MX2015005446A - Determinacion de turbidez en fase liquida de aguas residuales multifase. - Google Patents

Determinacion de turbidez en fase liquida de aguas residuales multifase.

Info

Publication number
MX2015005446A
MX2015005446A MX2015005446A MX2015005446A MX2015005446A MX 2015005446 A MX2015005446 A MX 2015005446A MX 2015005446 A MX2015005446 A MX 2015005446A MX 2015005446 A MX2015005446 A MX 2015005446A MX 2015005446 A MX2015005446 A MX 2015005446A
Authority
MX
Mexico
Prior art keywords
value
wastewater
samples
turbidity
signal
Prior art date
Application number
MX2015005446A
Other languages
English (en)
Other versions
MX344181B (es
Inventor
Mikel E Goldblatt
Original Assignee
Solenis Technologies Cayman Lp
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 Solenis Technologies Cayman Lp filed Critical Solenis Technologies Cayman Lp
Publication of MX2015005446A publication Critical patent/MX2015005446A/es
Publication of MX344181B publication Critical patent/MX344181B/es

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L15/00—Washing or rinsing machines for crockery or tableware
    • A47L15/42—Details
    • A47L15/4297—Arrangements for detecting or measuring the condition of the washing water, e.g. turbidity
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/5209—Regulation methods for flocculation or precipitation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
    • G01N21/51—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid inside a container, e.g. in an ampoule
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
    • G01N21/53—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke
    • G01N21/532—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke with measurement of scattering and transmission
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
    • G01N21/53—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke
    • G01N21/534—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke by measuring transmission alone, i.e. determining opacity
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/24—Treatment of water, waste water, or sewage by flotation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/5236—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
    • C02F1/5245—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents using basic salts, e.g. of aluminium and iron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/54—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
    • C02F1/56—Macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/001—Upstream control, i.e. monitoring for predictive control
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/005—Processes using a programmable logic controller [PLC]
    • C02F2209/006—Processes using a programmable logic controller [PLC] comprising a software program or a logic diagram
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/11—Turbidity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
    • G01N15/075—Investigating concentration of particle suspensions by optical means

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)
  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)

Abstract

Se proporciona un sensor de turbidez dentro del agua residual en múltiples fases, y genera una señal en respuesta a una turbidez detectado. La señal generada se muestrea para producir una pluralidad de muestras de señal. Las muestras se comparan con un umbral, y se determina una turbidez de las aguas residuales con base en muestras de que entren en el umbral. El umbral puede determinarse basándose en un análisis estadístico de la pluralidad de muestras, o se puede establecer en un valor predeterminado. El sensor de turbidez puede ser proporcionado dentro de una cámara de floculación de aguas residuales, y una señal de control generada en base a la turbidez determinada de las aguas residuales. Esta señal de control se puede utilizar para ajustar la cantidad de un producto químico, tal como un coagulante, introducido en las aguas residuales.

