RU2775470C1 - Method for determining the concentration of recycling sludge in a system for biological waste water treatment - Google Patents
Method for determining the concentration of recycling sludge in a system for biological waste water treatment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2775470C1 RU2775470C1 RU2021106181A RU2021106181A RU2775470C1 RU 2775470 C1 RU2775470 C1 RU 2775470C1 RU 2021106181 A RU2021106181 A RU 2021106181A RU 2021106181 A RU2021106181 A RU 2021106181A RU 2775470 C1 RU2775470 C1 RU 2775470C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sludge
- secondary clarifier
- clarifiers
- stream
- elements
- Prior art date
Links
- 239000010802 sludge Substances 0.000 title claims abstract description 70
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000010796 biological waste Substances 0.000 title abstract 5
- 238000004064 recycling Methods 0.000 title abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 38
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 8
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 7
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 9
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000003134 recirculating Effects 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 2
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000001131 transforming Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Способ относится к области водоотведения, а также способам определения концентраций взвешенных веществ после биологической очистки сточных вод на канализационных очистных сооружениях.The method relates to the field of water disposal, as well as methods for determining the concentration of suspended solids after biological wastewater treatment at sewage treatment plants.
К недостатку существующих способов расчета, например, по СП 32.13330.2018 «Канализация. Наружные сети и сооружения» или по учебному пособию «Глубокая очистка городских сточных вод» (авторы Б.Г. Мишуков, Е.А. Соловьева изд. 2014), относится то, что расчет вторичного отстойника осуществляется по параметрам очищенной сточной воды на его границах. Определяемые параметры при реализации таких способов являются в значительной степени усредненными величинами и не учитывают процессы, происходящие внутри. В тоже время концентрация ила в рециркуляционном потоке из середины вторичного отстойника оказывает сильное влияние на качество удаления загрязняющих веществ из сточных вод, а ее точное определение в указанных способах не является целью и выполняется условно. Поэтому применение этих методов не позволяет прогнозировать и управлять процессом очистки сточных вод.To the disadvantage of existing calculation methods, for example, according to SP 32.13330.2018 “Sewerage. External networks and structures ”or according to the textbook“ Deep treatment of urban wastewater ”(authors B.G. Mishukov, E.A. Solovieva ed. 2014), refers to the fact that the calculation of the secondary sump is carried out according to the parameters of treated wastewater at its boundaries . The parameters determined in the implementation of such methods are largely average values and do not take into account the processes occurring inside. At the same time, the concentration of sludge in the recirculation flow from the middle of the secondary clarifier has a strong influence on the quality of the removal of pollutants from wastewater, and its precise determination in these methods is not the goal and is performed conditionally. Therefore, the use of these methods does not allow predicting and managing the process of wastewater treatment.
Наиболее близким аналогом к заявляемому способу служит патент на изобретение RU №2656687, Система и способ для моделирования и расчета химико-технологических систем, G06N 7/00, G09B 25/02, опубл. 06.06.2018, Бюл. №16, включающий следующие шаги:The closest analogue to the claimed method is the patent for invention RU No. 2656687, System and method for modeling and calculating chemical-technological systems, G06N 7/00, G09B 25/02, publ. 06/06/2018, Bull. No. 16, including the following steps:
а) создание пользователем новой химико-технологической схемы или выбор и/или редактирование пользователем созданной или существующей химико-технологической схемы из набора химико-технологических схем посредством интерфейса ввода-вывода на клиентской стороне, сохраненных на сервере, где химико-технологическая схема описывает химико-технологическую систему, характеризующуюся, по крайней мере, одним химико-технологическим процессом, причем химико-технологическая схема состоит из модулей химико-технологической схемы, связанных входными и выходными потоками, и расчет аппаратов химико-технологической схемы выполняется расчетными модулями, реализованными в виде элементов Сервисной Шины Предприятия;a) creation by the user of a new chemical-technological scheme or selection and / or editing by the user of a created or existing chemical-technological scheme from a set of chemical-technological schemes through the input-output interface on the client side, stored on the server, where the chemical-technological scheme describes the chemical-technological scheme; a technological system characterized by at least one chemical-technological process, moreover, the chemical-technological scheme consists of modules of the chemical-technological scheme connected by input and output flows, and the calculation of the devices of the chemical-technological scheme is performed by calculation modules implemented as elements of the Service Tires Enterprises;
б) выбор и добавление модулей химико-технологической схемы в химико-технологическую схему и задание пользователем входных параметров химико-технологической схемы и/или параметров модулей химико-технологической схемы, включающих, по крайней мере, параметры входного потока и/или выходного потока для химико-технологической схемы, и/или параметры аппаратов химико-технологической схемы, и/или параметры для модулей химико-технологической схемы, и/или выбор расчетных модулей для модулей химико-технологической схемы;b) selecting and adding modules of the chemical flow diagram to the chemical flow diagram and specifying by the user the input parameters of the chemical flow diagram and / or parameters of the modules of the chemical flow diagram, including at least the parameters of the input stream and / or output stream for the chemical - technological scheme, and/or parameters of devices of the chemical-technological scheme, and/or parameters for modules of the chemical-technological scheme, and/or selection of calculation modules for modules of the chemical-technological scheme;
в) передача данных, полученных в пунктах а) и б) с описанием химико-технологической схемы на сервер в виде HTTP-запроса для расчета химико-технологической схемы;c) transferring the data obtained in paragraphs a) and b) with a description of the chemical-technological scheme to the server in the form of an HTTP request for calculating the chemical-technological scheme;
г) преобразование полученных со стороны пользователя данных на сервере в конфигурационное задание в формате Сервисной Шины Предприятия;d) transformation of the data received from the user on the server into a configuration task in the Enterprise Service Bus format;
д) проведение расчета посредством обработки Сервисной Шиной Предприятия конфигурационного задания, причем химико-технологические потоки представлены сообщениями Сервисной Шины Предприятия и модули химико-технологической схемы представлены элементами Сервисной Шины Предприятия;e) carrying out the calculation by processing the configuration task by the Service Bus of the Enterprise, wherein the chemical-technological flows are represented by messages of the Service Bus of the Enterprise and the modules of the chemical-technological scheme are represented by elements of the Service Bus of the Enterprise;
е) отправка результатов расчета химико-технологической схемы на клиентскую сторону в виде HTTP-ответа.f) sending the results of the calculation of the chemical-technological scheme to the client side in the form of an HTTP response.
