RU2781049C2 - System for determination of substance concentration in aerotank - Google Patents
System for determination of substance concentration in aerotank Download PDFInfo
- Publication number
- RU2781049C2 RU2781049C2 RU2021102278A RU2021102278A RU2781049C2 RU 2781049 C2 RU2781049 C2 RU 2781049C2 RU 2021102278 A RU2021102278 A RU 2021102278A RU 2021102278 A RU2021102278 A RU 2021102278A RU 2781049 C2 RU2781049 C2 RU 2781049C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aerotank
- aerotanks
- output
- block
- wastewater
- Prior art date
Links
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 66
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims abstract description 79
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims abstract description 39
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 13
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 13
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 13
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 claims description 6
- 230000003134 recirculating Effects 0.000 claims description 6
- 238000005276 aerator Methods 0.000 claims description 4
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 3
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 23
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 10
- 150000003868 ammonium compounds Chemical class 0.000 description 8
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 238000005842 biochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000007374 clinical diagnostic method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 150000002826 nitrites Chemical class 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Система относится к области водоотведения, а также системам (устройствам) определения параметров процесса обработки сточных вод.The system belongs to the field of wastewater disposal, as well as systems (devices) for determining the parameters of the wastewater treatment process.
К недостатку существующих способов расчета и определения концентраций при биологической очистке сточных вод, например, по СП 32.13330.2018 «Канализация. Наружные сети и сооружения», относится то, что расчет аэротенка 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 изменение концентраций веществ в ходе процессов обработки сточных вод оказывает существенное влияние на скорости протекания реакций, а их учет в указанном способе выполняется условно, по усредненным показателям. Поэтому применение известных способов и систем определять концентрации веществ в объеме аэротенка и как следствие не позволяет прогнозировать течение процесса очистки сточных вод.To the disadvantage of existing methods for calculating and determining concentrations in biological wastewater treatment, for example, according to SP 32.13330.2018 “Sewerage. External networks and structures”, refers to the fact that the calculation of the aerotank 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 change in the concentrations of substances in the course of wastewater treatment processes has a significant impact on the reaction rates, and their accounting in this method is carried out conditionally, according to averaged indicators. Therefore, the use of known methods and systems to determine the concentration of substances in the volume of the aerotank and, as a result, does not allow predicting the course of the wastewater treatment process.
Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению служит Способ и система для обработки водных потоков (см. патент на изобретение RU 2627874 С2, опубл. 14.08.2017), включающая:The closest analogue to the claimed invention is the Method and system for processing water flows (see patent for invention RU 2627874 C2, publ. 08/14/2017), including:
- аэрационный реактор для нагревания и аэрирования стоков анаэробного ферментера, где нагревание и аэрирование стоков преобразует растворимый аммоний в газообразный аммиак;- an aeration reactor for heating and aerating the effluent from an anaerobic fermenter, where heating and aerating the effluent converts soluble ammonium into gaseous ammonia;
- первую дегазационную колонну для смешения регулируемого количества кислоты с газообразным аммиаком из аэрационного реактора;- the first degassing column for mixing a controlled amount of acid with gaseous ammonia from the aeration reactor;
- вторую дегазационную колонну для смешения регулируемого количества кислоты с непрореагировавшим газообразным аммиаком из первой дегазационной колонны;a second degassing column for mixing a controlled amount of acid with unreacted ammonia gas from the first degassing column;
- резервуар для сбора аммониевой соли, получаемой в результате реакции кислоты с газообразным аммиаком, в дегазационной колонне.- a tank for collecting ammonium salt, obtained as a result of the reaction of acid with gaseous ammonia, in a degassing column.
Кроме того:Besides:
- аэрационный реактор включает микроаэраторы для аэрирования стоков;- aeration reactor includes micro-aerators for aerating wastewater;
- дополнительно включает анаэробный ферментер для переработки отработанного волокнистого материала, где стоки от переработанного материала являются подаваемыми в аэрационный реактор;- further includes an anaerobic fermenter for processing spent fibrous material, where effluents from the processed material are supplied to the aeration reactor;
- дополнительно включает отстойную систему для осадка твердого вещества из стоков аэрационного реактора;- additionally includes a settling system for sedimentation of solid matter from the effluents of the aeration reactor;
- дегазационная колонна включает двухбашенную систему.- the degassing column includes a two-tower system.
