PL195619B1 - Sposób sterowania napowietrzaniem podczas biologicznego oczyszczania ścieków - Google Patents

Sposób sterowania napowietrzaniem podczas biologicznego oczyszczania ścieków

Info

Publication number
PL195619B1
PL195619B1 PL99344491A PL34449199A PL195619B1 PL 195619 B1 PL195619 B1 PL 195619B1 PL 99344491 A PL99344491 A PL 99344491A PL 34449199 A PL34449199 A PL 34449199A PL 195619 B1 PL195619 B1 PL 195619B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
oxygen concentration
value
aeration
oxidation
oxygen
Prior art date
Application number
PL99344491A
Other languages
English (en)
Other versions
PL344491A1 (en
Inventor
Fanny Lefevre
Philippe Caulet
Bruno Bujon
Jean-Pierre Philippe
Original Assignee
Suez Lyonnaise Des Eaux
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 Suez Lyonnaise Des Eaux filed Critical Suez Lyonnaise Des Eaux
Publication of PL344491A1 publication Critical patent/PL344491A1/xx
Publication of PL195619B1 publication Critical patent/PL195619B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/30Aerobic and anaerobic processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/30Aerobic and anaerobic processes
    • C02F3/302Nitrification and denitrification treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/006Regulation methods for biological treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/12Activated sludge processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/04Oxidation reduction potential [ORP]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/22O2
    • 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
    • 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S210/00Liquid purification or separation
    • Y10S210/902Materials removed
    • Y10S210/903Nitrogenous

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Activated Sludge Processes (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
  • Ventilation (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)
  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)