Description

DETERMINACIÓN DE TUKBIDEZ EN FASE LÍQUIDA DE AGUAS RESIDUALES MULTIFASE REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS La presente solicitud reclama el beneficio de prioridad y de tramitación junto con la solicitud provisional US serie No.61/726,637, presentada el 15 de noviembre 2012 y "SYSTEM AND METHODS OF DETERMINING LIQUID PHASE TURBIDITY OF MULTIPHASE WASTEWATER" titulado, cuya descripción se incorpora aquí por referencia en su totalidad.
CAMPO TÉCNICO La presente invención se refiere en general al tratamiento de aguas residuales y, más particularmente, a un sistema y métodos para el tratamiento de aguas residuales que determina la turbidez en fase liquida de las aguas residuales de múltiples fases y ajusta la cantidad de productos químicos añadidos a las aguas residuales en base a los mismos.
ANTECEDENTES El tratamiento químico de aguas residuales para reducir los contaminantes se usa en muchos procesos industriales para permitir la reutilización de las aguas residuales, y para asegurar que la descarga de aguas residuales cumpla con las normas de calidad ambiental. El tipo de tratamiento empleado depende de la fuente de aguas residuales, el tipo de contaminantes en las aguas residuales, y el uso previsto del agua tratada. Las aguas residuales a menudo contiene sólidos en suspensión que comprenden partículas más finas de aproximadamente el 0.1 mm, que no son sólo difíciles de filtrar, sino que tienden a permanecer en suspensión indefinidamente debido a los efectos que repelen las cargas electrostáticas entre las partículas. Para reducir la cantidad de contaminación de partículas finas, o turbidez del agua, los sistemas de tratamiento típicamente introducen coagulación y/o agentes floculantes en las aguas residuales. El agente coagulante neutraliza las cargas electrostáticas sobre las partículas, que permite que las partículas entren en contacto unas con otas y forman partículas más grandes. El floculante puede acelerar el proceso de aglomeración haciendo que se agregen los coloides y otras partículas en suspensión en las aguas residuales, formando así partículas grandes comúnmente denominadas como partículas de flóculos o floculo. El floculo puede entonces ser retirado del agua tratada, por ejemplo, por sedimentación y/o flotación.
Los agentes coagulantes y floculantes se añaden típicamente a las aguas residuales en un tanque de mezcla o reacción. Los productos químicos adicionales, tales como ácidos o bases que se añaden para ajustar el pH del agua para mejorar la eficacia del coagulante, o productos químicos que reaccionan con y neutralizan otros contaminantes, también se pueden añadir en esta etapa. La cantidad de los agentes que deben ser añadidos depende del nivel de contaminación y el volumen de agua a tratar. Por ejemplo, si se añade muy poco agente coagulante, la turbidez de las aguas residuales puede no reducirse suficientemente. Por otra parte, la adición de cantidades excesivas de productos químicos a las aguas residuales da como resultado los productos químicos desperdiciados, y también puede dar lugar a los propios agentes que se convierten en contaminantes no deseados en el efluente tratado.
Para determinar si se añaden agentes de tratamiento químico suficientes a las aguas residuales, las muestras de las aguas residuales tratadas pueden ser tomadas y analizadas mediante la medición de turbidez, pH, y/o el contenido químico. Típicamente, las muestras de aguas residuales deben permitir que sedimenten antes de medir la turbidez de modo que las partículas de floculo no interfieran con la medición. Por esta razón, las muestras típicamente se toman después de las etapas de sedimentación y/o flotación de tratamiento. Sin embargo, las muestras de agua obtenidas en esta fase del tratamiento pueden reflejar los niveles químicos de horas antes. Por lo tanto, en el momento en que se detecta un aumento en la turbidez o el contenido químico de las aguas residuales, la cantidad de agentes de tratamiento presentes en el tanque de reacción puede haberse desplazado significativamente lejos de su nivel óptimo. Además, debido a que el nivel de contaminación de las aguas residuales entrante puede cambiar con el tiempo, las mediciones de muestras que reflejan las aguas residuales introducidas horas antes en el tanque de reacción pueden no proporcionar una indicación precisa de cuánto agente de tratamiento es necesario añadir al tanque de reacción en el momento presente. La medición de la muestra de efluente de sedimentación o flotación puede proporcionar de este modo una indicación inexacta de cuánto producto químico de tratamiento es necesario añadir a las aguas residuales entrantes.
En consecuencia, existe una necesidad de mejorar los sistemas y métodos para la determinación de la turbidez de las aguas residuales, así como la cantidad óptima de productos químicos para añadir a las aguas residuales en un sistema de tratamiento de aguas residuales.
SUMARIO En una modalidad, se proporciona un método de determinación de la turbidez de las aguas residuales. El método incluye la recepción de una señal indicativa de una cantidad de luz dispersada por las aguas residuales y el muestreo de la señal para producir una pluralidad de valores de muestras de señal. Estos valores de la muestra se comparan con un umbral, y los valores de la muestra están dentro del umbral identificado. El método incluye además la determinación de la turbidez de las aguas residuales basado en los valores de las muestras que están dentro del umbral.
En otra modalidad, se proporciona un aparato para el tratamiento de aguas residuales. El aparato incluye un procesador y una memoria que contiene el código del programa. El código de programa está configurado de modo que cuando el código se ejecuta por el procesador, el código hace que el aparato reciba una señal que indica una cantidad de luz dispersada por las aguas residuales y muestrea la señal para producir una pluralidad de valores de muestras de señal. El código está configurado además para hacer que el aparato compare los valores de la muestra a un umbral, identifique los valores de muestra que caen dentro del umbral, y determine la turbidez de las aguas residuales basado en los valores de las muestras que están dentro del umbral.
En algunas modalidades de la invención, la señal que indica la cantidad de luz dispersada por las aguas residuales puede ser generada por la detección de una cantidad de luz dispersada desde un haz de luz por las aguas residuales, en cuyo caso la señal puede tener un mayor valor (es decir, se detectaría más luz) para el agua turbia que para el agua clara. En otras modalidades, esta señal puede ser generada por la detección de una cantidad de luz transmitida a través de las aguas residuales, en cuyo caso la señal puede tener un valor inferior (es decir, se detectaría menos luz) para el agua turbia que para el agua clara.
En algunas modalidades de la invención, el umbral puede determinarse basándose en una distribución de densidad de probabilidad de la pluralidad de los valores de la muestra. La distribución de densidad de probabilidad producida por valores de muestras de las aguas residuales de múltiples fases puede tener dos picos pronunciados. Uno de estos picos puede resultar de valores de muestra producidos a partir de la luz dispersada por fase líquida o agua a volumen sin dispersión o reflejos adicionales de floculo. Es decir, pueden producirse un pico a partir de la dispersión por las aguas residuales cuando las partículas de floculo no han entrado en la trayectoria del haz de luz. El otro pico puede ser producido a partir de la dispersión por las aguas residuales cuando las partículas del floculo están presentes en la trayectoria del haz de luz, lo que puede aumentar la cantidad de dispersión. El umbral se puede establecer en un valor entre estos dos picos para clasificar los valores de muestra que indican la turbidez de aguas residuales o que indican la dispersión de floculo. Debido a que los umbrales determinados se basan de esta manera en datos de sensores, el umbral puede ser ajustado o movido en respuesta a la condición de las aguas residuales de manera que los valores de la muestra se clasifican de manera óptima.
En algunas modalidades de la invención, los valores de muestra que se clasifican como producidos por el agua a volumen en la ausencia de floculo se puede utilizar para producir una señal o valor que indica la turbidez de las aguas residuales. Este valor puede ser entonces utilizado para proporcionar retroalientación a un controlador para controlar una operación asociada con el tratamiento de aguas residuales, tal como una cantidad de un producto químico de tratamiento dispensado en un tanque de reacción.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Los dibujos adjuntos, que se incorporan en y constituyen una parte de esta especificación, ilustran varias modalidades de la invención y, junto con la descripción general de la invención dada anteriormente, y la descripción detallada de las modalidades dadas a continuación, sirven para explicar los principios de la invención.
