řízení výkonu dmychámy a diagnostika vadného čidla měření koncentrace kyslíku, případně ošetření poruchového stavu. Výkon dmychámy je řízen podle průměrné hodnoty koncentrace rozpuštěného kyslíku ze všech aeračních větví či aktivačních nádrží. Do průměrné koncentrace rozpuštěného obsahu kyslíku jsou zahrnuty pouze údaje z funkčních čidel
-2CZ 298936 B6 měření rozpuštěného kyslíku. Regulační klapka ve větvi s případným nefunkčním čidlem měření je úplně otevřena. To vždy zajistí udržení kalu ve vznosu a dostatek vzduchu pro zabránění poklesu kyslíku pod kritickou hranici. Vyšší hodnota koncentrace rozpuštěného kyslíku ve větvi s porouchaným čidlem je provozně vhodnější než pokles pod kritickou minimální hranici.
Nový způsob řízení byl odzkoušen při rekonstrukci ČOV s následujícími typickými parametry:
denní kapacita průměrný denní objem vyčištěné vody roční objem vyčištěné odpadní vody nátok na čistírnu v rozmezí počet ekvivalentních obyvatel průměrná biochemická spotřeba kyslíku (BSK5) - nátok/odtok průměrná chemická spotřeba kyslíku (CHSK) - nátok/odtok průměrný obsah nerozpustných látek (NL) - nátok/odtok průměrný obsah amoniakálního dusíku (N-NH4) - nátok/odtok průměrná hodnota celkového fosforu (Pcelk) - nátok/odtok
000 m3/den cca 8000 m3 2964 tis. m3 80-250 1/s 42 000
22,27/9,05 mg/1 507,67/22,04 mg/1 227,63/5,36 mg/1 27,24/4,10 mg/1 6,95/195 mg/1
Praktické poznatky z provedených zkoušek a zkušebního provozu lze shrnout do následujících bodů • Změna zatížení čistírny má vliv pouze na délku cyklu zavření a otevření regulační klapky. Sledování strmosti změn koncentrace kyslíku a ekvivalentní nastavení regulační klapky zajišťuje ve všech provozních stavech dostatečný přísun vzduchu pro udržení hodnoty rozpuštěného kyslíku v optimálním rozmezí · Pravidelným maximálně možným přísunem vzduchu při úplném otevření klapky je efektivně potlačována sedimentace kalu. Udržení kalu ve vznosu je podporováno i při minimálním otevření klapky - regulační klapka není nikdy úplně uzavřena.
• Proměnlivé zpoždění, způsobené metabolickou činností mikroorganismů, je minimalizováno úplným otevřením regulační klapky při potřebě zvyšování přísunu vzduchu.
· Vliv teploty vody se projevuje pouze délka jednoho cyklu zavření a otevření regulační klapky.
• Změna tlakových poměrů (resp. odporu proudění) v jednotlivých větvích a jejich vzájemné ovlivňování se projevuje změnou strmosti poklesu či nárůstu koncentrace rozpuštěného kyslíku a je tedy automaticky kompenzována regulací podle strmosti změn koncentrace kyslíku.
• Vyšší koncentrace rozpuštěného kyslíku ve větvi s vyřazeným měřicím čidlem je provozně 35 lepší než pokles pod kritickou minimální hranici.
Z praktických zkušeností a poznatků je zřejmé, že nový způsob regulace provzdušňování aktivace pozitivně ovlivňuje rozložení zátěže dmychámy - jsou eliminovány velké špičkové nároky na dodávku vzduchu, je prakticky odstraněn z hlediska bioprocesu neefektivní provoz aerace, dříve nezbytný pro zabránění sedimentace kalu. U výše uvedené konkrétní ČOV to znamená, že dmychadla pracují pro čtyři větve aktivace ve stejném režimu jako dříve pro průvodní dvě větve. Energetická úspora je tedy zřejmá.
Na obr. 1 je graf zachycující chování aktivace při zvolené žádané hodnotě koncentrace kyslíku 45 2,2 mg/1 v časovém úseku 8 hodin běžného provozu. Časové měřítko je na vodorovné ose, na levé straně grafu je měřítko otevření regulační klapky v procentech (25 až 100 %), pravý okraj grafu tvoří měřítko koncentrace rozpuštěného kyslíku (1,2 až 3,0 mg/1). Spodní tenká křivka zobrazuje nastavení příslušné regulační klapky, horní křivka zachycuje průběh měřené koncentrace kyslíku. Z průběhů obou veličin je zřejmá typická vzájemná souvztažnost: při poklesu koncentra50 ce rozpuštěného kyslíku na minimální hodnotu následuje vždy maximální otevření regulační
-3 CZ 298936 B6 klapky přívodu vzduchu. Délka trvání fáze plného aeračního výkonu a následné omezování množství vzduchu se řídí podle vyhodnocování trendů měřené koncentrace kyslíku tak, aby se koncentrace kyslíku udržela v optimálním rozměru z hlediska bioprocesu.
Průmyslová využitelnost
Uvedený princip řízení směšovací aktivace ČOV lze uplatnit prakticky bez ohledu na kapacitu ČOV u všech aktivačních systémů s regulovanou pneumatickou aerací. Je zvláště vhodný pro čistírny s vysokou sedimentací kalu, tedy u aktivací s kalovým indexem menším než 150 ml/g. U menších ČOV sjednou větví aktivačního systému, kteráje napojena přímo na dmychámu, je možné tento způsob řízení aplikovat v redukované podobě - dle uvedeného principu řízení jsou nastavovány přímo otáčky dmychadla tak, že je dodržen oscilační charakter provozu aerace.