Abstract

1. Sposób sterowania napowietrzaniem podczas biolo- gicznego oczyszczania scieków, w którym stosuje sie etapy eliminacji wegla, nitryfikacji i denitryfikacji, znamienny tym, ze sklada sie z nastepujacych kroków: a - ciaglego pomiaru wartosci potencjalu utleniajaco- -redukcyjnego w srodowisku oczyszczania, z odpowiednim oddzialywaniem na wlaczanie lub nie srodków napowie- trzania; b - w trakcie fazy napowietrzania, dokonywanie pomia- ru stezenia tlenu i wykorzystywania tej wartosci, w powia- zaniu z wartoscia potencjalu utleniajaco-redukcyjnego do: - utrzymania napowietrzania, jesli stezenie tlenu odpo- wiada zakresowi nastawy i - zmniejszenia napowietrzenia, jesli stezenie tlenu przekracza zakres nastawy i, - zwiekszenia napowietrzania, jesli stezenie tlenu jest ponizej zakresu nastawy, c - dokonywanie auto-adaptacji zakresu nastawy tlenu poprzez porównywanie na podstawie zmian potencjalu utleniajaco-redukcyjnego „nitryfikacja czesciowa/nitryfikacja calkowita", rzeczywistego stezenia tlenu, z zakresem nastawy systemu i dostosowywanie wartosci nastawy w funkcji rzeczy- wistego zapotrzebowania systemu na tlen. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób sterowania napowietrzaniem podczas biologicznego oczyszczania ścieków, w celu eliminacji zanieczyszczeń węglowych i azotowych.
Powszechnie wiadomo, że usuwanie (asenizacja) ścieków stanowi poważny problem. Istnieje dyrektywa Unii Europejskiej (nr 91/271/CEE) odnosząca się do oczyszczania ścieków miejskich wyznaczająca limity odprowadzania do środowiska naturalnego ścieków nie oczyszczonych.
W jej świetle, każda stacja oczyszczania, musi spełniać kryteria dotyczące jakości oczyszczania ścieków, których nie spełnianie może być przyczyną nałożenia kar finansowych lub też przewidzianych prawem karnym.
Większość instalacji oczyszczania ścieków miejskich, stosuje metodę osadów aktywnych. Ważnym etapem tej metody jest eliminacja węgla i azotu zawartych w ściekach, poprzez sekwencję okresów napowietrzania.
Wiadomo, że głównym problemem spotykanym w instalacjach oczyszczania ścieków jest dostosowanie pracy do zmian ilości wody dopływającej do oczyszczenia, jej obciążenia zanieczyszczeniami, celem uzyskania stałej jakości wody oczyszczonej i regulaminowej minimalnej ilości zanieczyszczeń odprowadzanych do środowiska naturalnego.
W tym celu, eliminacja węgla i azotu wymaga bardzo ścisłej i precyzyjnej kontroli napowietrzania, zważywszy, że ta eliminacja musi sprostać dwóm wymaganiom.
Zgodnie z pierwszym, należy zapewnić całkowity dzienny czas napowietrzania wystarczający do utlenienia składników węglowych ścieków i stabilizacji osadów.
Drugi jest bezpośrednio związany z dziennym rozkładem faz napowietrzania, dla doprowadzenia do skutecznej eliminacji azotu.
Z jednej strony, konieczne jest zachowanie okresów wystarczających do utrzymania warunków aerobowych, by w osadzie dokonała się nitryfikacja, zaś z drugiej strony denitryfikacja wymaga odpowiedniego czasu przebywania ścieków w warunkach beztlenowych.
W tym celu, w metodach z osadami aktywnymi o małej wydajności, zastosowanych w pojedynczym zbiorniku napowietrzania, eliminacja składników azotowych wymaga ścisłej kontroli zmian kolejnych sekwencji napowietrzania i nie napowietrzania.
Każda awaria regulacji lub funkcjonowania urządzeń natleniających prowadzi do nieprawidłowego działania stacji oczyszczania wód zanieczyszczonych i odbija się na jakości oczyszczonych ścieków, równowadze biomasy oczyszczającej i charakterystykach wytwarzanych osadów.
Niedostosowanie sekwencji napowietrzania wpływa tym samym w krótkim czasie niekorzystnie na jakość uzyskiwanej wody, która może zawierać w efekcie składniki azotowe nieutlenione, jeżeli okresy napowietrzania nie są wystarczająco długie, lub azotany, jeżeli okresy beztlenowe są zbyt krótkie.
Na odwrót, jeżeli okresy bez napowietrzania są zbyt długie, ścieki do oczyszczania spotykają warunki anaerobowe (beztlenowe), których należy bezwzględnie unikać.
W efekcie, zjawiska beztlenowości w zbiornikach oczyszczania, związane z niedotlenieniem niektórych obszarów prowadzą w dłuższej perspektywie do pojawienia się bakterii włóknistych, które to mikroorganizmy prowadzą do zmian struktury osadu i do zmniejszenia jego zdolności do oczyszczania, co ma oczywiste skutki dla jakości i kosztów oczyszczania.
Innym następstwem dłuższego okresu niewystarczającego natleniania jest pogorszenie jakości osadu, w szczególności warunków jego stabilności.
Zrozumiałe jest, że punktem kluczowym takiej metody oczyszczania wody jest sterowanie napowietrzaniem.
Znane są stosowane i były dotychczas stosowane różne sposoby sterowania napowietrzaniem. Spośród nich można wymienić następujące techniki:
- najprostszą metodą w dziedzinie napowietrzania zbiorników biologicznych jest zegar, który zgodnie z programem wpisanym przez użytkownika, pozwala na dostarczanie tlenu w określonych momentach dnia, bez żadnej korelacji z rzeczywistymi potrzebami instalacji;