Имеется вариант развития, когда задаваемые параметры модулей химико-технологической схемы включают задание, по крайней мере, одного входного потока модуля химико-технологической схемы.There is a development option when the parameters of the modules of the chemical-technological scheme include the task of at least one input stream of the module of the chemical-technological scheme.
Имеется вариант развития, когда модулю химико-технологической схемы соответствует, по крайней мере, один расчетный модуль химико-технологической схемы, выполненный в виде программного модуля, реализованного на языке программирования.There is a development option, when at least one calculation module of the chemical-technological scheme corresponds to the module of the chemical-technological scheme, made in the form of a software module implemented in a programming language.
Имеется вариант развития, когда расчетные модули создаются пользователем на языке Сервисной Шины Предприятия в дополнение к ранее созданным расчетным модулям.There is a development option when the calculation modules are created by the user in the language of the Enterprise Service Bus in addition to the previously created calculation modules.
Имеется вариант развития, когда модули химико-технологической схемы преобразуют входящие потоки в выходящие потоки аппаратов.There is a development option when the modules of the chemical-technological scheme convert the incoming streams into the outgoing streams of the apparatus.
Имеется вариант развития, когда интерфейс пользователя является веб-интерфейсомThere is a development option when the user interface is a web interface
Имеется вариант развития, когда расчетные модули преобразуются на сервере в элементы Сервисной Шины Предприятия.There is a development option when the calculation modules are converted on the server into elements of the Enterprise Service Bus.
Имеется вариант развития, когда характеристики потоков химико-технологической схемы моделируются сообщениями Сервисной Шины Предприятия, которые включают химико-технологические параметры потоков, такие как: давление; температуру; расход, концентрации химических элементов.There is a development option when the characteristics of the flows of the chemical-technological scheme are modeled by the messages of the Enterprise Service Bus, which include the chemical-technological parameters of the flows, such as: pressure; temperature; consumption, concentration of chemical elements.
Имеется вариант развития, когда Сервисная Шина Предприятия может быть построена с использованием фреймворка для интеграции корпоративных приложений «Spring Integration» основанном на ядре «SpringFramework».There is a development option when the Enterprise Service Bus can be built using the Spring Integration framework for integrating enterprise applications based on the SpringFramework core.
Имеется вариант развития, когда описание химико-технологической схемы включено в конфигурационный файл, представленный в формате сохранения данных, например XML.There is a development option when the description of the chemical-technological scheme is included in the configuration file, presented in a data saving format, such as XML.
Имеется вариант развития, когда после окончания расчета химико-технологической схемы результаты расчета добавляются в конфигурационный файл в виде свойств элементов Сервисной Шины Предприятия.There is a development option when, after the completion of the calculation of the chemical-technological scheme, the results of the calculation are added to the configuration file in the form of properties of the elements of the Service Bus of the Enterprise.
Имеется вариант развития, когда конфигурационный файл сохраняется на сервере и может быть запрошен пользователем для восстановления исходной химико-технологической схемы.There is a development option when the configuration file is stored on the server and can be requested by the user to restore the original chemical-technological scheme.
Имеется вариант развития, когда описание химико-технологической схемы включает упрощенное описание модулей химико-технологической схемы, позволяющее производить быстрый расчет химико-технологической схемы.There is a development option when the description of the chemical-technological scheme includes a simplified description of the modules of the chemical-technological scheme, allowing for a quick calculation of the chemical-technological scheme.
Имеется вариант развития, когда конфигурационный файл сохраняется в базе данных.There is a development option when the configuration file is stored in the database.
Имеется вариант развития, когда расчетные модули подключаются к серверу для расчета, по крайней мере, одного модуля химико-технологической схемы.There is a development option when the calculation modules are connected to the server to calculate at least one module of the chemical-technological scheme.
Имеется вариант развития, когда модули химико-технологической схемы могут быть скомпонованы в цепочки модулей химико-технологической схемы, описывающих, по крайней мере, один аппарат, причем такая цепочка рассчитывается, по крайней мере, одним выбранным для нее расчетным модулем.There is a development option when the modules of a chemical-technological scheme can be arranged into chains of modules of a chemical-technological scheme that describe at least one apparatus, and such a chain is calculated by at least one calculation module selected for it.
Имеется вариант развития, когда цепочка модулей химико-технологической схемы сохраняется на сервере отдельно от химико-технологической схемы в виде блока химико-технологической схемы или модуля химико-технологической схемы.There is a development option when the chain of modules of the chemical-technological scheme is stored on the server separately from the chemical-technological scheme in the form of a block of a chemical-technological scheme or a module of a chemical-technological scheme.
Имеется вариант развития, когда цепочка модулей химико-технологической схемы может быть добавлена в химико-технологическую схему в виде блока модулей химико-технологической схемы или модуля химико-технологической схемы.There is a development option where a chain of chemo-technological circuit modules can be added to a chemo-technological circuit as a block of chemo-technological circuit modules or a chemo-technological circuit module.