La Figura 1 es una vista esquemática de un sistema de tratamiento de aguas residuales que incluye un tanque de reacción y un controlador.
La Figura 2 es una vista esquemática de una parte del sistema de tratamiento de aguas residuales de la Figura 1 que muestra detalles adicionales del tanque de reacción y el controlador.
La Figura 3A es una vista esquemática de una muestra de aguas residuales de múltiples fases que tiene un primer nivel de turbidez.
La Figura 3B es un gráfico que muestra muestras de una salida de un sensor de turbidez correspondiente a la muestra en la Figura 3A.
La Figura 4A es una vista esquemática de una muestra de aguas residuales de múltiples fases que tiene un segundo nivel de turbidez menor que el primer nivel de turbidez.
La Figura 4B es un gráfico que muestra muestras de la salida del sensor de turbidez correspondiente a la muestra en la Figura 4A.
La Figura 5 es un diagrama de flujo de un proceso para el muestreo de la salida del sensor de turbidez y el control de la dispensación de coagulante en el tanque de reacción de la Figura 2.
La Figura 6 es un diagrama de flujo de un proceso para el análisis de las muestras obtenidas en la Figura 5 para determinar un umbral de señal.
La Figura 7 es un gráfico que muestra una distribución de probabilidad para las muestras ilustradas en la Figura 4.
DESCRIPCIÓN DETALLADA Las modalidades de la invención se dirigen a sistemas y métodos para la medición de la turbidez de las aguas residuales en un tanque de tratamiento de un sistema de tratamiento de aguas residuales antes de la flotación o sedimentación. Esto se puede lograr mediante la distinción dispersión de la luz causada por fase líquida o "agua a volumen" de dispersión de la luz que incluye dispersión causada por partículas de fase sólida o de floculo. Estas mediciones, a su vez, pueden utilizarse para controlar la cantidad de productos químicos dispensados a las aguas residuales. El agua residual en el tanque de tratamiento puede contener partículas de floculo que generan lecturas del sensor de turbidez erróneos. El sistema incluye un controlador configurado para muestrear una señal de salida de un sensor de turbidez, y para procesar las muestras de señal de salida para identificar las muestras que están asociadas con la dispersión por el agua a volumen en el tanque de tratamiento. El controlador puede entonces determinar la turbidez de las aguas residuales basado en las muestras identificadas. El controlador también puede estar configurado para ajustar la cantidad de uno o más productos químicos dispensados en o aguas arriba o aguas abajo del tanque de tratamiento basado en la turbidez determinado.
Haciendo referencia ahora a la Figura 1, se ilustra un sistema de tratamiento de aguas residuales 10 que incluye un tanque de reacción primaria 12 que recibe las aguas residuales afluentes 14, un controlador 16, y una unidad de Flotación por Aire Disuelto (DAF) 18. La unidad DAF 18 incluye una cámara de almacenamiento del flotador 20, un separador 22, una cámara de descarga de sedimentos 24 que recoge el sedimento pesado y elimina el sedimento con una barrena 26, y una cámara de efluente 28 que contiene el efluente 30. Una bomba de lodos 32 acoplada a la cámara de almacenamiento del flotador 20 y la cámara de descarga de sedimentos 24 transporta los residuos sólidos que han flotado a la parte superior o se han depositado en el fondo de la unidad DAF 18 a uno o más tanques de manipulación de lodos 34. Para añadir aire disuelto a las aguas residuales, una porción de la aclarado efluente 30 puede ser retirada de la cámara de efluentes 28 y se transporta por una bomba de recielaje 38 a un tanque de presión 40, en donde la porción del efluente clarificado 30 se mezcla con aire comprimido 42. Para este fin, el efluente reciclado puede ser rociado en el tanque de presión 40 bajo varias atmósferas de presión. Las pequeñas gotas de agua formadas a partir del rociado de ese modo pueden ser saturados con aire a presión y se acumulan en la parte inferior del tanque 40 para proporcionar una corriente de reciclado aireada 44.
La corriente de recielado aireada 44 puede introducirse en las aguas residuales tratadas químicamente 46 que fluyen fuera del tanque de reacción 12 para proporcionar aire disuelto a las aguas residuales 46 antes de entrar en la unidad DAF 18. A medida que la corriente de reciclado aireada 44 se introduce en las aguas residuales tratadas químicamente 46, el aire puede salir de la solución formando muy pequeñas burbujas de aire que se adhieren a las partículas de floculo en el agua residual tratada químicamente 46. Una válvula 48 puede ser utilizada para controlar la cantidad de corriente de reciclado aireada 44 introducida en las aguas residuales tratadas químicamente 46, y para mantener la presión en el tanque de presión 40 mediante la restricción del flujo de la corriente de reciclado aireada 44 fuera del tanque de presión 40. El efluente 30 que va a ser descargado desde el sistema 10 puede ser retirado de la cámara de efluente 28 por una bomba de descarga 50.
El controlador 16 puede estar acoplado a uno o más dispensadores de productos químicos 52, 54, 56 que dispensan selectivamente los productos químicos en el tanque de reacción 12 en respuesta a señales desde el controlador 16. En una modalidad de la invención, un dispensador de productos químicos 52 puede dispensar un coagulante 60 en una cámara de coagulación 62 de tanque de reacción 12. Los coagulantes adecuados pueden incluir coagulantes inorgánicos, tales como sales de hierro o aluminio, incluyendo el sulfato férrico o clorhidrato de aluminio, por nombrar sólo unos pocos. Los coagulantes adecuados también pueden incluir una combinación de coagulantes inorgánicos/orgánicos, tal como Ashland ChargePac ™ 55, ChargePac ™ 60, ChargePac ™ 7, ChargePac ™ 10, o ChargePac ™ 47, que están disponibles de Ashland Inc., de Covington, Kentucky, Estados Unidos. Del mismo modo, otro dispensador de productos químicos 54 puede dispensar una solución ácida o cáustica 64 a una cámara de ajuste de pH 66 del tanque de reacción 12 para ajustar el pH de las aguas residuales. El pH de las aguas residuales puede de ese modo ser mantenido a un nivel que optimiza la eficacia del coagulahte. Finalmente, el dispensador de productos químicos adicional 56 puede dispensar un floculante 68 a una cámara de floculación 70 de tanque de reacción 12. Los floculantes adecuados pueden incluir floculantes aniónicos, tales como Ashland DF2205, DF2220, DF2270, y/o floculantes catiónicos tales como Ashland DF2405, DF2428, DF2445, que también están disponibles de Ashland Inc.
Cada cámara 62, 66, 70 de tanque de reacción 12 puede incluir un agitador 72, 74, 76 para asegurar que los productos químicos añadidos se distribuyen uniformemente a través de las aguas residuales. El funcionamiento de los agitadores se puede ajustar para optimizar las reacciones en esa porción del tanque de reacción primaria. Por ejemplo, el agitador 72 para la cámara de coagulación 62 puede funcionar a una velocidad mayor que el agitador 76 para la cámara de floculación 70 para optimizar la formación de floculo.
Haciendo referencia ahora a la Figura 2, una vista esquemática que se presenta ilustra detalles adicionales del controlador 16, dispensadores de productos químicos 52, 54, 56, y el sensor de turbidez 58. Cada dispensador de productos químicos 52, 54, 56 puede incluir una bomba de dispensación química 78, 80, 82 acoplado a un respectivo contenedor de producto químico 84, 86, 88. Cada bomba de dosificación química 78, 80, 82 está configurada para dispensar una cantidad controlada de la sustancia química de su respectivo recipiente de productos químicos 84, 86, 88 en la cámara respectiva 62, 66, 70 de tanque de reacción 12 en respuesta a señales procedentes del controlador 16. En una modalidad alternativa de la invención, los respectivos productos químicos puede ser alimentado por gravedad al tanque de reacción 12, en cuyo caso las bombas 78, 80, 82 pueden sustituirse por válvulas (no se muestra) que se acciona por las señales desde el controlador 16.