- nieco ulepszona technika polega na podejmowaniu decyzji o natlenianiu przy pomocy progów wysokiego i niskiego potencjału utleniająco-redukcyjnego (potencjał Redox) mierzonego w instalacji; decyzja podejmowana jest na podstawie informacji z chwili T, która może być nieaktualna kilka chwil później;
PL 195 619 B1
- bardziej ścisła metoda została opracowana przez zgłaszającego (FR-A-2724636). W sposobie tym bierze się pod uwagę zmiany potencjałów utleniająco-redukcyjnych, pochodną ze zmian potencjału utleniająco-redukcyjnego, oraz historię stacji oczyszczania, przez co staje się on w ten sposób systemem eksperckim;
- inne techniki sterowania polegają na pomiarze stężenia tlenu w wodzie przeznaczonej do oczyszczania; uważa się, wielkość ta nie ma rzeczywistego znaczenia, w trakcie faz bez napowietrzania zbiorników, pomiar stężenia tlenu jest tym samym zastąpiony przez zegar, który ma zadany czas trwania etapu bez napowietrzania (okres beztlenowy), na przykład 40 do 60 minut, po którym następuje etap, podczas którego sterowanie dokonuje się rzeczywiście na podstawie nastawy stężenia tlenu, przykładowo z zatrzymywaniem progresywnym jedna po drugiej turbin napowietrzających;
- niektóre próby sterowania opierały się na pomiarze stężenia związków amoniaku i związków nitrowych w zbiorniku napowietrzanym, charakteryzującym skuteczność nitryfikacji i denitryfikacji, a następnie zapotrzebowanie oczyszczalni na tlen;
Stosowanie różnych znanych dotychczas i wymienionych powyżej technik, charakteryzują liczne niedogodności, które świadczą o ich ograniczeniach.
Spośród tych niedogodności przytoczone zostaną następujące:
- sterowanie zegarem, nie bierze w żaden sposób pod uwagę zmian stężenia zanieczyszczeń przetwarzanych przez stację spowodowanych nieregularnością dostaw wody do oczyszczania;
- metoda progów potencjału utleniająco-redukcyjnego nie bierze pod uwagę historii stacji oczyszczania takich jak czasowe przeciążenia, przypadkowe awarie wyposażenia, itp.;
- sposób według opisu FR-A-2 724 646 pozwala zapewnić skuteczne oczyszczanie z zanieczyszczeń węglowych, na poziomie nitryfikacji i na poziomie denitryfikacji.
Jednakże celem tej metody jest zapewnienie wystarczającego napowietrzania, co oznacza zawsze nadmiar dostarczanego tlenu. Taki nadmiar dostarczanego tlenu jest jednak niekorzystny z ekonomicznego punktu widzenia.
Z drugiej strony, z punktu widzenia oczyszczania wody, faza napowietrzania jest zakłócona, gdyż zaczyna się przy dość wysokim stężeniu tlenu, rzędu 7 do 8 mg/l, który musi być usunięty przed rozpoczęciem korzystania z tlenu azotanów.
Dla tego samego czasu trwania denitryfikacji, faza zatrzymania napowietrzania będzie o tyleż dłuższa, zaś czas efektywnego oczyszczania jest skrócony w ciągu dnia;
- zastosowanie techniki polegającej na prostym pomiarze stężenia tlenu w wodzie do oczyszczenia, nie umożliwia kontroli stanu zaawansowania reakcji denitryfikacji, które zachodzą w zbiornikach osadów aktywnych, ponieważ wymagają one zerowego stężenia tlenu celem zakończenia tej fazy.
Dodatkowo, stężenie tlenu niezbędne do nitryfikacji może zmieniać się w granicach od 3 do 7 mg/l, w zależności od stanu natlenienia osadów reaktora biologicznego;
- technika oparta o pomiar stężenia amoniaku i azotanów w zbiornikach napowietrzania może znaleźć zastosowanie jedynie na dużych stacjach, z uwagi na wysoki koszt sprzętu. Ponadto, technika ta nie bierze w żaden sposób pod uwagę stanu natlenienia osadu, podczas gdy pomiar potencjału utleniająco-redukcyjnego, pozwala zgodnie z opisem patentowym FR - A - 2 724 646 ocenić stan fizjologiczny osadu.
Wady dotychczasowych rozwiązań wymienione powyżej, były i są przyczyną poszukiwań środków pozwalających zoptymalizować różne reakcje zachodzące na stacji oczyszczania, pozwalając jednocześnie zarządzać bardziej efektywnie dostarczaniem do niej tlenu. Powyższy problem rozwiązuje niniejszy wynalazek.
W sposobie sterowania napowietrzaniem podczas biologicznego oczyszczania ścieków według wynalazku, w instalacjach stosujących etapy eliminacji węgla, nitryfikacji i denitryfikacji, istota rozwiązania polega na tym, że sterowanie realizuje się w następujących krokach:
- ciągły pomiar wartości potencjału utleniająco-redukcyjnego w środowisku oczyszczania, z odpowiednim oddziaływaniem na włączanie lub nie włączanie środków systemów napowietrzających,
- w trakcie fazy napowietrzania, pomiar stężenia tlenu i wykorzystywanie tej wartości, w powiązaniu z wartością potencjału utleniająco-redukcyjnego do:
a - utrzymania napowietrzania, jeśli stężenie tlenu odpowiada zakresowi wartości nastawy; b - zmniejszenia napowietrzania, jeśli stężenie tlenu wykracza poza zakres wartości nastawy; c - zwiększenia napowietrzania, jeśli stężenie tlenu jest poniżej zakresu wartości nastawy;
- dokonywanie automatycznego dopasowywania zakresu wartości nastawy tlenu przez porównanie, na podstawie zmian potencjału utleniająco-redukcyjnego „nitryfikacja częściowa/nitryfikacja