Имеется вариант развития, когда рассчитанные на сервере характеристики цепочки модулей химико-технологической схемы, включая входные, выходные и промежуточные потоки и их характеристики, хранятся вместе с цепочкой модулей и используются для расчета химико-технологической схемы, в которую такая цепочка модулей химико-технологической схемы была добавлена.There is a development option when the characteristics of the chain of modules of the chemical-technological scheme calculated on the server, including input, output and intermediate flows and their characteristics, are stored together with the chain of modules and are used to calculate the chemical-technological scheme into which such a chain of modules of the chemical-technological scheme has been added.
Имеется вариант развития, когда модулю химико-технологической схемы сопоставляется элемент Сервисной Шины Предприятия, при помощи которого на сервере выполняется расчет данного модуля химико-технологической схемы.There is a development option when the element of the Service Bus of the Enterprise is associated with the module of the chemical-technological scheme, with the help of which the calculation of this module of the chemical-technological scheme is performed on the server.
Имеется вариант развития, когда расчет модуля химико-технологической схемы проводится на разных серверах, в зависимости от настроек Сервисной Шины Предприятия.There is a development option when the calculation of the module of the chemical-technological scheme is carried out on different servers, depending on the settings of the Enterprise Service Bus.
Для указанного способа характерна ограниченная область применения, поскольку он позволяет осуществлять только моделирование и расчет схемы по конфигурационному заданию (без разработки модели всей системы) путем применения расчетных модулей, преобразующих входящие потоки в выходящие потоки элементов и цепочек элементов схемы. По этой причине известными являются только входные и выходные потоки, характеризующиеся, по меньшей мере, расходами и концентрациями веществ. При этом значения параметров внутри каждого элемента остаются неизвестными. Для некоторых технологических процессов это является существенным ограничением. В частности, для технологических схем биологической очистки сточных вод, в которых автоматизированное управление осуществляется по алгоритмам, предусматривающим поддержание на требуемом уровне концентраций веществ не только на выходе, но и внутри элементов. Для этого их необходимо не только измерять, но и прогнозировать. Например, при определении концентрации рециркулирующего ила, откачиваемого из вторичных отстойников, где она зависит от ее расхода, а также расхода и концентрации потока на выходе. С применением известного способа концентрацию рециркулирующего ила определить невозможно.This method is characterized by a limited scope, since it allows only modeling and calculation of the circuit according to the configuration task (without developing a model of the entire system) by using calculation modules that convert incoming flows into outgoing flows of elements and chains of circuit elements. For this reason, only inlet and outlet flows are known, characterized at least by flow rates and substance concentrations. In this case, the values of the parameters inside each element remain unknown. For some technological processes, this is a significant limitation. In particular, for technological schemes of biological wastewater treatment, in which automated control is carried out according to algorithms that provide for maintaining the concentration of substances at the required level not only at the outlet, but also inside the elements. To do this, they must not only be measured, but also predicted. For example, when determining the concentration of recirculating sludge pumped out of secondary clarifiers, where it depends on its flow rate, as well as the flow rate and concentration of the outlet stream. Using the known method, the concentration of recirculating sludge cannot be determined.
Задачей настоящего изобретения является расширение области применения известного способа.The objective of the present invention is to expand the scope of the known method.
Поставленная задача решена так, что в известном способе, включающем, по меньшей мере, следующие шаги:The problem is solved so that in a known way, including at least the following steps:
а) создание новой схемы или редактирование созданной, или существующей схемы, описывающей систему, причем схема состоит из элементов схемы и цепочек элементов схемы, связанных входными и выходными потоками, характеризующимися, по меньшей мере, расходами и концентрациями веществ, и расчет элементов и цепочек элементов схемы выполняется соответственно расчетными модулями элементов и расчетными модулями цепочек элементов схемы,a) creating a new scheme or editing a created or existing scheme describing the system, and the scheme consists of elements of the scheme and chains of elements of the scheme, connected by input and output flows, characterized by at least the flow rates and concentrations of substances, and the calculation of elements and chains of elements the scheme is performed by the design modules of the elements and the design modules of the chains of the circuit elements, respectively,
б) задание входных параметров схемы и/или измеряемых параметров элементов схемы и цепочек элементов схемы, выбор расчетных модулей для элементов схемы и цепочек элементов схемы,b) setting the input parameters of the circuit and / or measured parameters of circuit elements and chains of circuit elements, the choice of calculation modules for circuit elements and chains of circuit elements,
в) проведение расчетов с использованием данных, полученных в пунктах а) и б),c) carrying out calculations using the data obtained in paragraphs a) and b),
г) представление результатов расчетов,d) presentation of calculation results,
в соответствии с настоящим изобретением:according to the present invention:
в качестве системы принимают систему биологической очистки сточных вод,as a system, a biological wastewater treatment system is adopted,
в качестве схемы принимают технологическую схему системы биологической очистки сточных вод,as a scheme, a technological scheme of a biological wastewater treatment system is taken,
в качестве элементов схемы принимают, по меньшей мере, аэротенк/аэротенки, вторичный отстойник/отстойники, имеющие в плане круглую форму, выполненные так, что выходной поток из аэротенка/аэротенков является входным потоком вторичного отстойника/отстойников насосную станцию циркуляции активного ила, при этом, выходной поток вторичного отстойника/отстойников разделяют на первый и второй выходные потоки, при этом at least an aerotank/aerotanks, a secondary settling tank/settlers are taken as elements of the circuit, having a circular shape in plan, made so that the output stream from the aerotank/aerotanks is the input stream of the secondary settler/settlers activated sludge circulation pumping station, while the output stream of the secondary clarifier / clarifiers is divided into the first and second output streams, while
выполняют декомпозицию вторичного отстойника/отстойников на совокупность концентрически расположенных и подэлементов, имеющих первый и второй выходные потоки, n≥1, и расположенных по ходу движения входного потока от центра во все стороны в радиальном направлении, так, чтоperform decomposition of the secondary clarifier/clarifiers into a set of concentrically located and sub-elements having the first and second output flows, n≥1, and located along the inlet flow from the center in all directions in the radial direction, so that
первый выходной поток (i-1)-го подэлемента является входным потоком i-го подэлемента, i=1, 2, …, n, first output stream of (i-1)th subelement is the input stream of the i-th subelement, i=1, 2, …, n,
первый подэлемент вторичного отстойника/отстойников соединен с входным потоком вторичного отстойника/отстойников, а последний подэлемент вторичного отстойника/отстойников - с первым выходным потоком вторичного отстойника/отстойников,the first sub-element of the secondary clarifier / clarifiers is connected to the inlet stream of the secondary clarifier / clarifiers, and the last sub-element of the secondary clarifier / clarifiers is connected to the first output stream of the secondary clarifier / clarifiers,
вторые выходные потоки каждого подэлемента соединены с вторым выходным потоком вторичного отстойника/отстойников, являющимся входным потоком насосной станции циркуляции активного ила,the second output streams of each sub-element are connected to the second output stream of the secondary clarifier/settlers, which is the input stream of the activated sludge circulation pumping station,
в качестве концентраций веществ принимают концентрации ила.sludge concentrations are taken as concentrations of substances.