Для указанной системы характерна ограниченная область применения, т.к. она рассчитана на решение только одной задачи извлечение получаемой аммониевой соли. А биологическая очистка сточных вод подразумевает удаление из сточных вод не только соединений аммония, но и удаление других вредных веществ, в том числе и продуктов окисления соединений аммония, таких как нитраты и нитриты. Удаление вредных веществ возможно различными способами, например с помощью реагентов, в тоже время наибольшее распространение получили биологические, а также комбинированные способы. Но применение указанных способов вызывает ряд сложностей в их осуществлении, таких как прогнозирование и современное реагирование на изменение условий обработки воды. С применением этой системы не представляется возможным определение содержания веществ и их концентраций в объеме аэротенка/аэротенков.This system is characterized by a limited scope, because it is designed to solve only one problem - the extraction of the resulting ammonium salt. And biological wastewater treatment involves the removal of not only ammonium compounds from wastewater, but also the removal of other harmful substances, including oxidation products of ammonium compounds, such as nitrates and nitrites. Removal of harmful substances is possible in various ways, for example, with the help of reagents, at the same time, biological, as well as combined methods, are most widely used. But the use of these methods causes a number of difficulties in their implementation, such as forecasting and modern response to changing water treatment conditions. Using this system, it is not possible to determine the content of substances and their concentrations in the volume of the aerotank/aerotanks.
По этим причине решение важной задачи по определению концентраций веществ в объеме аэротенка невозможно.For this reason, it is impossible to solve the important problem of determining the concentrations of substances in the volume of the aerotank.
Задачей настоящего изобретения является расширение области применения известной системы, поскольку совместное применение отличительных признаков позволит использовать новые функциональные возможности, а именно, повысить качество и надежность биологической очистки сточных вод за счет определения и прогнозирования таких параметров процесса в системе биологической очистки, как концентрации веществ в сточной воде и их изменение в процессе ее очистки.The objective of the present invention is to expand the scope of the known system, since the combined use of distinctive features will allow the use of new functionality, namely, to improve the quality and reliability of biological wastewater treatment by determining and predicting such process parameters in the biological treatment system as the concentration of substances in wastewater water and their change in the process of its purification.
Новым применением является определение и прогнозирование параметров процесса в системе биологической очистки, за счет чего достигается повышение качества и надежности биологической очистки сточных вод за счет определения концентраций веществ в системе биологической очистки.A new application is the determination and prediction of process parameters in a biological treatment system, thereby improving the quality and reliability of biological wastewater treatment by determining the concentrations of substances in the biological treatment system.
Поставленная задача решена так, что в известной системе, включающей по меньшей мере:The problem is solved so that in a known system, including at least:
аэрационный реактор для аэрирования стоков;aeration reactor for aerating wastewater;
микроаэраторы для аэрирования стоков;microaerators for aerating wastewater;
отстойную систему для осадка твердого вещества из стоков аэрационного реактора;a settling system for settling solids from the aeration reactor effluents;
в соответствии с настоящим изобретением:according to the present invention:
в качестве аэрационного реактора для аэрирования стоков, принимают аэротенк/аэротенки, имеющий входные и выходной потоки;as an aeration reactor for aerating effluents, an aerotank/aerotanks are taken, having input and output streams;
в качестве стоков, принимают сточную воду;as drains, accept waste water;
в качестве твердого вещества, осаждаемого из стоков, принимают ил;sludge is taken as a solid substance precipitated from wastewater;
в качестве отстойной системы для осадка твердого вещества из стоков аэрационного реактора принимают вторичный отстойник/отстойники имеющий входной и выходные потоки;as a settling system for sedimentation of solid matter from the effluents of the aeration reactor, a secondary settling tank/settling tanks having inlet and outlet flows is taken;
в качестве микроаэраторов для аэрирования стоков, принимают аэрационную установку.as micro-aerators for aerating wastewater, they take an aeration unit.
Кроме того, система дополнительно снабжена:In addition, the system is additionally equipped with:
модулем ввода характеристик аэротенка/аэротенков, включающим в себя блок ввода характеристик аэротенка/аэротенков и блок декомпозиции аэротенка/аэротенков;a module for entering the characteristics of the aerotank/aerotanks, which includes a block for entering the characteristics of the aerotank/aerotanks and a decomposition unit for the aerotank/aerotanks;
модулем анализа диагностируемых параметров, включающим в себя блок ввода параметров первого входного потока, выполненный с возможностью ввода фактических значений концентраций веществ и расходов сточных вод, поступающих на очистку и блок ввода параметров второго входного потока, выполненный с возможностью ввода фактических значений концентраций веществ и расходов рециркуляционного ила;a module for analyzing the diagnosed parameters, which includes a block for entering the parameters of the first input stream, configured to enter the actual values of the concentrations of substances and the flow rates of wastewater entering the treatment and a block for entering the parameters of the second input stream, configured to enter the actual values of the concentrations of substances and the flow rates of the recirculation silt;
блоком определения времени нахождения сточной воды в компонентах аэротенка/аэротенков;a block for determining the residence time of waste water in the components of the aerotank/aerotanks;
блоком ввода фактических значений расхода кислорода подаваемого в аэрационной установкой, выполненного с возможностью ввода фактических значений расхода кислорода, подаваемого аэрационной установкой в аэротенк/аэротенки;a unit for inputting the actual values of the flow rate of oxygen supplied to the aeration unit, configured to enter the actual values of the flow rate of oxygen supplied by the aeration unit to the aerotank/aerotanks;
блоком определения концентраций веществ в сточной воде в компонентах аэротенка/аэротенков;a unit for determining the concentrations of substances in waste water in the components of the aerotank/aerotanks;
блоком вывода результатов.output block.