El controlador 16 puede ser un controlador disponible comercialmente, tal como un OnGuard Controller ™, disponible de Ashland Inc., o cualquier otro dispositivo adecuado para el control de los dispensadores de productos químicos 52, 54, 56 y el control de la turbidez sensor 58. El controlador 16 incluye un procesador 90, una memoria 92, una entrada/salida (I/O) de interfaz 94, y una interfaz de usuario 96. El procesador 90 puede incluir uno o más dispositivos seleccionados de microprocesadores, microcontroladores, procesadores de señales digitales, microordenadores, unidades centrales de procesamiento, matrices de puertas programables, dispositivos lógicos programables, máquinas de estado, circuitos lógicos, circuitos analógicos, circuitos digitales, o cualquier otro dispositivo que manipulan señales (analógicas o digitales) con base en las instrucciones de funcionamiento que se almacenan en la memoria 92. Memoria 92 puede ser un dispositivo de memoria única o una pluralidad de dispositivos de memoria, incluyendo, pero no limitado a, memoria de sólo lectura (ROM), la memoria de acceso aleatorio (RAM), la memoria volátil, memoria no volátil, memoria de acceso aleatorio estática (SRAM), memoria de acceso aleatorio dinámico (DRAM), memoria flash, memoria caché, o cualquier otro dispositivo capaz de almacenar información digital. Memoria 92 también puede incluir un dispositivo de almacenamiento masivo (no mostrado), tal como una unidad de disco duro, unidad óptica, unidad de cinta, dispositivo de estado sólido no volátil o cualquier otro dispositivo capaz de almacenar información digital.
El procesador 90 puede operar bajo el control de un sistema operativo 98 que reside en la memoria 92. El sistema operativo 98 puede gestionar los recursos del controlador para que el código de programa de ordenador configurado como una o más aplicaciones de software de ordenador, como una aplicación del controlador 100 que reside en la memoria 92, puede tener instrucciones ejecutadas por el procesador 90. En una modalidad alternativa, el procesador 90 puede ejecutar las aplicaciones 100 directamente, en cuyo caso el sistema operativo 98 puede ser omitido. Uno o más estructuras de datos 102 pueden también residir en la memoria 92, y puede ser utilizado por el procesador 90, el sistema operativo 98, y/o aplicación del controlador 100 para almacenar datos.
La interfaz 94 parejas operativamente el procesador 90 a otros componentes del sistema de tratamiento 10, como el sensor de turbidez 58, la bomba de dispensación de coagulante 78, la bomba de dispensación cáustica 80, y la bomba de dispensación 82. El floculante I/O de interfaz I/O 94 puede incluir circuitos de procesamiento de señal de esa condición señales entrantes y salientes para que las señales son compatibles tanto con el procesador 90 y los componentes a los que el procesador 90 está acoplado. Para este fin, la interfaz de E/S 94 puede incluir de analógico a digital, convertidores (A/D) y/o de digital a analógico (D/A), nivel de voltaje y/o circuitos de desplazamiento de frecuencia, aislamiento óptico y/o circuitos del controlador, y/o cualquier otro análogo o circuitería digital adecuado para acoplar el procesador 90 a los otros componentes del sistema de tratamiento 10.
La interfaz de usuario 96 puede estar acoplada operativamente al procesador 90 del controlador 16 de una manera conocida para permitir que un operador del sistema para interactuar con el controlador 16. La interfaz de usuario 96 puede incluir una pantalla, tal como un monitor de video, alfanumérica pantallas, una pantalla táctil, un altavoz, y cualquier otro audio adecuado y los indicadores visuales capaces de prestar información al operador del sistema. Interfaz de usuario 96 también puede incluir dispositivos y controles de entrada, como un teclado alfanumérico, un dispositivo señalador, teclados, botones pulsadores, botones de control, micrófonos, etc., capaz de aceptar comandos o de entrada del operador y transmitir la entrada introducidos al procesador 90. De esta manera, la interfaz de usuario 96 puede permitir la iniciación manual o selección de las funciones del sistema, por ejemplo, durante la configuración del sistema, calibración, y la carga química.
En la modalidad ilustrada, el sensor de turbidez 58 es un sensor de luz dispersada de 90 grados situado en la cámara de floculación 70 de tanque de reacción 12. Un ejemplo de un sensor de 90 grados luz dispersada adecuado es el sensor de turbidez Chemitec S461/T de Liquid Analytical Resource, LLC de Shirlcy, MA, Estados Unidos. El sensor de turbidez 58 puede estar situado en la cámara de floculación 70, y puede incluir un alojamiento 103 que contiene una fuente de luz 104 y un sensor de luz 105. La fuente de luz 104 puede incluir un diodo láser, u otro dispositivo generador de luz adecuada que transmite un haz de la luz 106 en el agua residual. Las porciones del haz de luz 106 pueden ser reflejados y/o dispersados por grandes y pequeños sólidos contenidos en las aguas residuales de la cámara de floculación 70. Parte de esta luz dispersada 107 puede ser detectada y medida por el sensor de luz 105, que puede ser configurado para detectar la luz dispersada en un ángulo (por ejemplo, un ángulo de 90 grados) desde el haz de luz 106. Típicamente, las aguas residuales serán aguas residuales de múltiples fases que contienen agua a volumen en fase líquida y partículas de floculo en fase sólida. Las aguas residuales también puede contener burbujas en fase gaseosa. A medida que el haz de luz 106 pasa a través de las aguas residuales, la luz del haz de luz 106 puede ser reflejada por o dispersada por las partículas en las aguas residuales, con una porción de esta luz dispersada 107 que es recibido por el sensor de luz 105.
Para este fin, el alojamiento 103 puede incluir uno o más ventanas 108, 109 para evitar que las aguas residuales entren en el sensor de turbidez 58. Las ventanas 108, 109 también pueden permitir que el haz de luz 106 salga del alojamiento 103 y la luz dispersada 107 para alcanzar el sensor de luz 105. En respuesta a la recepción de la luz dispersada 107, el sensor de luz 105 puede generar una señal de salida 122 (Fig.3), que puede ser un voltaje o corriente que es proporcional a la cantidad de luz dispersada 107 incidente sobre el sensor de luz 105. Esta salida de la señal 122 puede, a su vez, se acopla al procesador 90 a través de la interfaz 1/094 del controlador 16.
Aunque se muestra situado en la cámara de floculación 70, las personas que tienen experiencia ordinaria en la téenica entenderán que el sensor de luz 105 puede estar situado en otras áreas del sistema de tratamiento 10 para medir la turbidez en el agua residual que contiene partículas de floculo. Por ejemplo, el sensor de turbidez 58 puede estar situado en la coagulación o de cámaras de ajuste de pH 62, 66, o entre la cámara de floculación 70 y la unidad de DAF 18. Una persona que tenga experiencia ordinaria en la técnica también entienden que un sensor de luz puede ser transmitido utilizado en lugar del sensor de luz dispersado representado. En modalidades que utilizan un sensor de luz transmitida, el sensor de luz 105 puede ser colocado en la trayectoria del haz de luz 106. La señal proporcionada por el sensor de luz 105 de este modo se reduciría por la presencia de floculo y/o agua turbia, en lugar de aumentado, debido a la luz que se dispersa. Por lo tanto, la señal proporcionada por un sensor de luz transmitida tendría una relación inversa a la cantidad de turbidez y/o floculo en comparación con la señal proporcionada por un sensor de luz dispersada.
Haciendo referencia ahora a las Figuras 3A-4B, las Figuras 3A y 4A son vistas esquemáticas que ilustran muestras de aguas residuales ejemplares 114, 128 de la cámara de floculación 70 que incluye el agua a volumen 116, 130 y partículas de floculo 118, 132. Las Figuras 3B y 4B proporcionan gráficos 120, 134 correspondientes a las respectivas muestras de 114, 128 que incluyen gráficas de turbidez detectada 122, 136 basándose en la señal de salida del sensor de turbidez 58 en una pluralidad de puntos de muestra 124, 138. En los gráficos ejemplares 120, 134, la turbidez se índica en unidades nefelométricas de turbidez (NTÜ), aunque cualquier unidad adecuada para la medición de la turbidez, o incluso un nivel de tensión o corriente también podría ser utilizado.
A medida que las aguas residuales de la cámara de floculación 70 se mezclan y distribuyhen, el haz de luz 106 puede a veces único encuentro agua a volumen 116, 130 conforme el haz de luz 106 pasa a través de la distancia de medición del sensor de turbidez 58. Durante estas veces, las muestras 124, 138 de la señal de salida del detector de turbidez pueden agruparse o conglomerarse dentro de un rango de valores que refleja la turbidez del agua a volumen 116, 130. Por ejemplo, en las Figuras 3A y 3B, el agua a volumen contiene un nivel relativamente alto de turbidez representado por una porción de las muestras 124 delimitada por la linea de puntos, de manera que un subconjunto 126 de las muestras 124 clúster dentro de un rango de 250 a 350 NTU. Es decir, el subconjunto 126 de muestras 124 cae dentro de 50 NTU de un valor central de 300 NTU. En contraste, las Figuras 4A y 4B muestran una muestra que tiene agua a volumen 130 con una turbidez inferior, de modo que una parte, o un subconjunto de las muestras 140138 caída dentro de un rango 80 a 120 NTU, o dentro de 20 NTU de un valor central de 100 NTU. En cada caso, el subconjunto de muestras 126, 140 cae dentro de un rango que se correlaciona con la turbidez de las aguas residuales.