Кроме того:Besides:
в качестве задаваемых параметров вторичного отстойника/отстойников принимаютas set parameters of the secondary clarifier/clarifiers take
габаритные размеры, как минимум радиус вторичного отстойника Rмакс и глубину Hотс отстойника,overall dimensions, at least the radius of the secondary clarifier R max and the depth H c of the clarifier,
концентрацию ила во входящем потоке вторичного отстойника/отстойников Х0, равной концентрации ила в выходном потоке аэротенка/аэротенков,the concentration of sludge in the inlet stream of the secondary clarifier / clarifiers X 0 equal to the concentration of sludge in the outlet stream of the aerotank / aerotanks,
расходы первого QI и второго QII выходных потоков вторичного отстойника/отстойников,costs of the first Q I and the second Q II of the output streams of the secondary clarifier / clarifiers,
в качестве задаваемых параметров цепочек подэлементов вторичного отстойника принимают, внутренний ti и наружный ri+1 радиус, r1=dR, ri+1=ri+dR, а rn=Rмакс, где а i=1, 2, …, n,as the set parameters of the chains of subelements of the secondary clarifier, internal t i and external r i+1 radius are taken, r 1 =dR, r i+1 =r i +dR, and r n =R max , where and i=1, 2, …, n,
среднюю скорость осаждения ила во вторичном отстойнике/отстойниках uсp,average sedimentation rate of sludge in the secondary clarifier/clarifiers u cp ,
функцию распределения гидравлической крупности ила во входном потоке вторичного отстойника,distribution function hydraulic size of sludge in the inlet stream of the secondary clarifier,
в качестве расчетного модуля цепочек элементов схемы применяют модуль/модули, выполненный/выполненные с возможностью определенияas the calculation module of chains of circuit elements, a module / modules is used, made / made with the ability to determine
массового расхода ила Mвх во входном потоке вторичного отстойника/ отстойников,mass flow rate of sludge Min in the inlet stream of the secondary clarifier / clarifiers,
расходов первого и второго выходного потоков концентрических подэлементов вторичного отстойника/отстойников, при этом и first and second outlet flows of concentric sub-elements of the secondary clarifier/clarifiers, while and
скоростей движения в первых выходных потоках в i-ом подэлементе с векторами, направленными горизонтально от центра вторичного отстойника/отстойников во все стороны в радиальном направлении и скоростей движения во вторых выходных потоках в i-ом подэлементе с векторами, направленными вертикально вниз,movement speeds in the first output streams in the i-th subelement with vectors directed horizontally from the center of the secondary clarifier / clarifiers in all directions in the radial direction and movement speeds in the second output streams in the i-th subelement with vectors directed vertically down,
скоростей осаждения i-ой фракции ила, оседающей в i-ом подэлементе вторичного отстойника settling rates of the i-th sludge fraction settling in the i-th subelement of the secondary clarifier
массового расхода ила в первом и втором выходных потоках i-го подэлемента вторичного отстойника,mass flow of sludge in the first and second output streams of the i-th subelement of the secondary clarifier,
массового расхода ила в первом и втором выходных потоках вторичного отстойника, определяемых, как и mass flow of sludge in the first and second outlet streams of the secondary clarifier, defined as and
концентраций ила в первом XI и втором XII выходном потоке вторичного отстойника.sludge concentrations in the first X I and second X II outlet stream of the secondary clarifier.