При этом,Wherein,
в качестве концентраций веществ принимают концентрации растворенных и нерастворенных веществ;as concentrations of substances, the concentrations of dissolved and undissolved substances are taken;
выход блока ввода характеристик аэротенка/аэротенков со входом блока декомпозиции аэротенка/аэротенков;the output of the block for inputting the characteristics of the aerotank/aerotanks with the input of the decomposition unit of the aerotank/aerotanks;
выход блока ввода характеристик аэротенка/аэротенков и выход блока декомпозиции аэротенка/аэротенков соединены с выходом модуля ввода характеристик аэротенка/аэротенков;the output of the block for entering the characteristics of the aerotank/aerotanks and the output of the decomposition unit of the aerotank/aerotanks are connected to the output of the module for entering the characteristics of the aerotank/aerotanks;
выход блока ввода параметров первого входного потока и выход блока ввода параметров второго входного потока соединены с выходом модуля анализа диагностируемых параметров;the output of the parameter input block of the first input stream and the output of the parameter input block of the second input stream are connected to the output of the diagnostic parameters analysis module;
выход модуля ввода характеристик аэротенка/аэротенков и выход модуля анализа диагностируемых параметров соединены со входом блока определения времени нахождения сточной воды в компонентах аэротенка/аэротенков;the output of the module for inputting the characteristics of the aerotank/aerotanks and the output of the module for analyzing the diagnosed parameters are connected to the input of the unit for determining the residence time of waste water in the components of the aerotank/aerotanks;
выход блока определения времени нахождения сточной воды в компонентах аэротенка/аэротенков, выход модуля анализа диагностируемых параметров и выход блока ввода фактических значений расхода кислорода подаваемого в аэрационной установкой соединен со входом блока определения концентраций веществ в сточной воде в компонентах аэротенка/ аэротенков;the output of the block for determining the residence time of waste water in the components of the aerotank / aerotanks, the output of the module for analyzing the diagnosed parameters and the output of the block for inputting the actual values of the oxygen consumption supplied to the aeration unit is connected to the input of the block for determining the concentrations of substances in wastewater in the components of the aerotank / aerotanks;
выход блока определения концентраций веществ в сточной воде в компонентах аэротенка/аэротенков соединен со входом блока вывода результатов.the output of the unit for determining the concentrations of substances in waste water in the components of the aerotank/aerotanks is connected to the input of the results output unit.
Отличительными признаками заявляемой Системы определения концентрации веществ в аэрационной установке являются:Distinctive features of the claimed System for determining the concentration of substances in an aeration installation are:
1. Выбор в качестве аэрационного реактора для аэрирования стоков, аэротенка/аэротенков, имеющих входные и выходной потоки;1. Selection as an aeration reactor for aerating wastewater, an aerotank / aerotanks with inlet and outlet flows;
2. Выбор в качестве стоков, сточной воды;2. Choice as sewage, waste water;
3. Выбор в качестве твердого вещества, осаждаемого из стоков, ила;3. Choice of sludge as a solid substance deposited from wastewater;
4. Выбор в качестве отстойной системы для осадка твердого вещества из стоков аэрационного реактора вторичного отстойника/отстойников имеющего входной и выходные потоки;4. Selection as a settling system for settling solids from the aeration reactor effluents of the secondary settling tank/settling tanks having inlet and outlet flows;
5. Выбор в качестве микроаэраторов для аэрирования стоков, аэрационной установки;5. Selection as micro-aerators for aerating wastewater, aeration installation;
6. Дополнительное снабжение модулем ввода характеристик аэротенка/аэротенков;6. Additional supply with a module for entering the characteristics of the aerotank / aerotanks;
7. Включение в состав модуля ввода характеристик аэротенка/аэротенков блока ввода характеристик аэротенка/аэротенков;7. Inclusion in the module for entering the characteristics of the aerotank/aerotanks of the block for entering the characteristics of the aerotank/aerotanks;
8. Включение в состав модуля ввода характеристик аэротенка/аэротенков блока декомпозиции аэротенка/аэротенков;8. Inclusion in the module for entering the characteristics of the aerotank/aerotanks of the decomposition unit of the aerotank/aerotanks;
9. Дополнительное снабжение модулем анализа диагностируемых параметров;9. Additional supply with a diagnostics parameters analysis module;
10. Включение в состав модуля анализа диагностируемых параметров блока ввода параметров первого входного потока, выполненного с возможностью ввода фактических значений концентраций веществ и расходов сточных вод поступающих на очистку;10. Inclusion in the analysis module of the diagnosed parameters of the block for entering the parameters of the first input stream, made with the possibility of entering the actual values of the concentrations of substances and the flow rates of wastewater entering the treatment;