En otras ocasiones, una o más partículas de floculo 118, 132 y/o burbujas de aire pueden pasar a través del haz de luz 106. En estos momentos, la luz reflejada por las partículas de floculo 118, 132 pueden causar la cantidad de la luz incidente sobre el sensor de luz 105 para aumentar, de manera que el sensor de luz 105 genera una señal de salida mucho más alta 122, 136. De acuerdo con ello, las muestras 124, 138 de la señal de salida del detector de turbidez tomada en estos tiempos típicamente caer bien fuera de la gama de valores asociados con subconjuntos de agua a volumen 126, 140. Por otra parte, estas muestras pueden caer dentro de un intervalo que tiene un valor central (por ejemplo, 1000 NTU) que es significativamente más alto que el valor central asociado con la turbidez del agua a volumen. El rango de valores para las muestras 124, 138 asociado con de floculo puede ser relativamente independiente de la turbiedad del agua a volumen, por lo que hay poca correlación entre la muestra de los valores 124, 138 Tomado mientras que una partícula de floculo de 118, 132 está reflejando el haz de luz 106, y la turbidez de las aguas residuales. Por lo tanto, estos datos pueden ser identificados y se desecha de manera que sólo las muestras que no fueron afectadas por las partículas de floculo son invocados para indicar la turbidez. La cantidad de luz reflejada por las partículas del floculo 118, 132 puede ser suficiente para causar que el sensor de luz 105 para indicar una turbidez máxima o nivel de señal de salida saturada, que en la modalidad ejemplar, se muestra como lectura de 1000 NTU. Sin embargo, las personas que tienen experiencia ordinaria en la téenica entenderán que este nivel puede variar dependiendo del tipo de sensor utilizado, así como las características de la floculo. Las modalidades de la invención por lo tanto no se limitan a cualquier rango particular de valores de muestra que se asocia con la detección de una partícula de floculo.
Se ha determinado que al tomar una pluralidad de muestras y el cálculo de una distribución de probabilidad de la turbidez se indica, mediciones precisas de la turbidez del agua a volumen se pueden obtener en muestras de agua que contienen de floculo. Ventajosamente, esto permite la determinación de la turbidez de las aguas residuales en la cámara de floculación 70 en tiempo real o casi en tiempo real. Al permitir que el sensor de turbidez 58 para ser colocado en la cámara de floculación 70 en lugar de en algún momento después de la unidad DAF 18, u otro dispositivo de eliminación de floculo adecuado, tal como un clarificador de sedimentación (es decir, después de la floculo se ha eliminado de las aguas residuales), las modalidades de la invención pueden permitir que el controlador 16 para reaccionar mucho más rápidamente a los cambios en la turbidez de las aguas residuales que los controladores en los sistemas convencionales. Este tiempo de respuesta más rápido puede, a su vez, mejorar la precisión con la que se controlan los niveles de coagulante, reduciendo la cantidad de productos químicos desperdiciados, así como los niveles de contaminación en el efluente 30.
Haciendo referencia ahora a la Figura 5, un diagrama de flujo 150 se presenta de acuerdo con una modalidad de la invención que ilustra una secuencia de operaciones para la aplicación del controlador 100 que puede ser utilizado para determinar la turbidez de las aguas residuales en la cámara de floculación 70. En el bloque 152, la aplicación del controlador 100 muestras de la señal de salida del sensor de turbidez 58. Esta muestra se le puede asignar un valor correspondiente al nivel de turbidez indicada por la señal de salida del sensor de turbidez 58, y puede ser almacenada como una estructura de datos 102 en la memoria 92.
En el bloque 154, la aplicación 100 determina un umbral que puede ser utilizado para clasificar la muestra. Determinar el umbral puede incluir la selección de un valor de una tabla de consulta basada en los valores de una o más muestras de la señal de salida almacenados en la memoria 92, o puede incluir un análisis estadístico de una pluralidad de muestras de un grupo de muestras obtenidas previamente. En una modalidad alternativa de la invención, el umbral puede ser ajustado a un valor predeterminado basado en datos empíricos o un nivel de turbidez se espera en la cámara de floculación 70, en el que el bloque de la caja 154 puede ser omitido. En cualquier caso, el umbral puede incluir uno o más valores que separan las muestras en una pluralidad de conjuntos de muestras o agrupaciones. Por ejemplo, el umbral puede tener un valor inferior y un valor superior que define un rango de señal indicativa de una lectura del agua a volumen, o el umbral puede ser un único valor que representa un valor de señal por debajo del cual la lectura se considera que es una lectura del agua a volumen .
En el bloque 156, la aplicación 100 compara la muestra de la señal de salida obtenida en el bloque 152 con el umbral determinado en el bloque 154 antes de proceder al bloque de decisión 158. Si la muestra de señal de salida está fuera del umbral (por ejemplo, mayor que el umbral) (la ramificación "Si" del bloque de decisión 158), las banderas de la aplicación de la muestra como fuera del umbral en el bloque 160 antes de volver al bloque 152 para tomar otra muestra. Si la muestra está dentro del umbral (por ejemplo, inferior o igual al umbral) (la ramificación "No" del bloque de decisión 158), la aplicación 100 avanza hasta el bloque 1 y 2 banderas de la muestra tal como estando dentro del umbral. Las muestras marcadas como fuera del umbral pueden ser descartados, o se pueden guardar en la memoria 92 para su uso en la determinación de los futuros niveles de umbral. Las muestras marcadas como estando dentro del umbral se pueden añadir a un conjunto o subconjunto de muestras que son indicativos de la turbidez de aguas residuales.
En el bloque 164, la aplicación 100 determina la turbidez de las aguas residuales basado en el subconjunto de muestras que están marcadas por estar dentro del umbral. La turbidez de aguas residuales puede ser determinada basándose en un valor estadístico de las muestras. Este valor estadístico puede ser un promedio o valor medio de las muestras dentro del umbral, un valor mediano de las muestras dentro del umbral, un valor filtrado de las muestras dentro del umbral (por ejemplo, basándose en la salida de una respuesta de impulsos finitos (FIR) o Respuesta de Impulso Infinito (IIR) de filtro, o simplemente basándose en la última muestra obtenida que se ha marcado como estando dentro del umbral. El subconjunto de muestras marcadas como dentro del umbral puede incluir un número fijo de muestras seleccionado basado en una metodología Primero dentro Primero fuera (FIFO), un número de muestras obtenidas dentro de una ventana de tiempo predeterminado, o cualquier otro método adecuado de definir el subconjunto.
En el bloque 166, la aplicación 100 compara la turbidez determinada a un nivel de referencia o un valor, que puede representar un nivel de turbidez objetivo para el agua residual que fluye fuera de la cámara de floculación 70. La diferencia entre el nivel de turbidez determinado y el valor de referencia puede proporcionar una señal de error a un algoritmo de control en la aplicación del controlador 100. Por ejemplo, la señal de error puede ser procesada a través de un algoritmo Proporcional-Integral-Derivativo (PID) de control que produce una salida que indica la cantidad de un producto químico, como la coagulante, para añadir al tanque de reacción 12. En una modalidad de la invención, el valor de referencia puede comprender un rango de turbidez aceptable. Los valores de turbidez que caen dentro de este rango no producir una señal de error, produciendo de este modo una banda muerta o zona neutral en la salida del controlador.
Con este fin, en el bloque de decisión 168, si la turbidez determinada está por encima del valor de rango o de referencia deseado (ramificación "Sí" del bloque de decisión 168), la aplicación del controlador 100 puede proceder a bloquear 170. En el bloque 170, el se incrementa la cantidad de coagulante añadido al tanque de reacción 12. Este aumento puede, por ejemplo, llevarse a cabo mediante señalización de la bomba de dispensación 78 para proporcionar un aumento de la cantidad de coagulante 60 a la cámara de coagulación 62. Si la turbidez determinada no está por encima del intervalo deseado (ramificaicón "No" del bloque de decisión 168), la aplicación 100 procede al bloque de decisión 172.