Отличительными признаками заявленного Способа определения концентрации рецеркулирующего ила в системе биологической очистки сточных вод являются:Distinctive features of the claimed Method for determining the concentration of recycled sludge in a biological wastewater treatment system are:
1. Выбор в качестве системы биологической очистки сточных вод;1. Choice as a biological wastewater treatment system;
2. Выбор в качестве схемы технологической схемы системы биологической очистки сточных вод;2. Choice as a scheme of the technological scheme of the biological wastewater treatment system;
3. Принятие в качестве элементов схемы, по меньшей мере, аэротенк/аэротенки, вторичный отстойник/отстойники, имеющие в плане круглую форму, выполненные так, что выходной поток из аэротенка/аэротенков является входным потоком вторичного отстойника/отстойников, насосную станцию циркуляции активного ила;3. Adoption as circuit elements of at least an aerotank/aerotanks, a secondary settling tank/settlers having a circular shape in plan, made so that the outlet stream from the aerotank/aerotanks is the input stream of the secondary settling tank/settlers, an activated sludge circulation pumping station ;
4. Разделение выходного потока вторичного отстойника/отстойников на первый и второй выходные потоки;4. Separation of the output stream of the secondary clarifier/clarifiers into the first and second output streams;
5. Выполнение декомпозиции вторичного отстойника/отстойников на совокупность концентрически расположенных подэлементов имеющих первый и второй выходные потоки и расположенных по ходу движения входного потока от центра во все стороны в радиальном направлении;5. Performing the decomposition of the secondary clarifier/clarifiers into a set of concentrically arranged sub-elements having the first and second output flows and located along the inlet flow from the center in all directions in the radial direction;
6. Соединение первого выходного потока i-1-го подэлемента с входным потоком i-го подэлемента;6. Connection of the first output stream of the i-1st subelement with the input stream of the i-th subelement;
7. Соединение первого подэлемента вторичного отстойника/отстойников с входным потоком вторичного отстойника/отстойников;7. Connecting the first sub-element of the secondary clarifier(s) to the inlet stream of the secondary clarifier(s);
8. Соединение последнего подэлемента вторичного отстойника/отстойников с первым выходным потоком вторичного отстойника/отстойников;8. Connecting the last sub-element of the secondary clarifier(s) to the first outlet stream of the secondary clarifier(s);
9. Соединение вторых выходных потоков каждого подэлемента вторичного отстойника/отстойников с вторым выходным потоком вторичного отстойника/отстойников;9. Connecting the second output streams of each sub-element of the secondary settler/settlers with the second output stream of the secondary settler/settlers;
10. Соединение второго выходного потока вторичного отстойника/отстойников с входным потоком насосной станции циркуляции активного ила;10. Connection of the second outlet stream of the secondary clarifier/clarifiers with the inlet stream of the activated sludge circulation pumping station;
11. Выбор в качестве концентраций веществ концентрации ила;11. Selection of sludge concentrations as concentrations of substances;
12. Дополнительный выбор в качестве задаваемых параметров вторичного отстойника/отстойников габаритных размеров, как минимум радиуса вторичного отстойника Rмакс и его глубины Нотс;12. Additional choice as parameters of the secondary settling tank/settlers of overall dimensions, at least the radius of the secondary settling tank R max and its depth H ots ;
13. Дополнительный выбор в качестве задаваемого параметра вторичного отстойника/отстойников концентрации ила во входящем потоке вторичного отстойника/отстойников;13. Additional selection as a setting parameter for the secondary clarifier/clarifiers of the concentration of sludge in the incoming stream of the secondary clarifier/clarifiers;
14. Дополнительный выбор в качестве задаваемого параметра вторичного отстойника/отстойников расходов первого и второго выходных потоков вторичного отстойника/отстойников;14. Additional choice as a parameter of the secondary clarifier/clarifiers of the first and second output streams of the secondary clarifier/clarifiers;
15. Дополнительный выбор в качестве задаваемого параметра цепочек подэлементов вторичного отстойника внутреннего и наружного радиуса подэлемента вторичного отстойника;15. Additional choice as a set parameter of chains of sub-elements of the secondary clarifier of the inner and outer radius of the sub-element of the secondary clarifier;
16. Дополнительный выбор в качестве задаваемого параметра средней скорости осаждения ила во вторичном отстойнике/отстойниках;16. Additional choice as a set parameter of the average sedimentation rate of sludge in the secondary clarifier / clarifiers;
17. Дополнительный выбор в качестве задаваемого параметра функции распределения гидравлической крупности ила,17. Additional choice as a set parameter of the distribution function of the hydraulic size of the sludge,
18. Применение в качестве расчетного модуля цепочек элементов схемы модуля/модулей, массового расхода ила входном потоке вторичного отстойника/отстойников;18. Application as a calculation module of chains of elements of the circuit of the module / modules, mass flow or inlet stream of the secondary clarifier / clarifiers;
19. Применение в качестве расчетного модуля цепочек элементов схемы модуля/модулей, выполненного/выполненных с возможностью определения расходов первого и второго выходного потоков концентрических подэлементов вторичного отстойника/отстойников;19. Application as a calculation module of chains of elements of the scheme of the module/modules, made/made with the ability to determine the flow rates of the first and second output streams of the concentric sub-elements of the secondary clarifier/clarifiers;
20. Применение в качестве расчетного модуля цепочек элементов схемы модуля/модулей, выполненного/выполненных с возможностью определения скоростей движения в первых выходных потоках в подэлементах вторичного отстойника с векторами, направленными горизонтально от центра вторичного отстойника/отстойников во все стороны в радиальном направлении и вторых выходных потоках с векторами, направленными вертикально вниз;20. Application as a calculation module of chains of elements of the circuit of a module / modules, made / made with the possibility of determining the speeds of movement in the first output streams in the subelements of the secondary clarifier with vectors directed horizontally from the center of the secondary clarifier / clarifiers in all directions in the radial direction and the second output streams with vectors directed vertically down;
21. Применение в качестве расчетного модуля цепочек элементов схемы модуля/модулей, выполненного/выполненных с возможностью определения скоростей осаждения фракции ила, оседающей в каждом подэлементе вторичного отстойника;21. Application as a calculation module of chains of elements of the circuit of the module/modules, made/made with the ability to determine the settling rates of the silt fraction settling in each sub-element of the secondary clarifier;
22. Применение в качестве расчетного модуля цепочек элементов схемы моду ля/моду лей, выполненного/выполненных с возможностью определения массового расхода ила в первом и втором выходных потоках каждого подэлемента вторичного отстойника;22. Application as a calculation module of chains of elements of the circuit of the module / modules, made / made with the ability to determine the mass flow rate of sludge in the first and second output streams of each sub-element of the secondary clarifier;
23. Применение в качестве расчетного модуля модуля/модулей, выполненного/выполненных с возможностью определения массового расхода ила в первом и втором выходных потоках вторичного отстойника,23. Use as a calculation module of a module / modules made / made with the ability to determine the mass flow rate of sludge in the first and second output streams of the secondary clarifier,
24. Применение в качестве расчетного модуля модуля/модулей, выполненного/выполненных с возможностью определения концентраций ила в первом и втором выходном потоке вторичного отстойника.24. Use as a calculation module of a module/modules made/made with the ability to determine the concentration of sludge in the first and second outlet stream of the secondary clarifier.