11. Включение в состав модуля анализа диагностируемых параметров блок ввода параметров второго входного потока, выполненного с возможностью ввода фактических значений концентраций веществ и расходов рециркуляционного ила;11. Inclusion in the analysis module of the diagnosed parameters of the block for entering the parameters of the second input stream, configured to enter the actual values of the concentrations of substances and the flow rate of the recirculating sludge;
12. Дополнительное снабжение блоком определения времени нахождения сточной воды в компонентах аэротенка/аэротенков;12. Additional supply with a block for determining the residence time of waste water in the components of the aerotank / aerotanks;
13. Дополнительное снабжение блоком ввода фактических значений расхода кислорода подаваемого в аэрационной установкой, выполненного с возможностью ввода фактических значений расхода кислорода, подаваемого аэрационной установкой в аэротенк/аэротенки;13. Additional supply with a block for entering the actual values of the oxygen flow rate supplied to the aeration unit, configured to enter the actual values of the oxygen flow rate supplied by the aeration unit to the aerotank/aerotanks;
14. Дополнительное снабжение блоком определения концентраций веществ в сточной воде в компонентах аэротенка/аэротенков;14. Additional supply with a block for determining the concentrations of substances in waste water in the components of the aerotank / aerotanks;
15. Дополнительное снабжение блоком вывода результатов;15. Additional supply with a block for outputting results;
16. Выбор в качестве концентраций веществ, концентрации растворенных и нерастворенных веществ;16. Choice as concentrations of substances, concentrations of dissolved and undissolved substances;
17. Соединение выхода блока ввода характеристик аэротенка/аэротенков со входом блока декомпозиции аэротенка/аэротенков;17. Connection of the output of the block for inputting the characteristics of the aerotank/aerotanks with the input of the decomposition unit of the aerotank/aerotanks;
18. Соединение выхода блока ввода характеристик аэротенка/аэротенков с выходом модуля ввода характеристик аэротенка/аэротенков;18. Connection of the output of the block for entering the characteristics of the aerotank/aerotanks with the output of the module for entering the characteristics of the aerotank/aerotanks;
19. Соединение выхода блока декомпозиции аэротенка/аэротенков с выходом модуля ввода характеристик аэротенка/аэротенков;19. Connection of the output of the aerotank/aerotanks decomposition block with the output of the module for entering the characteristics of the aerotank/aerotanks;
20. Соединение выхода блока ввода параметров первого входного потока с выходом модуля анализа диагностируемых параметров;20. Connecting the output of the parameter input block of the first input stream with the output of the diagnostic parameters analysis module;
21. Соединение выхода блока ввода параметров второго входного потока с выходом модуля анализа диагностируемых параметров;21. Connecting the output of the parameter input block of the second input stream with the output of the diagnostic parameters analysis module;
22. Соединение выхода модуля ввода характеристик аэротенка/аэротенков со входом блока определения времени нахождения сточной воды в компонентах аэротенка/аэротенков;22. Connecting the output of the module for entering the characteristics of the aerotank / aerotanks with the input of the block for determining the time spent by waste water in the components of the aerotank / aerotanks;
23. Соединение выхода модуля анализа диагностируемых параметров соединены со входом блока определения времени нахождения сточной воды в компонентах аэротенка/аэротенков;23. The connection of the output of the module for analyzing the diagnosed parameters is connected to the input of the block for determining the time spent by waste water in the components of the aerotank / aerotanks;
24. Соединение выхода блока определения времени нахождения сточной воды в компонентах аэротенка/аэротенков со входом блока определения концентраций веществ в сточной воде в компонентах аэротенка/аэротенков;24. Connecting the output of the unit for determining the residence time of waste water in the components of the aerotank / aerotanks with the input of the block for determining the concentrations of substances in wastewater in the components of the aerotank / aerotanks;
25. Соединение выхода модуля анализа диагностируемых параметров со входом блоком определения концентраций веществ в сточной воде в компонентах аэротенка/аэротенков;25. Connecting the output of the module for analyzing the diagnosed parameters with the input of the unit for determining the concentrations of substances in wastewater in the components of the aerotank/aerotanks;
26. Соединение выхода блока ввода фактических значений расхода кислорода подаваемого аэрационной установкой со входом блока определения концентраций веществ в сточной воде в компонентах аэротенка/аэротенков;26. Connecting the output of the block for input of the actual values of the oxygen consumption supplied by the aeration unit with the input of the block for determining the concentrations of substances in waste water in the components of the aerotank / aerotanks;
27. Соединение выхода блока определения концентраций веществ в сточной воде в компонентах аэротенка/аэротенков со входом блока вывода результатов.27. Connecting the output of the block for determining the concentrations of substances in wastewater in the components of the aerotank / aerotanks with the input of the block for outputting the results.