Si la turbidez determinada está por debajo del valor de rango o de referencia deseado (ramificación "Sí" del bloque de decisión 172), la aplicación 100 puede proceder al bloque 174. En el bloque 174, la aplicación 100 disminuye la cantidad de coagulante dispensado al tanque de reacción 12. Por ejemplo, la aplicación 100 puede indicar la bomba de dispensación 78 acoplada al recipiente de coagulante 84 para reducir la velocidad de flujo de coagulante 60 proporcionado a la cámara de coagulación 62, o cerrar el flujo de coagulante 60 en conjunto. Si la turbidez determinada no está por debajo del rango deseado (ramificación "No" del bloque de decisión 172), la aplicación 100 puede volver al bloque 152 y obtener otra muestra de la señal de salida del sensor de turbidez.
La aplicación del controlador 100 puede estar configurada de ese modo para determinar la turbidez del agua a volumen 116, 130, y activar selectivamente una o más de las bombas dispensadoras 78, 80, 82 en respuesta a las señales del sensor de turbidez 58 de manera que las cantidades de productos químicos añadidos al agua residual afluente están optimizadas. En una modalidad de la invención, la determinación de turbidez también puede incluir la determinación de una densidad de probabilidad de muestra sobre la base de las muestras de la señal de salida del sensor de turbidez. Esta función de densidad de probabilidad puede ser pensada como una distribución esperada para una gran población de muestras, con un grupo de muestras obtenidas por la aplicación del controlador 100 que sirve como una muestra aleatoria de la población que se esperaba.
Haciendo referencia ahora a la Figura 6, un diagrama de flujo 180 se presenta de acuerdo con una modalidad de la invención. El diagrama de flujo 180 ilustra una secuencia de operaciones que pueden utilizarse para determinar un umbral utilizado para clasificar o identificar muestras de la señal de salida del sensor de turbidez que son indicativos de la turbidez de aguas residuales. En el bloque 182, la aplicación 100 muestra la salida del sensor de turbidez 58. En el bloque 184, se agrega esta muestra a un grupo de muestra. El grupo de muestra puede representar un conjunto de muestras que tienen un número fijo de muestras, un conjunto de muestras recopiladas a lo largo de una ventana móvil de tiempo que termina con la última muestra, o cualquier otra metodología adecuada para agrupar muestras.
En el bloque 186, la aplicación 100 determina una densidad de probabilidad basado en el grupo de muestra. Para este fin, las muestras en el grupo de muestra pueden ser vistas como una muestra aleatoria de un universo mayor de muestras que representan una salida esperada del sensor de turbidez 58. Para ilustrar esto aún más, la Figura 7 presenta un gráfico ilustrativo 190 de una función de densidad de probabilidad representada por la línea de trama 192 para las muestras 138 que se muestran en la Figura 4B. En la modalidad ilustrada, el gráfico 190 tiene un eje horizontal 194 que proporciona el nivel de turbidez en NTU indicado, y un eje vertical 196 que indica la probabilidad de que se obtendrá una muestra que tiene dicho valor de la turbidez. La aplicación del controlador 100 puede utilizar cualquier método adecuado para determinar la función de densidad de probabilidad 192, tal como una ventana Parzen, una téenica de agrupación de datos, tales como la cuantificación vectorial, o mediante la generación de un histograma reescalada de las muestras en el grupo de muestra. Una vez que la función de densidad de probabilidad 192 ha sido determinada para las muestras en el grupo de muestra, la aplicación del controlador 100 puede proceder al bloque 198.
En el bloque 198, la aplicación del controlador 100 puede identificar uno o más picos 200-204 de la función de densidad de probabilidad 192. Aunque cada uno de los uno o más picos 200-204 se muestran como que tiene un valor máximo bien definido en el gráfico 190 ilustrativo, en modalidades de la invención, uno o más de los picos 200-204 pueden ser picos aplanados, o puede tener una forma que carece de un valor máximo bien definido. Por ejemplo, si un gran número de muestras 124, 138 se agrupan cerca de 300 NTU, puede haber muestras 124, 138 que tienen otros valores (por ejemplo, 1000, 5000, o 10000 NTU) que no forman un pico fácilmente identificable. En cualquier caso, los picos 200-204 pueden representar valores de turbidez indicado que son más propensos a ser indicado por la salida del sensor de turbidez 58. Estos niveles esperados de salida del sensor de turbidez se pueden concentrar en dos picos de 200, 204, con un pico 200 situado en un valor inferior eje horizontal 205 asociada con lecturas de turbidez de aguas residuales (por ejemplo, las lecturas de agua a volumen en ausencia de floculo de dispersión) y el otro pico 204 situado en un valor eje horizontal superior 206 asociada con un lectura errónea resultante de floculo en las aguas residuales.
En el bloque 207, la aplicación 100 puede identificar el pico 200 se produce en el valor de eje horizontal más bajo 205 (por ejemplo, el más bajo nivel indica NTU) que tiene una ubicación de pico 208. La aplicación 100 puede entonces proceder al bloque 210 y establecer una umbral 212 basado en la ubicación 208 del pico identificado 200. Este umbral 212 puede, por ejemplo, establerse en un valor que proporciona una distancia deseada 214 de la ubicación de pico 208. Esta distancia 214 puede, por ejemplo, ser una distancia predeterminada (por ejemplo, 100 NTU) o ajustada a un número predeterminado de desviaciones estándar (por ejemplo, 2cs) calculados para el grupo de muestra. La aplicación 100 también puede establecer un umbral más bajo 216 que establece un limite inferior para las muestras que se incluirán en el grupo de muestra. Es decir, la aplicación puede definir un rango con umbrales 212, 216 que identifica muestras a ser incluido en el grupo de muestra.
La terminología utilizada aquí es para el propósito de describir modalidades particulares solamente y no se pretende que sean limitativos de la invención. En la presente memoria, las formas singulares "un", "una" y "el" se pretende que incluyen las formas plurales, a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Además, será entendido que los términos "comprende" y/o "que comprende", cuando se usa en esta memoria, especifique la presencia de características, números enteros, etapas, operaciones, elementos y/o componentes, pero no excluye la presencia o adición de uno o más de otras características, números enteros, etapas, operaciones, elementos, componentes y/o grupos de los mismos. Además, referencias en este documento a términos tales como "vertical", "horizontal", etc. se hacen a modo de ejemplo, y no a modo de limitación, para establecer un sistema de referencia absoluto.
Se entenderá que cuando un elemento se describe como "conectado" o "acoplado" o con otro elemento, puede estar directamente conectado o acoplado al otro elemento o, por el contrario, uno o más elementos intervinientes pueden ser presente. En contraste, cuando un elemento se describe como "directamente conectado" o "acoplado directamente" a otro elemento, no hay elementos intermedios presentes. Cuando un elemento se describe como "indirectamente conectado" o "indirectamente acoplado" a otro elemento, hay al menos un elemento presente que interviene.
Tal como se utiliza en la presente, el término "en respuesta a" significa "en reacción a" y/o "después de" un primer evento. Por lo tanto, un segundo evento que ocurre "en respuesta a" un primer evento puede ocurrir inmediatamente después del primer evento, o puede incluir un desfase que se produce entre la primera prueba y la segunda prueba. Además, el segundo evento puede ser causado por el primer evento, o simplemente puede ocurrir después del primer evento sin ninguna conexión causal.
Aunque la invención ha sido ilustrada por la descripción de una o más modalidades de la misma, y aunque las modalidades se han descrito en considerable detalle, no están destinados a restringir o limitar en modo alguno el alcance de las reivindicaciones adjuntas a dicho detalle. Las ventajas y modificaciones adicionales serán fácilmente evidentes para los expertos en la téenica. Por ejemplo, aunque la invención ha sido descrita con respecto a un sensor de turbidez 58 que tiene una configuración de 90 grados entre la fuente de luz 104 y la luz del sensor 105, las personas que tienen experiencia ordinaria en la técnica entenderán que se podrían utilizar otros tipos de sensores. Por ejemplo, un sensor que detecta la atenuación de una fuente de luz, o que se encuentra en un ángulo distinto de 90 grados con respecto a la fuente de luz. En estas modalidades alternativas, la señal de salida del sensor de turbidez puede ser invertida con respecto al sensor de 90 grados se describe aquí. Es decir, un nivel de señal más alto puede indicar un menor nivel de turbidez. La invención en sus aspectos más amplios, por lo tanto no se limita a los detalles específicos, aparatos representativos y los métodos y ejemplos ilustrativos mostrados y descritos. En consecuencia, se pueden realizar desviaciones de tales detalles sin apartarse del alcance o espíritu de concepto inventivo general del solicitante.