Claims (1)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob řízení provzdušňování při biologickém čištění odpadních vod, kdy se měří koncentrace rozpuštěného kyslíku v každé aktivační nádrži, vyznačující se tím, že po vyhodnocení koncentrace kyslíku v nádržích se zcela otevře přívod kyslíku do nádrže, kde byla vykázána nejnižší hodnota koncentrace rozpuštěného kyslíku, načež se provede u ostatních nádrží
    25 korekce nastavení přívodů podle přepočtu vůči předem stanovené požadované hodnotě a tyto kroky se pravidelně opakují po stanovených intervalech, přičemž výkon dmychámy je regulován vzhledem k průměrné hodnotě koncentrace rozpuštěného kyslíku ve všech nádržích.
CZ20050298A 2005-05-11 2005-05-11 Zpusob rízení provzdušnování pri biologickém cištení odpadních vod CZ298936B6 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20050298A CZ298936B6 (cs) 2005-05-11 2005-05-11 Zpusob rízení provzdušnování pri biologickém cištení odpadních vod

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20050298A CZ298936B6 (cs) 2005-05-11 2005-05-11 Zpusob rízení provzdušnování pri biologickém cištení odpadních vod

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2005298A3 CZ2005298A3 (cs) 2007-01-24
CZ298936B6 true CZ298936B6 (cs) 2008-03-19

Family

ID=37685379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20050298A CZ298936B6 (cs) 2005-05-11 2005-05-11 Zpusob rízení provzdušnování pri biologickém cištení odpadních vod

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ298936B6 (cs)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0008725A1 (de) * 1978-09-05 1980-03-19 Firma Edmund Bühler Verfahren und Messgerät zur Bestimmung des Sauerstoffeintrags in einen mit einem durchmischten fluiden Medium gefüllten Reaktor
EP0069353A1 (de) * 1981-07-04 1983-01-12 Menzel GmbH. + Co. Verfahren zur Behandlung einer Flüssigkeit
US4818408A (en) * 1986-09-09 1989-04-04 Nishihara Om-Tech Co., Ltd. Intermittent aeration type biological treatment process and system therefor
WO1997000832A1 (en) * 1995-06-22 1997-01-09 Bisasco Pty. Limited Controlling wastewater treatment by monitoring oxygen utilisation rates
CZ298095A3 (cs) * 1995-11-13 1997-08-13 Bidenko Ivan Způsob aerace a elevace odpadních vod

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0008725A1 (de) * 1978-09-05 1980-03-19 Firma Edmund Bühler Verfahren und Messgerät zur Bestimmung des Sauerstoffeintrags in einen mit einem durchmischten fluiden Medium gefüllten Reaktor
EP0069353A1 (de) * 1981-07-04 1983-01-12 Menzel GmbH. + Co. Verfahren zur Behandlung einer Flüssigkeit
US4818408A (en) * 1986-09-09 1989-04-04 Nishihara Om-Tech Co., Ltd. Intermittent aeration type biological treatment process and system therefor
WO1997000832A1 (en) * 1995-06-22 1997-01-09 Bisasco Pty. Limited Controlling wastewater treatment by monitoring oxygen utilisation rates
CZ298095A3 (cs) * 1995-11-13 1997-08-13 Bidenko Ivan Způsob aerace a elevace odpadních vod

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2005298A3 (cs) 2007-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2795867C (en) Controlled aeration of integrated fixed-film activated sludge bioreactor systems for the treatment of wastewater
CN107735367B (zh) 使用具有强化脱氮除磷的活性污泥法处理废水的方法和设备
JP5685504B2 (ja) 水処理システムおよびその曝気風量制御方法
BR112015005607B1 (pt) Método e aparelho para remoção de nitrogênio no tratamento de água de rejeito
CN108569756B (zh) 一种智能化污水处理工艺控制新方法(ebis)
CN105540829B (zh) 用于污水处理设施的调节设备和方法
CN113620528A (zh) 一种智能供氧污水处理装置
Gu et al. Inhibition of nitrite-oxidizing bacteria in automatic recycling PN/ANAMMOX under mainstream conditions
Sorensen et al. Optimization of a nitrogen‐removing biological wastewater treatment plant using on‐line measurements
Peng et al. Use of pH as fuzzy control parameter for nitrification under different alkalinity in SBR process
CN102690015A (zh) 动态多级缺氧/好氧污水处理方法
US7651608B2 (en) System for denitrification of treated water from aerobic wastewater treatment systems
CN107074598B (zh) 废水处理操作方法
US10040711B2 (en) Method and facility for the aerobic biological treatment of effluent, in particular wastewater
AU2018293755A1 (en) A method of controlling a wastewater treatment plant
CN115557600A (zh) 一种生化反应的人工神经网络智能曝气装置及其控制方法
CZ298936B6 (cs) Zpusob rízení provzdušnování pri biologickém cištení odpadních vod
CN205676232U (zh) 一种污水好氧反应处理器
EP3225596B1 (en) Anaerobic process and installation with filtration procedure for treating wastewater at room temperature
KR100486782B1 (ko) 수위가변형 반응조를 이용한 하폐수 처리장치 및 그 방법
Lazic et al. Energy savings potential of new aeration system: Full scale trials
JP2021030158A (ja) 水処理方法及び水処理装置
Wang et al. Effects of Operational Variables on Nitrogen Removal Performances and Its Control in a Pre‐Denitrification Plant
CN214734813U (zh) 基于do和orp监测的高效曝气生化系统
US20250091920A1 (en) System and Method for the Control of Mixed Liquor Fermentation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20150511