По сведениям, имеющимся у авторов, отличительные признаки №1, 2, 3, 4, 5 и 16 в технической литературе известны, а остальные - нет, что отвечает условию патентоспособности «новизна».According to the information available to the authors, the distinguishing features No. 1, 2, 3, 4, 5 and 16 are 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 новом применении системы. Т.к. определение концентраций в приточной сточной воде и в объеме аэротенка, с учетом времени нахождения воды в нем позволяет определять, прогнозировать и, как следствие, управлять процессом биологической очистки сточных вод. За счет этого повышается качество и надежность очистки сточных вод. Это достигается благодаря наличию отличительных признаков №1-27, т.к.:The combined use in the claimed device of these distinctive features allows you to get a positive effect, which is a new application of the system. Because determination of concentrations in the inflowing wastewater and in the volume of the aerotank, taking into account the time the water is in it, allows you to determine, predict and, as a result, control the process of biological wastewater treatment. This improves the quality and reliability of wastewater treatment. This is achieved due to the presence of distinctive features No. 1-27, because:
Предлагаемая авторами система отличается от прототипа конструктивно.The system proposed by the authors differs from the prototype structurally.
На фиг. 1 представлен вариант схема Системы определения концентрации веществ в аэрационной установке.In FIG. 1 shows a variant diagram of the System for determining the concentration of substances in an aeration installation.
На фиг. 2 представлен вариант определения скоростей окисления растворенных соединений аммония.In FIG. 2 shows a variant of determining the rates of oxidation of dissolved ammonium compounds.
На фиг. 3 представлен пример варианта результатов определения концентрации веществ в аэротенке/аэротенках.In FIG. 3 shows an example of a variant of the results of determining the concentration of substances in the aerotank/aerotanks.
Система содержит (см. фиг. 1) аэротенк/аэротенки 1, имеющий первый входной поток 2, по которому поступает сточная вода, второй входной поток 3, по которому поступает рециркуляционный ил и выходной поток 4, по которому движется сточная вода, прошедшая обработку в аэротенке/аэротенках.The system contains (see Fig. 1) aerotank /
Модуль 5 ввода характеристик аэротенка/аэротенков, содержащий:
блок 6 ввода характеристик аэротенка/аэротенков, в который вводятся характеристики аэротенка/аэротенков, как минимум его конструкция и габаритные размеры;a
блок 7 декомпозиции аэротенка/аэротенков.
Выход блока 6 ввода характеристик аэротенка/аэротенков по каналу связи 8 соединен с блоком 7 декомпозиции аэротенка/аэротенков.The output of the
Выход блока 6 ввода характеристик аэротенка/аэротенков соединен по каналу связи 9 и выход блока 7 декомпозиции аэротенка/аэротенков соединен по каналу связи 10 с выходом модуля 5 ввода характеристик аэротенка/аэротенков.The output of the
Выход модуля 5 ввода характеристик аэротенка/аэротенков по каналу связи 11 соединен со входом блока 12 определения времени нахождения сточной воды в компонентах аэротенка/аэротенков.The output of the
Выход блока 12 определения времени нахождения сточной воды в компонентах аэротенка/аэротенков по каналу связи 13 соединен со входом блока 14 определения концентраций веществ в сточной воде в компонентах аэротенка/аэротенков.The output of
Модуль 15 анализа диагностируемых параметров, содержащий:
блок 16 ввода параметров первого входного потока 2, в который вводятся, как минимум фактические значения концентраций веществ и расходов сточных вод, поступающих на очистку;
блок 17 ввода параметров второго входного потока 3, в который вводятся, как минимум фактические значения концентраций веществ и расходов рециркуляционного ила.
Выходы блока 16 ввода параметров первого входного потока по каналу связи 18 и блока 17 ввода параметров второго входного потока по каналу связи 19 соединены с выходом модуля 15 анализа диагностируемых параметров.The outputs of the
Выход модуля 15 анализа диагностируемых параметров по каналу связи 202 соединен со входом блока 12 определения времени нахождения сточной воды в компонентах аэротенка/аэротенков.The output of the
Выход модуля 15 анализа диагностируемых параметров по каналу связи 201 соединен со входом блока 14 определения концентраций веществ в сточной воде в компонентах аэротенка/аэротенков.The output of the
Аэрационная установка 21.