PL 195 619B1 całkowita, rzeczywistej zawartości tlenu, z zakresem nastawy systemu i dostosowywanie wartości zakresu nastawy w funkcji rzeczywistego zapotrzebowania systemu na tlen.
Zgodnie z niniejszym wynalazkiem, kiedy zmiana potencjału utleniająco-redukcyjnego,, nitryfikacja częściowa / nitryfikacja całkowita wchodzi w dolny obszar zakresu nastawy stężenia tlenu, wartość nastawy należy zredukować.
Według wynalazku, gdy wartość zmian potencjału utleniająco-redukcyjnego „nitryfikacja częściowa/nitryfikacja całkowita nie sięga do wartości nastawy stężenia tlenu, wartość nastawy stężenia tlenu jest podnoszona.
Gdy wartość stężenia tlenu jest zbyt niska, podobnie jak wartość potencjału utleniająco-redukcyjnego, załącza się alarm.
Gdy wystąpi jednoczesność wysokiej zawartości tlenu i niskiej wartości potencjału utleniająco-redukcyjnego, załącza się alarm.
Innymi słowy, sposób będący przedmiotem niniejszego wynalazku, jest kombinacją sposobu opisanego w FR-A-2 724 646, zawierającą wykorzystanie przebiegu pochodnej zmian potencjału utleniająco-redukcyjnego (potencjału Redox), z przebiegiem sygnału „stężenie tlenu wyłącznie w czasie fazy napowietrzania.
Schematycznie, analiza wartości potencjału utleniająco-redukcyjnego pozwala zdefiniować czas trwania sekwencji pracy i zatrzymania instalacji i analizę wartości „stężenia tlenu pozwalającą sterować mocą przed luzowaniem biegu faz napowietrzania.
Według wynalazku, dodano do tej kombinacji pomiar potencjału utleniająco-redukcyjnego + pomiar bezwzględnej wartości stężenia tlenu i ciągłe porównywanie wymienionych parametrów, co pozwala na wnioskowanie i potwierdzanie koherencji informacji gromadzonych na stacji.
W ten sposób, dzięki zastosowaniu rozwiązania zgodnego z wynalazkiem, uzyskuje się dostęp do różnych informacji i możliwość interwencji istotnych z punktu widzenia stanu stacji, zwłaszcza takich jak:
- kontrola niezawodności czujników potencjału utleniająco-redukcyjnego (potencjału Redox) i stężenia tlenu;
- kontrola niezawodności urządzeń lub identyfikacja nadmiaru zanieczyszczeń,
- dokładniejsza analiza biologicznego stanu osadów,
- możliwość dostosowywania nastawy wartości tlenu, w funkcji wydajności osadów i
- inicjowanie fazy denitryfikacji ze względnie niską zawartością pozostałego tlenu i zapewnienie szybkiego rozpoczęcia fazy denitryfikacji.
Przedmiot wynalazku oraz inne cechy i zalety wynalazku zostały przedstawione bliżej w poniższym opisie przykładu realizacji sposobu według wynalazku, objaśnionego załączonym rysunkiem, na którym:
- na fig. 1 uwidoczniono schemat ukazujący różne etapy sposobu zgodnego z wynalazkiem, tak jak są opisane poniżej;
-na fig.2 uwidoczniono schemat objaśniający i pozwalający lepiej zrozumieć istotę i zastosowanie sposobu zgodnego z wynalazkiem,
-na fig.3 przedstawiono krzywą zmian progu stężenia tlenu w funkcji czasu, wykonaną na podstawie instalacji przemysłowej;
Poszczególne etapy sposobu sterowania napowietrzaniem podczas biologicznego oczyszczania ścieków, zgodnego z wynalazkiem, zilustrowane wstępnie przez schemat z fig. 1 zostały opisane poniżej.
Na początku, w fazie rozruchu, zapewnione zostaje napowietrzanie odpowiadające maksymalnym możliwościom instalacji, celem dostarczenia dużych ilości tlenu - doświadczenie wykazało, że dostarczenie tlenu w dużej ilości dobrze służy procesowi oczyszczania.
Etap. 1:
Ciągły pomiar wartości potencjału utleniająco-redukcyjnego (potencjału Redox) Eh oczyszczanej cieczy, wpływający na włączenie lub nie systemu napowietrzającego (kompresor napowietrzania);
Etap. 2:
Badanie tego potencjału utleniająco-redukcyjnego Eh: jeżeli wartość tego potencjału jest duża, nitryfikacja i eliminacja węgla przebiegają prawidłowo; niska wartość tego potencjału natomiast, wskazuje na niewystarczającą nitryfikację i eliminację węgla, co oznacza konieczność zbadania zawartości tlenu jako zmiennej sterowania;
PL 195 619 B1
Etap.3:
Wykonywanie pomiaru zawartości tlenu w środowisku oczyszczania i badanie jego stężenia (patrz fig. 2).
Zajść mogą następujące przypadki:
a - wartość stężenia tlenu [O2] mieści się w obszarze z fig.2 zwanym „ Zakres nastawy tlenu; należy utrzymać moc napowietrzania bez zmian;
b - wartość stężenia tlenu [O2] mieści się w obszarze oznaczonym na fig.2 przez 2 (to znaczy w dolnej strefie zakresu nastawy tlenu [O2]); należy zwiększyć moc natleniania lub, z braku możliwości dalszego zwiększenia, utrzymywać kompresory napowietrzania w maksimum ich mocy, celem dostarczenia koniecznej ilości tlenu;
c - wartość stężenia tlenu [O2] mieści się w obszarze oznaczonym na fig.2 przez 3 (to znaczy w górnej strefie zakresu nastawy tlenu [O2] ); potencjał utleniająco-redukcyjny (potencjał Redox) może być niewystarczający, lecz nastawa tlenu jest przekroczona: należy zredukować napowietrzanie lub, z braku możliwości dalszej redukcji, utrzymać kompresory napowietrzania na minimum ich wydajności; d - wartość stężenia tlenu [O2] mieści się w obszarze oznaczonym na fig.2 przez 1 (potencjał utleniająco-redukcyjny i stężenie tlenu są zbyt niskie); sytuacja taka może oznaczać przeciążenie stacji (silne oddychania osadów) lub na awarię urządzeń lub mierników: w takim przypadku wynalazek przewiduje włączenie alarmu i e - wartość stężenia tlenu [O2] mieści się w obszarze oznaczonym na fig.2 przez 4: jednoczesność dużej zawartości tlenu przy średniej wartości potencjału utleniająco-redukcyjnego (potencjału Redox) może oznaczać awarię mierników lub jeszcze zatrucie biomasy (słabe oddychanie osadów); w takim przypadku również przewidziane jest włączenie alarmu.