Claims (20)

REIVINDICACIONES
1.- Un método para determinar la turbidez de las aguas residuales, el método que comprende: recibir una señal que indica una cantidad de luz dispersada por las aguas residuales; muestrear la señal para producir una pluralidad de valores de muestras de señales; comparar los valores de la muestra a un umbral; identificar los valores de las muestras que caen dentro del umbral; y determinar la turbidez de las aguas residuales basado en los valores de las muestras identificadas.
2.- El método de la reivindicación 1 que comprende además: determinar el umbral basado al menos en parte en los valores de las muestras.
3.- El método de la reivindicación 2 en donde la determinación del el umbral incluye: identificar un primer grupo de muestras que tienen valores agrupados en torno a un primer valor de la señal; y establecer el umbral de modo que al menos una parte del primer grupo de muestras se encuentra dentro del umbral.
4.- El método de la reivindicación 3, en donde la determinación del umbral comprende además identificar un segundo grupo de muestras que tienen valores agrupados alrededor de un segundo valor de la señal; y fijar el umbral a un valor entre el primer valor de señal y el segundo valor de la señal.
5.- El método de la reivindicación 4, en donde el segundo valor de señal es un valor que indica un mayor nivel de turbidez que el primer valor de la señal.
6.- El método de la reivindicación 1, que comprende además: generar una señal de control basado en el determinado la turbidez de las aguas residuales.
7.- El método de la reivindicación 6 en donde: la determinación de la turbidez de las aguas residuales incluye la determinación de un valor estadístico de muestras que están dentro del umbral; y generar la señal de control incluye comparar el valor estadístico para un valor de referencia, y estableciendo el valor de la señal de control basada en la diferencia entre el valor estadístico y el valor de referencia.
8.- El método según la reivindicación 7, en donde la señal que indica la cantidad de luz dispersada es proporcionado por uno de un sensor de luz dispersada o un sensor de luz transmitida y del valor estadístico se selecciona de un grupo que consiste de un valor medio, un valor de la mediana y un valor filtrado.
9.- El método de la reivindicación 6, que comprende adicionalmente: ajustar una cantidad de un producto químico añadido a las aguas residuales basado en la señal de control.
10.- El método de la reivindicación 9, en donde el producto químico incluye un coagulante.
11.- El método de la reivindicación 1, que comprende además: determinar una distribución de probabilidad de las muestras; identificar un primer pico de probabilidad que se produce en una primera ubicación; identifiocar un segundo pico de probabilidad que se produce en una segunda ubicación; y determinar la turbidez de las aguas residuales basado en un valor de uno de los primeros o segundos lugares.
12.- El método de la reivindicación 1, en donde el valor de una de las primera o segunda localizaciones indica un nivel de turbidez inferior a un valor de la otra de las primera o segunda ubicaciones.
13.- Un aparato para el tratamiento de aguas residuales que comprende: un procesador; y un código que contiene la memoria de programa que, al ejecutarse por el procesador, provoca que el aparato: reciba una señal que indica una cantidad de luz dispersada por las aguas residuales; muestrear la señal para producir una pluralidad de valores de muestras de señal; comparar los valores de la muestra a un umbral; identificar los valores de las muestras que están dentro del umbral; y determinar la turbidez de las aguas residuales basado en los valores de las muestras identificadas.
14.- El aparato de la reivindicación 13, en donde el código de programa está además configurado para hacer que el aparato determine el umbral basado en los valores de las muestras mediante: la identificación de un primer grupo de muestras que tienen valores agrupados en torno a un primer valor de la señal; y establecer el umbral de modo que al menos una parte del primer grupo de muestras se encuentra dentro del umbral.
15.- El aparato de la reivindicación 14, en donde el código de programa está además configurado para causar que el aparato determine aún más el umbral por: identificar un segundo grupo de muestras que tienen valores agrupados alrededor de un segundo valor de la señal; y ajustar el umbral a un valor entre el primer valor de señal y el segundo valor de señal, en donde el segundo valor de señal es un valor que indica un mayor nivel de turbidez que el primer valor de la señal.
16.- El aparato de la reivindicación 13, en donde el código de programa está además configurado para generar una señal de control en base a la turbidez determinada de las aguas residuales.
17.- El aparato de la reivindicación 16, en donde el código de programa está configurado para generar la señal de control mediante: la determinación un valor estadístico de las muestras que caen dentro del umbral; y la generación de la señal de control mediante la comparación del valor estadístico a un valor de referencia, y estableciendo el valor de la señal de control basado en la diferencia entre el valor estadístico y el valor de referencia.
18.- El aparato de la reivindicación 16, en donde la señal de control se utiliza para ajustar una cantidad de un producto químico añadido a las aguas residuales.
19.- El aparato de la reivindicación 13, en donde el código de programa está además configurado para causar que el aparato: determine una distribución de probabilidad de las muestras; identifique un primer pico de probabilidad que tiene una primera ubicación; identifique un segundo pico de probabilidad que tiene una segunda ubicación; y determine la turbidez de las aguas residuales basado en un valor de una de las primeras segundas ubicaciones.
20.- El aparato de la reivindicación 13, que comprende además: un sensor de turbidez configurado para muestrar aguas residuales que contiene floculo y generar la señal indicativa de la cantidad de luz dispersada por las aguas residuales. RESUMEN Se proporciona un sensor de turbidez dentro del agua residual en múltiples fases, y genera una señal en respuesta a una turbidez detectado. La señal generada se muestrea para producir una pluralidad de muestras de señal. Las muestras se comparan con un umbral, y se determina una turbidez de las aguas residuales con base en muestras de que entren en el umbral. El umbral puede determinarse basándose en un análisis estadístico de la pluralidad de muestras, o se puede establecer en un valor predeterminado. El sensor de turbidez puede ser proporcionado dentro de una cámara de floculación de aguas residuales, y una señal de control generada en base a la turbidez determinada de las aguas residuales. Esta señal de control se puede utilizar para ajustar la cantidad de un producto químico, tal como un coagulante, introducido en las aguas residuales.
MX2015005446A 2012-11-15 2013-11-13 Determinacion de turbidez en fase liquida de aguas residuales multifase. MX344181B (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261726637P 2012-11-15 2012-11-15
US14/075,613 US10281383B2 (en) 2012-11-15 2013-11-08 System and methods of determining liquid phase turbidity of multiphase wastewater
PCT/US2013/069844 WO2014078382A1 (en) 2012-11-15 2013-11-13 Determining liquid phase turbidity of multiphase wastewater