Блок 22 ввода фактических значений расхода кислорода подаваемого в аэрационной установкой, выполненного с возможностью ввода фактических значений расхода кислорода, подаваемого аэрационной установкой в аэротенк/аэротенки.
Выход блока 22 ввода фактических значений расхода кислорода по каналу связи 23 соединен со входом блока 14 определения концентраций веществ в сточной воде в компонентах аэротенка/аэротенков.The output of the
Выход блока 14 определения концентраций веществ в сточной воде в компонентах аэротенка/аэротенков по каналу связи 24 соединен со входом блока 25 вывода результатов.The output of
Вторичный отстойник/отстойники 26, имеющие входной и выходные потоки. При этом выходной поток 4 из аэротенка/аэротенков 1, является входным потоком вторичного отстойника/отстойников 26, а один из выходных потоков из вторичного отстойника/отстойников 26, по которому движется рециркуляционный ил, является вторым входным потоком 3 аэротенка/аэротенков 1.Secondary clarifier/
Настоящим изобретением допускаются различные варианты исполнения каналов связи 8, 9, 10, 11, 13, 18, 19, 20, 23, 24 по беспроводным сетям, по сетям Internet и т.п.The present invention allows various versions of
Предлагаемая Система определения концентрации веществ в аэрационной установке работает следующим образом.The proposed system for determining the concentration of substances in an aeration plant works as follows.
В блок 6 ввода характеристик аэротенка/аэротенков модуля 5 ввода характеристик аэротенка/аэротенков вводятся характеристики аэротенка/аэротенков 7, как минимум его конструкция и габаритные размеры, например длина L=30 м, ширина В=6 м, глубина Н=4 м.The characteristics of the aerotank/
Из блока 6 ввода характеристик аэротенка/аэротенков в блок 7 декомпозиции аэротенка/аэротенков модуля 5 ввода характеристик аэротенка/аэротенков по каналу связи 8 передаются характеристики аэротенка/аэротенков 7, как минимум его/их конструкция и габаритные размеры. В блоке 7 декомпозиции аэротенка/аэротенков модуля 5 ввода характеристик аэротенка/аэротенков осуществляется декомпозиция аэротенка/аэротенков 7 на совокупность последовательно расположенных n компонентов (стр. 27, фиг. 3) аэротенка/аэротенков, n≥1, имеющих входной и выходной потоки и расположенных по ходу движения сточных вод от первого входного потока 2 до выходного потока 4. Например, n=10. А также определяются объемы i-ых компонент аэротенка Vi, i=1, 2, 3, …, n, при этом где Va объем аэротенка. При этом выходной поток i-1-ой компоненты является входным потоком для i-ой компоненты, а выходной поток i=n компоненты является выходным потоком 4 из аэротенка/аэротенков. Для примера V1=V2=V3=…=Vn=72 м3 (стр. 25, фиг. 3).From the
Из выхода блока 6 ввода характеристик аэротенка/аэротенков по каналу связи 9 к выходу модуля 5 ввода характеристик аэротенка/аэротенков передаются характеристики аэротенка/аэротенков 7, как минимум его/их конструкция и габаритные размеры.From the output of the
Из выхода блока 7 декомпозиции аэротенка/аэротенков по каналу связи 10 к выходу модуля 5 ввода характеристик аэротенка/аэротенков передаются характеристики компонент аэротенка/аэротенков 7, как минимум количество компонент n и объемы i-ых компонент аэротенка Vi.From the output of the aerotank/aerotanks
Из выхода модуля 5 ввода характеристик аэротенка/аэротенков по каналу связи 11 в блок 12 определения времени нахождения сточной воды в компонентах аэротенка/аэротенков передаются конструкция, габаритные размеры, объемы i-ых компонент аэротенка Vi и количество компонент n аэротенка/аэротенков 1.From the output of the
В блок 16 ввода параметров первого входного потока 2 модуля 15 анализа диагностируемых параметров вводятся параметры первого входного потока 2, как минимум фактические значения концентраций веществ и расходов сточных вод, поступающих на очистку. Которые могут быть определены любым известным способом, например по результатам лабораторных исследований, или при помощи датчиков и т.п. Для примера, QII=187,5 м3/ч, XII=120 мг/л, Где XII - концентрация взвешенных веществ, - концентрация растворенных соединений аммония. Для примера здесь и далее под концентрацией взвешенных веществ X понимается концентрация активного ила, под растворенных веществ S концентрация растворенных соединений аммония.In the
Параметры, как минимум фактические значения концентраций веществ и расходов рециркуляционного ила, второго входного потока 3 являющегося выходным потоком вторичного отстойника/отстойников 26, по которому отводится рециркуляционный ил, вводятся в блок 17 ввода параметров второго входного потока 3 модуля 15 анализа диагностируемых параметров. Параметры второго входного потока 3 могут быть определены любым известным способом, например по результатам лабораторных исследований, или при помощи датчиков и т.п. Для примера, QIII=190 м3/ч, XIII=5000 мг/л, Где XIII - концентрация взвешенных веществ, - концентрация растворенных веществ.The parameters, at least the actual values of the concentrations of substances and the flow rates of the recirculating sludge, the