Etap ostatni:
Wspomniano wyżej, że wynalazek przewiduje dodatkowy etap, polegający na auto-adaptacji nastaw stężenia tlenu.
Podczas przejścia potencjału utleniająco-redukcyjnego (potencjału Redox) ze strefy „nitryfikacji częściowej do strefy „nitryfikacji całkowitej, zgodnie z wynalazkiem dokonuje się pomiaru stężenia tlenu, celem zmiany wartości nastaw stężenia tlenu.
Pozwala to na ocenę rzeczywistego zapotrzebowania na tlen, niezbędnego do zajścia reakcji nitryfikacji i całkowitego utlenienia zawartości osadów.
Jeżeli te zmiany potencjału utleniająco-redukcyjnego sytuują się w obszarach 1lub 2 (fig. 2) wartości stężenia tlenu, zapotrzebowanie biomasy na tlen jest małe i zgodnie z wynalazkiem, obniża się nastawę natlenienia, co pozwala uzyskać oszczędność energii zużywanej na napowietrzanie.
Przeciwnie, kiedy wartość zmian potencjału utleniająco-redukcyjnego nie może być regularnie osiągana w warunkach zaproponowanej nastawy stężenia tlenu, oznacza to duże zapotrzebowanie na tlen, a więc konieczność podwyższenia wartości nastawy [O2]. Podwyższenie to pozwala zabezpieczyć proces oraz w tym przypadku korzystnie umożliwia odświeżenie osadów.
Na fig.3 załączonego rysunku, przedstawione są zmiany progu stężenia tlenu w funkcji czasu.
Wykres ten pozwala uwydatnić jak przez zastosowanie sposobu według wynalazku zapewnia uzyskanie auto-adaptacji tych progów do nastawy tlenu [O2].
Wymieniona fig.3 pokazuje zmiany progów stężenia tlenu w czasie okresu badań trwającego w przybliżeniu 1rok.
Punkty oznaczone na niej znakiem □ odzwierciedlają rzeczywiste wartości stężeń rozpuszczonego tlenu uzyskane, gdy potencjał utleniająco-redukcyjny (potencjał Redox) znamionuje przejście z etapu „nitryfikacji częściowej do etapu „nitryfikacji całkowitej „ w FAZIE 3 .
Linia ciągła i bardziej stabilna odzwierciedla nastawę tlenu ustaloną przez logikę sterowania systemu na podstawie wartości rzeczywistych.
Zmiany są tu tłumione, celem ograniczenia modyfikacji nastaw, co czyni cały proces bardziej stabilnym.
Warto odnotować, że zakres zmian wartości nastawy [O2] przekłada się na znaczące zmiany rzeczywistych zapotrzebowań biomasy na tlen (odświeżanie populacji).
Faktycznie, z krzywej z fig.3 wynika, że system biologiczny może dobrze funkcjonować w stanie nitryfikacji całkowitej przy zawartości rozpuszczonego tlenu rzędu od 2 do 3 mg/l (w przypadku osadów wiekowych ), podczas, gdy w niektórych przypadkach (osady bardziej młode ) zawartość rzędu od 5 do 6 mg/l okazuje się niewystarczająca do zapewnienia całkowitej nitryfikacji.
PL 195 619B1
Wynalazek umożliwia przezwyciężenie tej trudności poprzez auto-adaptację warunków funkcjonowania.
W zamieszczonej poniżej tabeli, znajduje się porównanie wyników uzyskanych w trzech instalacjach stosujących odpowiednio: metodę (A) biologicznego oczyszczania ścieków bez automatycznej regulacji, metodę (B) z automatyczną regulacją wyłącznie potencjału utleniająco-redukcyjnego (potencjału Redox) Eh oraz metodę (C) z automatyczną regulacją potencjału utleniająco-redukcyjnego Eh i stężenia tlenu O2, zgodną z prezentowanym wynalazkiem w instalacji.
Tabela ta jasno uwydatnia korzyści, zwłaszcza ekonomiczne, uzyskiwane dzięki stosowaniu sposobu, będącego przedmiotem wynalazku.
Instalacja 1 Instalacja 2 Instalacja 3
Wydajność nominalna RLM 40000 12000 100000
Zastosowany sposób A B C B C C
Bilans BZT zadowalający 2/2 11/11 5/5 8/8 16/16 57/57
Bilans NC zadowalający 0/2 11/11 5/5 8/8 16/16 56/57
Zgodność BZT i NC Nie Tak Tak Tak Tak Tak
Redukcja BZT w % 86 97 97 97 97 98
Redukcja NC w % 62 90 90 90 90 85
Ocena ekonomiczna C/B -20% -15%
BZT - Biologiczne Zapotrzebowanie Tlenu (DBO - Demande Biologique d'0xygen) NC - Azot Całkowity (NGL - (L'Azote Globale)
RLM - Równoważnik Liczby mieszkańców (EH -Eqiuvalent Habitant)
Pomiędzy zaletami wynalazku, warto wymienić szczególnie następujące:
Modulacja dostarczanej mocy napowietrzania, niezbędnej do zajścia reakcji unieszkodliwiających zanieczyszczenia węglowe i azotowe;
Możliwość weryfikacji spójności zebranych informacji i wykrytych na stacji oczyszczania zdarzeń skrajnych i niespodziewanych;
Możliwość, dzięki bardziej szczegółowej analizie potrzeb osadów, dokonywania auto-adaptacji własnych nastaw sterowania systemem, celem zwiększenia jego niezawodności.
Należy zaznaczyć, że prezentowany wynalazek nie ogranicza się do przytoczonych i/lub opisanych tu przykładów realizacji, lecz że obejmuje wszystkie warianty, których dotyczą załączone zastrzeżenia patentowe