Publications (2)

Publication Number Publication Date
MX2015005446A true MX2015005446A (es) 2015-07-17
MX344181B MX344181B (es) 2016-12-08

Family

ID=50680658

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
MX2015005446A MX344181B (es) 2012-11-15 2013-11-13 Determinacion de turbidez en fase liquida de aguas residuales multifase.

Country Status (18)

Country Link
US (1) US10281383B2 (es)
EP (1) EP2920572B1 (es)
KR (1) KR102179804B1 (es)
CN (1) CN104823037B (es)
AU (1) AU2013344908B2 (es)
BR (1) BR112015010552B1 (es)
CA (1) CA2888724C (es)
CL (1) CL2015001270A1 (es)
DK (1) DK2920572T3 (es)
ES (1) ES2718207T3 (es)
MX (1) MX344181B (es)
NZ (1) NZ707814A (es)
PL (1) PL2920572T3 (es)
PT (1) PT2920572T (es)
RU (1) RU2660367C2 (es)
TW (1) TWI585389B (es)
WO (1) WO2014078382A1 (es)
ZA (1) ZA201504281B (es)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012166997A2 (en) 2011-05-31 2012-12-06 Clean Chemistry, Llc Electrochemical reactor and process
US9517955B2 (en) 2012-09-07 2016-12-13 Clean Chemistry, Llc System and method for generation of point of use reactive oxygen species
JP5920409B2 (ja) * 2014-06-18 2016-05-18 栗田工業株式会社 凝集モニタリング装置、凝集モニタリング方法および凝集システム
WO2016037149A1 (en) 2014-09-04 2016-03-10 Clean Chemistry, Inc. Method of water treatment utilizing a peracetate oxidant solution
DE102014013486A1 (de) 2014-09-08 2016-03-10 Elmos Semiconductor Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren für einen kammerlosen Trübungs- Flüssigkeitszustands- und Blasensensor insbesondere für die Verwendung im Freiwasser
CA2981034A1 (en) 2015-03-26 2016-09-29 Clean Chemistry, Inc. Systems and methods of reducing a bacteria population in high hydrogen sulfide water
US10883224B2 (en) 2015-12-07 2021-01-05 Clean Chemistry, Inc. Methods of pulp fiber treatment
EP3386948A4 (en) 2015-12-07 2019-06-12 Clean Chemistry Inc. PROCESSES FOR PROCESSING PAPER PULP FIBERS
FR3045592B1 (fr) * 2015-12-22 2018-11-09 Veolia Water Solutions & Technologies Support Procede et installation de clarification d'eaux integrant une regulation.
US11136714B2 (en) 2016-07-25 2021-10-05 Clean Chemistry, Inc. Methods of optical brightening agent removal
JP2018096768A (ja) * 2016-12-12 2018-06-21 栗田工業株式会社 凝集モニタリング方法、凝集モニタリング装置、凝集モニタリング用プローブおよび凝集システム
US10054541B1 (en) * 2017-07-11 2018-08-21 Xerox Corporation Fuser reservoir sensor to test the turbidity of the fuser oil
US11311012B1 (en) 2017-09-07 2022-04-26 Clean Chemistry, Inc. Bacterial control in fermentation systems
US11001864B1 (en) 2017-09-07 2021-05-11 Clean Chemistry, Inc. Bacterial control in fermentation systems
CN109557870B (zh) * 2017-09-26 2021-11-30 西安国仪测控股份有限公司 智能多级气浮自动监控和调节系统
NL2023560B1 (en) * 2019-07-24 2021-02-10 Colubris Cleantech B V Method and system for cleaning an aqueous liquid containing contaminants
EP3825283B1 (en) * 2019-11-21 2024-04-10 Grundfos Holding A/S A method for abating the presence of a selected chemical substance in wastewater flowing in a wastewater channel system
CN114518306A (zh) * 2021-02-04 2022-05-20 中南大学 一种机器视觉悬浮液浊度检测装置
CN113640253A (zh) * 2021-07-21 2021-11-12 杭州春来科技有限公司 浊度检测方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1043495A1 (ru) 1980-05-20 1983-09-23 Институт коллоидной химии и химии воды АН УССР Фотоэлектрический мутномер
US6811706B1 (en) 1999-05-05 2004-11-02 Eric J. Wahlberg Activated sludge process optimization
US6408227B1 (en) * 1999-09-29 2002-06-18 The University Of Iowa Research Foundation System and method for controlling effluents in treatment systems
EP1096248B1 (en) 1999-10-28 2007-01-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for measuring concentration of a solution
US7150996B2 (en) 2003-06-18 2006-12-19 Stable Solutions, Inc. Stability assessment of dispersions and emulsions
CA2445426A1 (en) * 2003-10-17 2005-04-17 Alberta Research Council Inc. A method for characterizing a dispersion using transformation techniques
US7238283B2 (en) 2003-12-04 2007-07-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. Ltd. System for wastewater treatment
US7394545B2 (en) 2005-07-11 2008-07-01 Ge Betz, Inc. Apparatus for characterizing and measuring the concentration of opaque particles within a fluid sample
WO2008024755A1 (en) 2006-08-24 2008-02-28 Morse Dwain E Control system and process for wastewater treatment
DE102008018592A1 (de) * 2008-04-11 2009-10-15 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG Verfahren und Vorrichtung zur Trübungsmessung
US8506799B2 (en) 2009-09-09 2013-08-13 ClearCorp Suspended particle characterization system for a water processing facility
US7920983B1 (en) 2010-03-04 2011-04-05 TaKaDu Ltd. System and method for monitoring resources in a water utility network

Also Published As

Publication number Publication date
RU2660367C2 (ru) 2018-07-05
NZ707814A (en) 2018-06-29
AU2013344908B2 (en) 2017-03-09
BR112015010552B1 (pt) 2020-09-29
EP2920572B1 (en) 2019-01-09
CA2888724A1 (en) 2014-05-22
BR112015010552A2 (pt) 2017-07-11
CA2888724C (en) 2019-09-17
ES2718207T3 (es) 2019-06-28
RU2015122396A (ru) 2017-01-10
KR20150084008A (ko) 2015-07-21
TWI585389B (zh) 2017-06-01
EP2920572A4 (en) 2016-06-22
CN104823037B (zh) 2018-10-26
PT2920572T (pt) 2019-04-26
KR102179804B1 (ko) 2020-11-18
PL2920572T3 (pl) 2019-06-28
CL2015001270A1 (es) 2015-10-02
US10281383B2 (en) 2019-05-07
WO2014078382A1 (en) 2014-05-22
MX344181B (es) 2016-12-08
US20140131259A1 (en) 2014-05-15
DK2920572T3 (en) 2019-04-15
AU2013344908A1 (en) 2015-05-07
TW201428263A (zh) 2014-07-16
ZA201504281B (en) 2017-11-29
EP2920572A1 (en) 2015-09-23
CN104823037A (zh) 2015-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2888724C (en) Determining liquid phase turbidity of multiphase wastewater
ES2718206T3 (es) Soporte de artículos para un aparato de clasificación
US20150284263A1 (en) Wastewater treatment system
AU2017232158B2 (en) Water treatment system and method
US9618438B2 (en) System and method for analyzing water samples in a water processing facility
US8262914B2 (en) Wastewater treatment system
US9493370B2 (en) Wastewater treatment system
JP2019162603A (ja) 凝集剤添加量制御装置、汚泥濃縮システム、凝集剤添加量制御方法
EP4013720A1 (en) System, and method for continuous process control of water contaminant separation process
De Clercq et al. Focused beam reflectance technique for in situ particle sizing in wastewater treatment settling tanks
US5246590A (en) Water treatment to reduce fog levels controlled with streaming current detector
JP2020170493A (ja) 制御装置、制御方法及びコンピュータプログラム
ES2718131A1 (es) Difusor de sustancias volátiles
JP7037411B2 (ja) 排水浄化装置
JP2019162601A (ja) 凝集剤添加量制御装置、汚泥濃縮システム、凝集剤添加量制御方法
JP7484705B2 (ja) 排水処理システム及び排水処理方法
JP2020151649A (ja) フッ素含有排水の処理方法及び装置
CA2783825A1 (en) Wastewater treatment system
CN117871353A (zh) 一种煤泥水沉降检测方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
FG Grant or registration