По сведениям, имеющимся у авторов, отличительный признак №1, 2, 3, 4, в технической литературе известен, а остальные - нет, что отвечает условию патентоспособности «новизна».According to the information available to the authors, the distinguishing feature No. 1, 2, 3, 4 is known in the technical literature, while the rest are not, which meets the condition of patentability "novelty".
Совместное применение в заявляемом устройстве указанных отличительных признаков позволяет получить положительный эффект, который заключается в том, что расширяется область применения известного способа, т.к. он может быть применен для определения параметров технологического процесса очистки сточных вод с учетом изменения характеристик сточной воды по ходу движения потоков во вторичном отстойнике/отстойниках. Это достигается благодаря наличию отличительных признаков №1-24, т.к. в результате применения настоящего изобретения появляется возможность определять характеристики очищенной воды и рециркулиющего потока в процессе очистки сточных вод за счет учета изменения параметров потока при осаждении ила во всех элементах вторичного отстойника/отстойников.The combined use in the claimed device of these distinctive features allows you to get a positive effect, which is that the scope of the known method is expanding, tk. it can be used to determine the parameters of the technological process of wastewater treatment, taking into account changes in the characteristics of wastewater along the flow of flows in the secondary clarifier/clarifiers. This is achieved due to the presence of distinguishing features No. 1-24, tk. as a result of the application of the present invention, it becomes possible to characterize the treated water and the recirculating flow in the wastewater treatment process by taking into account the change in flow parameters during the deposition of sludge in all elements of the secondary clarifier/clarifiers.
Предлагаемый авторами способ отличается от прототипа.The method proposed by the authors differs from the prototype.
На фиг. 1 представлен пример схемы технологического процесса.In FIG. 1 shows an example of a process flow diagram.
На фиг. 2 представлен пример варианта задания параметров схемы.In FIG. 2 shows an example of a variant of setting the circuit parameters.
На фиг. 3 представлена схема подэлементов вторичного отстойника с определяемыми параметрами.In FIG. 3 shows a diagram of the sub-elements of the secondary clarifier with defined parameters.
На фиг. 4 представлен пример варианта результатов определения концентрации рециркулирующего ила.In FIG. 4 shows an example of a variant of the results of determining the concentration of recycled sludge.
Осуществление изобретения.Implementation of the invention.
На этапе а) создают новую схему (фиг. 1) или редактируют созданную, или существующую схемы, описывающую систему, причем схема состоит из элементов схемы и цепочек элементов схемы, связанных входными и выходными потоками, характеризующимися, по меньшей мере, расходами и концентрациями веществ.At step a) create a new scheme (Fig. 1) or edit the created or existing scheme that describes the system, and the scheme consists of circuit elements and chains of circuit elements connected by input and output flows, characterized at least by flow rates and concentrations of substances .
При этом:Wherein:
- в качестве системы принимают систему биологической очистки сточных вод;- as a system take a system of biological wastewater treatment;
- в качестве схемы принимают технологическую схему системы биологической очистки сточных вод, см. фиг. 1;- as a scheme, a technological scheme of a biological wastewater treatment system is taken, see FIG. one;
- в качестве элементов схемы принимают, по меньшей мере, аэротенк/аэротенки 1, вторичный отстойник/отстойники 2, имеющие в плане круглую форму, при этом- at least the aerotank/
- поток 3 является выходным потоком из аэротенка/аэротенков 1 и входным потоком вторичного отстойника/отстойников 2,-
- выходной поток вторичного отстойника/отстойников 2 разделяют на первый 4 и второй 5 выходные потоки вторичного отстойника/отстойников;- the output stream of the secondary settler/
- второй выходной поток 5 вторичного отстойника/отстойников является входным потоком насосной станции циркуляции активного ила 6.- the
В соответствии с настоящим изобретением допускаются различные варианты использования второго выходного потока 5 вторичного отстойника/отстойников, например, когда насосная станция циркуляции активного ила 6 по напорным трубопроводам 7 и 8 подает активный ил в разные точки аэротенка/аэротенков 1 и/или по напорным трубопроводам 7 и 9 - подавать ил на обработку.In accordance with the present invention, various options for using the
На этапе б) задаются входными параметрами схемы и/или измеряемыми параметрами элементов схемы и цепочек элементов схемы, осуществляют выбор расчетных модулей для элементов схемы и цепочек элементов схемы.At step b), the input parameters of the circuit and/or the measured parameters of the circuit elements and chains of circuit elements are set, the calculation modules for the circuit elements and chains of circuit elements are selected.