Claims (5)

Zastrzeżenia patentowe
1. Sposób sterowania napowietrzaniem podczas biologicznego oczyszczania ścieków, w którym stosuje się etapy eliminacji węgla, nitryfikacji i denitryfikacji, znamienny tym, że składa się z następujących kroków:
a - ciągłego pomiaru wartości potencjału utleniająco-redukcyjnego w środowisku oczyszczania, z odpowiednim oddziaływaniem na włączanie lub nie środków napowietrzania;
b - w trakcie fazy napowietrzania, dokonywanie pomiaru stężenia tlenu i wykorzystywania tej wartości, w powiązaniu z wartością potencjału utleniająco-redukcyjnego do:
PL 195 619 B1
- utrzymania napowietrzania, jeśli stężenie tlenu odpowiada zakresowi nastawy i
- zmniejszenia napowietrzenia, jeśli stężenie tlenu przekracza zakres nastawy i,
- zwiększenia napowietrzania, jeśli stężenie tlenu jest poniżej zakresu nastawy, c - dokonywanie auto-adaptacji zakresu nastawy tlenu poprzez porównywanie na podstawie zmian potencjału utleniająco-redukcyjnego „nitryfikacja częściowa/nitryfikacja całkowita, rzeczywistego stężenia tlenu, z zakresem nastawy systemu i dostosowywanie wartości nastawy w funkcji rzeczywistego zapotrzebowania systemu na tlen.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gdy zmiana wartości potencjału utleniająco-redukcyjnego obszaru „ nitryfikacji częściowej do obszaru” nitryfikacji całkowitej wchodzi w obszary dolny wartości nastawy stężenia tlenu, ogranicza się wartość tej nastawy.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gdy zmiana wartości potencjału utleniająco-redukcyjnego tlenu obszaru „nitryfikacji częściowej do obszaru” nitryfikacji całkowitej„ nie jest osiągana dla wartości nastawy stężenia tlenu, wartość tej nastawy podwyższa się.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gdy wartość stężenia tlenu jest zbyt niska, podobnie jak wartość potencjału utleniająco-redukcyjnego, załącza się alarm.
5.Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gdy wystąpi jednoczesność wysokiej zawartości tlenu i niskiej wartości potencjału utleniająco-redukcyjnego, załącza się alarm.
PL99344491A 1998-06-02 1999-05-31 Sposób sterowania napowietrzaniem podczas biologicznego oczyszczania ścieków PL195619B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9806918A FR2779140B1 (fr) 1998-06-02 1998-06-02 Procede de regulation de l'aeration dans une installation de traitement biologique d'eaux usees
PCT/FR1999/001273 WO1999062832A1 (fr) 1998-06-02 1999-05-31 Procede de regulation de l'aeration pendant le traitement biologique d'eaux usees