Из выхода блока 16 ввода параметров первого входного потока 2 по каналу связи 18 к выходу модуля 15 анализа диагностируемых параметров передаются параметры первого входного потока 2, как минимум фактические значения концентраций веществ и расходов сточных вод, поступающих на очистку.From the output of the
Из выхода блока 17 ввода параметров второго входного потока 3 по каналу связи 19 к выходу модуля 15 анализа диагностируемых параметров передаются параметры второго входного потока 3, как минимум фактические значения концентраций веществ и расходов рециркуляционного ила.From the output of the
Из выхода модуля 15 анализа диагностируемых параметров по каналу связи 202 ко входу блока 12 определения времени нахождения сточной воды в компонентах аэротенка/аэротенков передаются фактические расходов первого входного потока 2 и второго входного потока 3.From the output of the
В блоке 12 определения времени нахождения сточной воды в компонентах аэротенка/аэротенков, осуществляется определение времени ti (стр. 29, фиг. 3) нахождения сточной воды в i-ой компоненте аэротенка/аэротенков, при этом i=1, 2, 3,In
При этом,Wherein,
Из выхода блока 12 определения времени нахождения сточной воды в компонентах аэротенка/аэротенков по каналу связи по каналу связи 13 ко входу блока 14 определения концентраций веществ в сточной воде в компонентах аэротенка/аэротенков, передаются значения расходов Q, QII, QIII и времени ti, нахождения сточной воды в i-ой компоненте аэротенка/аэротенков.From the output of
Из выхода модуля 75 анализа диагностируемых параметров по каналу связи 201 ко входу блока 14 определения концентраций веществ в сточной воде в компонентах аэротенка/аэротенков передаются как минимум фактические значения концентраций веществ первого входного потока 2 и второго входного потока 3.From the output of the module 75 for the analysis of the diagnosed parameters via the
В блок 22 вводятся фактические значения расхода кислорода LO2, подаваемого аэрационной установкой 27 в аэротенк/аэротенки, которые смогут быть определены любым известным способом, например с помощью датчиков расхода воздуха, с учетом концентрации кислорода.In
Из выхода блока 22 ввода фактических значений расхода кислорода по каналу связи 23 ко входу блока 14 определения концентраций веществ в сточной воде в компонентах аэротенка/аэротенков передаются фактические значения расхода кислорода, подаваемого аэрационной установкой в аэротенк/аэротенки.From the output of the
В блоке 14 определения концентраций веществ в сточной воде в компонентах аэротенка/аэротенков, осуществляется:In
- определение концентрации веществ в первой компоненте аэрротенка- determination of the concentration of substances in the first component of the aerotank
- определение концентрации кислорода CO2 в аэротенке/аэротенках- determination of the concentration of oxygen CO 2 in the aerotank / aerotanks
- определение изменения концентраций j-го растворенного вещества в сточной воде в компонентах i- determination of changes in the concentrations of the j-th solute in wastewater in components i
нерастворенных веществundissolved substances
где - объемная скорость изменения концентраций растворенных и нерастворенных веществ в результате биохимических реакций, является многопараметрической величиной, зависящей от состава сточных воды, ее температуры, концентрации кислорода в воде и т.д. Которая может быть определена любым известным способом, например в результате лабораторных исследований или прогнозирования по известным моделям (стр. 30, 31, фиг. 3). Приведена скорость изменения концентрации соединений аммония в сточной воде при температуре сточной воды +18°С, для фактической суммарной концентрации активного ила в первом 2 и втором 3 входном потоке Х1=2576,2 мг/л.where - volumetric rate of change in the concentrations of dissolved and undissolved substances as a result of biochemical reactions, is a multi-parametric value that depends on the composition of wastewater, its temperature, oxygen concentration in water, etc. Which can be determined by any known method, for example, as a result of laboratory research or forecasting according to known models (p. 30, 31, Fig. 3). The rate of change in the concentration of ammonium compounds in wastewater at a wastewater temperature of +18°C is given, for the actual total concentration of activated sludge in the first 2 and second 3 input stream X 1 =2576.2 mg/l.