При этом (фиг. 2):In this case (Fig. 2):
в качестве концентраций веществ принимают концентрацию ила, которая, например, может быть определена по результатам эксперимента или при помощи датчиков, принцип действия которых базируется на комбинированном методе поглощения рассеянного инфракрасного света или любым другим известным способом;as the concentration of substances, the concentration of sludge is taken, which, for example, can be determined by the results of an experiment or using sensors, the principle of operation of which is based on the combined method of absorption of scattered infrared light or by any other known method;
концентрацию ила Х0 во входящем потоке 3 вторичного отстойника/отстойников 2 принимают равной концентрации ила в выходном потоке аэротенка/аэротенков 1, которая может быть определена по результатам эксперимента или при помощи датчиков, принцип действия которых базируется на комбинированном методе поглощения рассеянного инфракрасного света или любым другим известным способом;the concentration of sludge X 0 in the
принимают габаритные размеры, как минимум радиус Rмакс вторичного отстойника/отстойников 2 и глубину Нотс, которые могут быть определены из проектно-сметной документации, например Rмакс = 9 м и Hотс = 3,7 м;take overall dimensions, at least the radius R max of the secondary clarifier/
принимают расходы первого QI и второго QII выходных потоков вторичного отстойника/отстойников 2, которые могут быть определены из проектно-сметной документации или на этапе пуско-наладочных работ, например QI=187,5 м3/ч и QII=190 м3/ч, take the costs of the first Q I and second Q II output streams of the secondary clarifier/
в качестве параметров цепочек подэлементов вторичного отстойника/отстойников 2 принимают, внутренний ri и наружный ri+1 радиус, r1=dR, ri+1=ri+dR, a rn=Rмакс, где a i=1, 2, …, n, например n=9, dR=1 м;as the parameters of the chains of sub-elements of the secondary clarifier/
принимают среднюю скорость uсp осаждения ила во вторичном отстойнике/отстойниках 2, которая может быть определена любым известным способом, например по результатам экспериментального исследования седиментационных свойств ила;take the average speed u cp sedimentation of sludge in the secondary clarifier/
принимают функцию распределения гидравлической крупности ила, например по результатам экспериментального исследования седиментационных свойств ила.take a distribution function hydraulic fineness of sludge, for example, according to the results of an experimental study of the sedimentation properties of sludge.
На этапе в) с использованием данных, полученных в пунктах а) и б), проводят расчет элементов и цепочек элементов схемы расчетными модулями элементов и расчетными модулями цепочек элементов схемы.At stage c), using the data obtained in paragraphs a) and b), the elements and chains of circuit elements are calculated by the calculation modules of the elements and the calculation modules of the circuit element chains.
При этом (фиг. 3):In this case (Fig. 3):
- выполняют декомпозицию вторичного отстойника/отстойников 2 на совокупность концентрически расположенных n подэлементов 10, 11, … 18, n≥1, расположенных по ходу движения входного потока 3 от центра во все стороны в радиальном направлении, так, что:- perform decomposition of the secondary clarifier/
- первый выходной поток 19 1-го подэлемента вторичного отстойника/отстойников 10 является входным потоком 2-го подэлемента вторичного отстойника/отстойников 11, первый выходной поток 20 2-го подэлемента вторичного отстойника/отстойников 11 является входным потоком 3-го подэлемента вторичного отстойника/отстойников 12 и т.д., при этом - the
- первый подэлемент 10 вторичного отстойника/отстойников соединен с входным потоком вторичного отстойника/отстойников 3, а последний подэлемент 18 - с первым выходным потоком вторичного отстойника/отстойников 4;- the
- вторые выходные потоки 27, 28, …, 35 каждого подэлемента 10, 11, …, 18 соответственно соединены с вторым выходным потоком 5, являющимся входным потоком насосной станции циркуляции активного ила 6;- the second output streams 27, 28, ..., 35 of each sub-element 10, 11, ..., 18, respectively, are connected to the
В качестве расчетного модуля цепочек элементов схемы применяют модуль/модули, выполненный/выполненные с возможностью определения:As a design module for chains of circuit elements, a module / modules is used, made / made with the ability to determine:
- массового расхода ила во входном потоке вторичного отстойника/отстойников,- mass flow rate of sludge in the inlet stream of the secondary clarifier/clarifiers,
- расходов второго выходного потока концентрических подэлементов вторичного отстойника/отстойников (см. фиг 4, строка 37)- expenses of the second the outlet flow of the concentric sub-elements of the secondary clarifier/clarifiers (see FIG. 4, line 37)
при этом wherein
- расходов первого выходного потоков концентрических подэлементов вторичного отстойника/отстойников (см. фиг 4, строка 38)- expenses of the first the output streams of the concentric sub-elements of the secondary clarifier/clarifiers (see Fig. 4, line 38)
при этом wherein
- скоростей движения в i-ом подэлементе вторичного отстойника в первых выходных потоках с векторами, направленными горизонтально от центра вторичного отстойника/отстойников во все стороны в радиальном направлении (см. фиг 4, строка 39)- movement speeds in the i-th subelement of the secondary clarifier in the first output streams with vectors directed horizontally from the center of the secondary clarifier / clarifiers in all directions in the radial direction (see Fig. 4, line 39)
- скоростей движения в i-ом подэлементе вторичного отстойника во вторых выходных потоках с векторами, направленными вертикально вниз (см. фиг 4, строка 40)- movement speeds in the i-th subelement of the secondary clarifier in the second output streams with vectors directed vertically downwards (see Fig. 4, line 40)
- скоростей осаждения i-ой фракции ила, осевшей в i-ом подэлементе вторичного отстойника (см. фиг 4, строка 41)- sedimentation rates of the i-th fraction of sludge settled in the i-th subelement of the secondary clarifier (see Fig. 4, line 41)
- массового расхода ила во втором выходном потоке в i-ом подэлементе вторичного отстойника (см. фиг 4, строка 42)- mass flow of sludge in the second output stream in the i-th subelement of the secondary clarifier (see Fig. 4, line 42)
- массового расхода ила в первом выходном потоке в i-ом подэлементе вторичного отстойника (см. фиг 4, строка 43)- mass flow of sludge in the first output stream in the i-th subelement of the secondary clarifier (see Fig. 4, line 43)
- массового расхода ила в первом выходном потоке вторичного отстойника- mass flow of sludge in the first outlet stream of the secondary clarifier
- массового расхода ила в втором выходном потоке вторичного отстойника- mass flow of sludge in the second outlet stream of the secondary clarifier
- концентраций ила XI в первом выходном потоке вторичного отстойника- concentrations of sludge X I in the first outlet of the secondary clarifier
- концентраций ила во втором выходном потоке вторичного отстойника- sludge concentration in the second outlet stream of the secondary clarifier
На этапе г) представляют результаты расчетов,At stage d) present the results of calculations,
При этомWherein
- концентрации ила ХI в первом выходном потоке вторичного отстойника/отстойников принимают - the concentration of sludge X I in the first outlet stream of the secondary clarifier / clarifiers take
- концентраций ила ХII во втором выходном потоке вторичного отстойника/отстойников принимают- concentrations of sludge X II in the second outlet stream of the secondary clarifier / clarifiers are taken
Технический результат заключается в расширении области применения известного способа, позволяющем определять параметры выходных потоков с учетом процессов в аппаратах (устройствах), что позволяет повысить качество и надежность биологической очистки сточных вод.The technical result consists in expanding the scope of the known method, which makes it possible to determine the parameters of the output streams, taking into account the processes in the apparatuses (devices), which makes it possible to improve the quality and reliability of biological wastewater treatment.