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL344491A1 PL344491A1 (en) 2001-11-05
PL195619B1 true PL195619B1 (pl) 2007-10-31

Family

ID=9526940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL99344491A PL195619B1 (pl) 1998-06-02 1999-05-31 Sposób sterowania napowietrzaniem podczas biologicznego oczyszczania ścieków

Country Status (19)

Country Link
US (1) US6527956B1 (pl)
EP (1) EP1091911B1 (pl)
JP (1) JP2002516756A (pl)
KR (1) KR100589874B1 (pl)
CN (1) CN1189407C (pl)
AT (1) ATE210089T1 (pl)
AU (1) AU742852B2 (pl)
BR (1) BR9910846A (pl)
CA (1) CA2335944C (pl)
DE (2) DE69900559T2 (pl)
DK (1) DK1091911T3 (pl)
ES (1) ES2155428T3 (pl)
FR (1) FR2779140B1 (pl)
ID (1) ID27767A (pl)
NO (1) NO321986B1 (pl)
PL (1) PL195619B1 (pl)
PT (1) PT1091911E (pl)
TR (1) TR200003554T2 (pl)
WO (1) WO1999062832A1 (pl)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2801879B1 (fr) * 1999-12-07 2002-03-01 Air Liquide Procede et dispositif de traitement d'une eau par oxygenation
EP1466869A1 (de) * 2003-04-08 2004-10-13 Gunnar Demoulin Vorrichtung und Verfahren zur Abwasserreinigung
EP1518830A1 (de) * 2003-09-12 2005-03-30 Envicon Klärtechnik Verwaltungsgesellschaft mbH Verfahren zur lastabhängigen, selbstparametrierenden Regelung der Belüftung von Kläranlagen
US7208090B2 (en) 2003-12-23 2007-04-24 Usfilter Corporation Wastewater treatment control
US7413654B2 (en) * 2003-12-23 2008-08-19 Siemens Water Technologies Holding Corp. Wastewater treatment control
FR2871153B1 (fr) * 2004-06-02 2006-08-11 Otv Sa Procede de traitement d'eaux a l'aide d'un reacteur biologique, dans lequel la vitesse d'air injecte dans le reacteur est regulee, et dispositif correspondant
US7344643B2 (en) * 2005-06-30 2008-03-18 Siemens Water Technologies Holding Corp. Process to enhance phosphorus removal for activated sludge wastewater treatment systems
NZ566051A (en) * 2005-09-02 2011-03-31 Siemens Water Tech Corp Screening of inert solids from a low-yield wastewater treatment process
US7314563B2 (en) * 2005-11-14 2008-01-01 Korea Institute Of Science And Technology Membrane coupled activated sludge method and apparatus operating anoxic/anaerobic process alternately for removal of nitrogen and phosphorous
CN100999359B (zh) * 2006-01-10 2012-01-04 酷了绿色环境株式会社 废水处理方法和废水处理装置
US7473364B2 (en) * 2006-03-07 2009-01-06 Siemens Water Technologies Corp. Multivalent metal ion management for low sludge processes
BRPI0909723A2 (pt) 2008-03-28 2017-10-10 Siemens Water Tech Corp sistema e métodos híbridos aeróbicos e anaeróbicos de tratamento de lama e água de despejo
US8894856B2 (en) 2008-03-28 2014-11-25 Evoqua Water Technologies Llc Hybrid aerobic and anaerobic wastewater and sludge treatment systems and methods
WO2011068931A1 (en) 2009-12-03 2011-06-09 Siemens Industry, Inc. Systems and methods for nutrient removal in biological treatment systems
ES2361209B2 (es) * 2009-12-03 2012-03-08 Universidad De Extremadura Procedimiento para controlar la aportación de ox�?geno en sistemas biológicos.
WO2011133738A1 (en) 2010-04-21 2011-10-27 Siemens Pte. Ltd. Methods and systems for treating wastewater
US8808544B2 (en) 2010-08-18 2014-08-19 Evoqua Water Technologies Llc Contact-stabilization/prime-float hybrid
US9359236B2 (en) 2010-08-18 2016-06-07 Evoqua Water Technologies Llc Enhanced biosorption of wastewater organics using dissolved air flotation with solids recycle
WO2014182533A1 (en) 2013-05-06 2014-11-13 Erdogan Argun O Wastewater biosorption with dissolved air flotation
CN104591415B (zh) * 2015-01-19 2016-08-24 西安建筑科技大学 一种等温层曝气器优化运行方法
DE102015120722B4 (de) * 2015-11-30 2017-07-27 Areva Gmbh Kernkraftwerk und Verfahren zum Betreiben eines Kernkraftwerks