Например, для первой компоненты изменение концентраций растворенных соединений аммония (стр. 32, фиг. 3)For example, for the first component, the change in the concentrations of dissolved ammonium compounds (p. 32, Fig. 3)
нерастворенных веществ (стр. 33 фиг. 3)undissolved substances (
- определение концентраций в i-ой компоненте аэротенка/аэротенков j-го растворенного (стр. 34, фиг. 3)- determination of concentrations in the i-th component of the aerotank / aerotanks of the j-th dissolved (p. 34, fig. 3)
нерастворенных веществ (стр. 35, фиг. 3)undissolved substances (p. 35, fig. 3)
Для рассматриваемого примера растворенных соединений аммонияFor the considered example of dissolved ammonium compounds
Из выхода блока 14 по определения концентраций веществ в сточной воде в компонентах аэротенка/аэротенков по кагалу связи 24 ко входу блока 25 вывода результатов передаются значения концентраций веществ в компонентах аэротенка/аэротенков.From the output of
Технический эффект заключается в новом применении известной системы, применение настоящего изобретения позволит повысить качество и надежность биологической очистки сточных вод за счет определения параметров и прогнозирования хода процесса при изменении входных параметров.The technical effect lies in the new application of the known system, the application of the present invention will improve the quality and reliability of biological wastewater treatment by determining the parameters and predicting the course of the process when the input parameters change.
Claims (21)
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2021102278A RU2021102278A (en) | 2022-08-01 |
RU2781049C2 true RU2781049C2 (en) | 2022-10-04 |
Family
ID=
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU802184A1 (en) * | 1972-10-09 | 1981-02-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательскийинститут Водоснабжения, Канализации,Гидротехнических Сооружений И Инженернойгидрогеологии "Водгео" | Device for automatic control of waste water biological purification processes |
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 |
RU2281920C1 (en) * | 2005-03-29 | 2006-08-20 | Вологодский государственный технический университет | Waste water treatment station for industrial water supply systems |
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 |
RU2627874C2 (en) * | 2010-06-11 | 2017-08-14 | Дво, Инк. | Systems and methods of extracting nutritive substances |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU802184A1 (en) * | 1972-10-09 | 1981-02-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательскийинститут Водоснабжения, Канализации,Гидротехнических Сооружений И Инженернойгидрогеологии "Водгео" | Device for automatic control of waste water biological purification processes |
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 |
RU2281920C1 (en) * | 2005-03-29 | 2006-08-20 | Вологодский государственный технический университет | Waste water treatment station for industrial water supply systems |
RU2627874C2 (en) * | 2010-06-11 | 2017-08-14 | Дво, Инк. | Systems and methods of extracting nutritive substances |
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 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104944689B (en) | Device for treating high ammonia-nitrogen wastewater and method thereof | |
CN104787986B (en) | A kind of removable intelligent water trcatment device and method thereof | |
CN104891655B (en) | Device and method for treating high ammonia nitrogen wastewater | |
CN109052838B (en) | Sewage treatment strategy dynamic adjusting system | |
CN105548296A (en) | Activated sludge ammonia utilizing rate on-line detection device and detection method | |
JP4365512B2 (en) | Sewage treatment system and measurement system | |
CN207193054U (en) | A kind of distributing trade effluent integrated treatment unit based on Internet of Things | |
Campos et al. | Atrazine removal by powdered activated carbon in floc blanket reactors | |
RU2781049C2 (en) | System for determination of substance concentration in aerotank | |
JP5032164B2 (en) | Sewage treatment system and measurement system | |
Nilsson | Application of ozone in wastewater treatment: Oxidation of pharmaceuticals and filamentous bulking sludge | |
JP3067993B2 (en) | Method and apparatus for biological dephosphorization of wastewater | |
CN108996663B (en) | Sewage treatment device for dynamically adjusting sewage treatment strategy | |
CN104528876A (en) | High-concentration alkaline organic wastewater ultrasonic catalysis treatment method | |
CN112986519A (en) | Model prediction control method for enriching low-concentration phosphorus in sewage treatment | |
CN211620303U (en) | Total nitrogen removing device for wastewater treatment | |
CN113378098A (en) | A2Method for calculating nitrogen and phosphorus removal operation effect of/O process | |
RU2775475C2 (en) | System for determining the concentration of substances in a secondary settling tank | |
Nussberger | Application of oxidation-reduction potentials to the control of sewage treatment processes | |
KR101833002B1 (en) | Batch reactor type waste water disposal system based on sensor | |
KR101833003B1 (en) | Waste water disposal system for monitoring pollution load | |
RU2021102278A (en) | System for determining the concentration of substances in the aerotank | |
JP2008049234A (en) | Sewage purification process | |
KR102587787B1 (en) | Intelligent control system of mbr wastewater treatment device | |
KR101893417B1 (en) | Load-prevention continuous wastewater treatment system |