Таким образом для предлагаемого способа характерна «промышленная применимость».Thus, the proposed method is characterized by "industrial applicability".
Claims (29)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2775470C1 true RU2775470C1 (en) | 2022-07-01 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1255586A1 (en) * | 1984-12-04 | 1986-09-07 | Тамбовский институт химического машиностроения | Apparatus for controlling waste water treatment process |
SU1491817A1 (en) * | 1987-12-09 | 1989-07-07 | Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса | Apparatus for automatic control of waste water biological cleaning process |
RU93054553A (en) * | 1993-12-06 | 1996-06-27 | В.С. Игнатчик | METHOD OF WASTEWATER TREATMENT |
CN103605859A (en) * | 2013-11-28 | 2014-02-26 | 浙江工业大学 | Optimum design method for secondary sedimentation tank of sewage treatment work |
CN106650296A (en) * | 2017-01-09 | 2017-05-10 | 浙江大学城市学院 | High-concentration sewage COD digestion model based on two-stage treatment and method |
RU2656687C1 (en) * | 2017-03-07 | 2018-06-06 | Александр Георгиевич Наринский | Chemical-technological systems simulation and calculation system and method |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1255586A1 (en) * | 1984-12-04 | 1986-09-07 | Тамбовский институт химического машиностроения | Apparatus for controlling waste water treatment process |
SU1491817A1 (en) * | 1987-12-09 | 1989-07-07 | Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса | Apparatus for automatic control of waste water biological cleaning process |
RU93054553A (en) * | 1993-12-06 | 1996-06-27 | В.С. Игнатчик | METHOD OF WASTEWATER TREATMENT |
CN103605859A (en) * | 2013-11-28 | 2014-02-26 | 浙江工业大学 | Optimum design method for secondary sedimentation tank of sewage treatment work |
CN106650296A (en) * | 2017-01-09 | 2017-05-10 | 浙江大学城市学院 | High-concentration sewage COD digestion model based on two-stage treatment and method |
RU2656687C1 (en) * | 2017-03-07 | 2018-06-06 | Александр Георгиевич Наринский | Chemical-technological systems simulation and calculation system and method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6422901B2 (en) | Management support system, management support method, and management support program | |
CN116116181B (en) | Model optimization-based waste gas and wastewater treatment method and device | |
Kroll et al. | Modelling real-time control of WWTP influent flow under data scarcity | |
Fattah et al. | Modeling of the coagulation system for treatment of real water rejects | |
Han et al. | An intelligent detecting system for permeability prediction of MBR | |
Tanudjaja et al. | Application of machine learning-based models to understand and predict critical flux of oil-in-water emulsion in crossflow microfiltration | |
RU2775470C1 (en) | Method for determining the concentration of recycling sludge in a system for biological waste water treatment | |
Kaneko et al. | Physical and statistical model for predicting a transmembrane pressure jump for a membrane bioreactor | |
RU2758854C1 (en) | Method for determining concentration of substances in biological wastewater treatment system | |
Sethulekshmi et al. | A unified modelling framework for type I (discrete) settling and rising of microplastics in primary sedimentation tanks | |
CN110357236A (en) | A kind of sewage plant wisdom control method based on mutation inverting water outlet prediction model | |
Manamperuma et al. | Multi-parameter based coagulant dosing control | |
Meighani et al. | Artificial intelligence vs. classical approaches: a new look at the prediction of flux decline in wastewater treatment | |
KR20140117959A (en) | Apparatus and method for provide of causative factors for stage of outflow water of wastewater treatment plant | |
Kaneko et al. | Visualization of models predicting transmembrane pressure jump for membrane bioreactor | |
Aizenchtadt et al. | Quality control of wastewater treatment: a new approach | |
JP4780946B2 (en) | Water treatment process operation support device, program and recording medium | |
JP6643086B2 (en) | Monitoring and control system using activated sludge method | |
JP6749254B2 (en) | Sewer system monitoring control device and sewer pump station operation control method | |
Olsson et al. | Plant-wide control: dream, necessity or reality? | |
US20130268601A1 (en) | Platform independent alert system | |
Kheimi et al. | Simulating wastewater treatment plants for heavy metals using machine learning models | |
Alardhi et al. | Artificial neural network and response surface methodology for modeling oil content in produced water from an Iraqi oil field | |
Rubio et al. | Qualitative trends for situation assessment in sbr wastewater treatment process | |
Mirsepassi | Application of intelligent system for water treatment plant operation |