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5288406A (en) * 1990-02-14 1994-02-22 Schering Aktiengesellschaft Process for biologically purifying waste waters
JP3015426B2 (ja) * 1990-08-24 2000-03-06 ユニチカ株式会社 排水の管理処理方法
JP2835341B2 (ja) * 1991-07-26 1998-12-14 住友重機械工業株式会社 生物脱窒素制御法
JP2803941B2 (ja) * 1992-06-08 1998-09-24 富士電機株式会社 間欠曝気式活性汚泥法の制御方法
US5582734A (en) * 1993-09-14 1996-12-10 H. David Stensel Oxidation ditch modification and automated control system for nitrogen removal and sludge settling improvements
FR2724646B1 (fr) * 1994-09-20 1997-12-12 Lyonnaise Eaux Eclairage Procede de regulation de l'aeration d'un bassin de traitement biologique d'eaux usees
JP3452162B2 (ja) * 1995-11-07 2003-09-29 株式会社西原環境テクノロジー 水質制御装置
FR2753191B1 (fr) * 1996-09-10 1998-11-06 Degremont Procede d'epuration de la pollution carbonee et de denitrification en milieu oxygene des eaux usees
FR2756273B1 (fr) * 1996-11-27 1999-08-06 Sedia Sarl Procede et automate de pilotage du traitement d'effluents dans une cuve de station d'epuration par la technique dite des boues activees
DE19702951A1 (de) * 1997-01-27 1998-07-30 Wtw Weilheim Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Nitrifikations- und Denitrifikationsphase
US5733456A (en) * 1997-03-31 1998-03-31 Okey; Robert W. Environmental control for biological nutrient removal in water/wastewater treatment
FR2765210B1 (fr) * 1997-06-30 1999-08-27 Lyonnaise Eaux Eclairage Procede de regulation automatique de l'aeration d'une installation de traitement biologique d'eaux usees

Also Published As

Publication number Publication date
AU3936399A (en) 1999-12-20
KR100589874B1 (ko) 2006-06-15
NO321986B1 (no) 2006-07-31
DK1091911T3 (da) 2002-04-02
TR200003554T2 (tr) 2001-06-21
PL344491A1 (en) 2001-11-05
DE69900559T2 (de) 2002-09-26
CN1303357A (zh) 2001-07-11
ES2155428T3 (es) 2002-03-01
ATE210089T1 (de) 2001-12-15
NO20006122D0 (no) 2000-12-01
JP2002516756A (ja) 2002-06-11
AU742852B2 (en) 2002-01-17
ES2155428T1 (es) 2001-05-16
CA2335944A1 (fr) 1999-12-09
EP1091911B1 (fr) 2001-12-05
BR9910846A (pt) 2001-02-20
CN1189407C (zh) 2005-02-16
KR20010052484A (ko) 2001-06-25
WO1999062832A1 (fr) 1999-12-09
DE69900559D1 (de) 2002-01-17
DE1091911T1 (de) 2001-09-20
EP1091911A1 (fr) 2001-04-18
US6527956B1 (en) 2003-03-04
FR2779140B1 (fr) 2001-01-05
CA2335944C (fr) 2007-05-08
NO20006122L (no) 2000-12-01
ID27767A (id) 2001-04-26
PT1091911E (pt) 2002-05-31
FR2779140A1 (fr) 1999-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL195619B1 (pl) Sposób sterowania napowietrzaniem podczas biologicznego oczyszczania ścieków
CA2531764C (en) Biological water treatment process and plant using activated sludge with regulation of aeration
Plisson-Saune et al. Real-time control of nitrogen removal using three ORP bending-points: signification, control strategy and results
Al-Ghusain et al. Use of pH as control parameter for aerobic/anoxic sludge digestion
US8916046B2 (en) Method for controlling oxygen supply for treating wastewater, and facility for implementing same
US11673820B2 (en) Wastewater treatment with suspended growth and membrane aerated biofilm
Jones et al. Simulation for operation and control of reject water treatment processes
DE3508126A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur abwasserreinigung nach dem belebtschlammverfahren
Lefevre et al. Automatic Regulation of Activated Sludge Aeration–Single-Tank Nitrification-Denitrification
JP4576845B2 (ja) 窒素含有廃液処理方法
Han et al. Oxidization–reduction potential and pH for optimization of nitrogen removal in a twice-fed sequencing batch reactor treating pig slurry
JP3708752B2 (ja) 硝酸態窒素生物処理方法および装置
JP4364955B2 (ja) 曝気装置と汚泥引抜ポンプの運転制御方法
Young et al. Control strategy for biological nitrification systems
Guderian et al. Evaluation of total emissions from treatment plants and combined sewer overflows
JPH0475079B2 (pl)
Emrick et al. LONG TERM BNR OPERATIONS-COLD IN MONTANA!
JP3690537B2 (ja) 間欠ばっ気法
KR200411097Y1 (ko) 하폐수내 유기물, 질소 및 인 동시처리공정의자동제어시스템
Puig et al. On-line oxygen uptake rate as a new tool for monitoring and controlling the SBR process
Capodaglio Wet-weather transient impacts on wastewater treatment
Boschmans et al. Real-Time Process Controls to Meet Increasingly Stringent Effluent Limits and Improve Operational Sustainability: A Case Study of Three North Carolina Facilities
Shiskowski Biological nitrification and denitrification of high ammonia landfill leachate using pre denitrification and pre/post denitrification processes
JPS61287497A (ja) 嫌気性消化装置
DE19948197A1 (de) Verfahren zur Behandlung von Abwasser einer biologischen Kläranlage