← Terug naar categorie Water en afvalwaterbehandeling

Zo helder als MODDER!

Per definitie, waterzuiveringsinstallaties zijn extreem hoog energieverbruikers en hun efficiënt verloop vereist een fijne balans van biologische en hydraulische parameters gedurende het gehele proces. Echter, het handhaven van dat evenwicht kan een ontmoedigende taak zijn; vooral als de bedrijfsvoering geen toegang tot lopende betrouwbare en zinvolle gegevens over essentiële-interface niveaus in kritieke fasen van de behandeling processen, waaronder primaire clarifiers, nabezinktanks en bindmiddelen hebben.

Hycontrol's Nigel Allen onderzoekt het complexe proces controle en automatisering problemen in verband met slib deken niveau en de interface van het toezicht binnen de behandeling van afvalwater en aanverwante industrieën. Allen schetst verder hoe de nieuwste sonar technologie te overwinnen traditionele interface van controle tekortkomingen door het simultaan opvolgen RAS en FLOC niveaus om planten te optimaliseren en aanzienlijke energiebesparingen te brengen.

Inleiding
Nauwkeurige meting van interfaceniveaus is een complex probleem in de troebele, troebele bezinkingstankomgeving en zonder uitgebreide monsterextractie en daaropvolgende laboratoriumanalyse kan het uiterst moeilijk zijn om een ​​duidelijk beeld te krijgen van de allerbelangrijkste dichtheidsprofielen. Het slib in de tank neemt af in dichtheid wanneer u van de bodem van de tank naar het bovenste waterniveau gaat. Het dichtste slib, zit aan de onderkant van de tank kan variëren van 3000 tot meer dan 6000 mg / l en in een stabiele tank zal het slib geleidelijk afnemen in dichtheid ongeveer 200 mg / l bij de top van de kolom. In het algemeen zijn zuiveringsinstallaties geïnteresseerd in 'kwaliteitsslib' dat een dichtheid groter dan 2,500 mg / L heeft. Dit slib op de bodem van de tank wordt RAS (Returned Activated Sludge) genoemd. Slib met deze dichtheid is zwaar genoeg om niet op te stijgen in de tank als zich hydraulische of biologische problemen voordoen en is ook voldoende compact om "goede kwaliteit" biomassa te worden genoemd, die kan worden teruggevoerd naar de beluchtingsbanen om te helpen met het voorbehandelingsproces of omgeleid naar afval. Wanneer er echter een wijziging optreedt in het laden van de site, kunnen er problemen optreden en moeten operators de dynamiek van de verschillende interfaces kennen om het lopende proces te beoordelen en effectief te controleren.

Het probleem
Veel sonar systemen worstelen om volledige en betrouwbare informatie te verstrekken onder deze moeilijke omstandigheden, omdat ze niet de kracht en de juiste frequentie te dringen door de zwevende stoffen hebben. Bij gebrek aan beter, de enige andere manier van het verkrijgen van een volledige "boven naar beneden" foto is handmatig dompelen zoals een 'Sludge rechter "of gap sensor.

Maar deze arbeidsintensief apparaten voorzien niet in een continu vermogen voor trending en controle. Ze een visuele momentopname van de interface lagen geven slechts in de tanks, terwijl de gezondheid en veiligheid met bijbehorende en onwenselijk.

As outlined above, traditional sonar interface monitoring systems fall well short of the necessary requirements. Their frequency range and lack of power means that they cannot penetrate much further than densities of approximately 1200-1500 mg/L, thereby only allowing them to identify the upper FLOC interface with any level of certainty. Based on this information, a huge and potentially catastrophic assumption is then made that the corresponding denser RAS interface tracks the FLOC interface under all conditions. Under stable conditions this is indeed what happens (see Fig. 2 & Fig. 3). However, when imbalances develop due to changes in site loading, continuing with this assumption makes matters even worse.

Als de site wordt met een instrument dat alleen de lichtere dichtheid FLOC laag als basis voor de controle van de RAS pompen, gaan de FLOC laag, toeneemt door een onbalans kan controleren, de operatoren automatisch uitgaande dichtere RAS laag stijgt eveneens. Als gevolg van de site zal onvermijdelijk ofwel verhoging van de RAS pompsnelheid of laten vallen van de mez in een poging om de stijgende deken terug onderaan de tank te brengen.

Maar wat eigenlijk gebeurt is dat de biomassa dichtere 'goede kwaliteit' is gebleven op de bodem van de tank en alleen de lichtere FLOC laag die is opgeheven.

Het verhogen van de pompsnelheid of laten vallen van de bel mond zal hebben zeer weinig invloed op de lichtere FLOC laag, die is gestegen van de tank en deze acties zullen zeer snel alle biomassa 'goede kwaliteit' uit de tank te verwijderen en dan beginnen om terug te pompen een lichtere dichtheid biomassa 'slechte kwaliteit'. Dit zal vervolgens verhogen probleem doordat een negatief effect op de F: M verhouding (voedsel voor micro-organismen Ratio *).

* F: M verhouding is een van de fundamentele regelparameters voor het actiefslibproces. De 'food' in de verhouding is de CBOD (Koolstofhoudende biochemisch zuurstofverbruik of Koolstofhoudende Biological Oxygen Demand) begin van het proces, de 'micro-organismen' zijn het actief slib vaste stoffen in de beluchting tanks, die worden gemeten als ppm of mg / L van MLSS (gemengde vloeistof zwevend stof). Om vast te stellen en handhaven van een consistente CBOD en secundair afval verwijdering uit rioolwater, moet een actief slib proces van het gewicht van het voedsel te behouden om het gewicht van micro-organismen onder beluchting.

Op sommige plaatsen kan het weken duren om de situatie volledig recht te zetten en gedurende deze tijd toegenomen beluchting zijn opgevorderd toenemend energieverbruik in de fabriek en dus energiekosten. Om de efficiëntie te optimaliseren is het essentieel om het "goede kwaliteit" biomassa bij 3,000 tot mg / L en FLOC niveau gelijktijdig 6,000 volgen. Dit laat de mogelijkheid van automatische besturing van RAS pompen en Bellmouth kleppen om ervoor te zorgen dat biomassa ONLY 'goede kwaliteit' terug naar beluchting of het verdikkingsmiddel wordt geretourneerd voor het verspillen.

De oplossing
Er is nu een zeer effectieve sonar systeem dat waarborgt dergelijke situaties kunnen optreden, door het gelijktijdig bewaken beide interfaces. Sonarflex's ondergedompeld high power transducer zendt ultrasone pulsen door de vloeistof, die vervolgens worden teruggekaatst uit de verschillende interfaces dichtheid en zelfs krachtig genoeg om dichtheden dringen dan 6000 mg / L en detecteren tankbodem. Deze signalen worden verwerkt door de gespecialiseerde software resultaten betreffende zowel de FLOC en RAS niveau binnen de tank te verschaffen. Deze vitale informatie vormt de basis van verbeterde proces en de controle op de site in staat om het energieverbruik en de site te optimaliseren. Alarm niveaus kan zo worden ingesteld dat in het geval van de FLOC niveau tillen, kunnen operators de noodzakelijke proces veranderingen ruim op tijd te maken om het probleem te voorkomen en te voorkomen voortdurende schending van toestemming.

De sleutel tot het succes van deze innovatie is de beschikbaarheid van een breed scala aan transducers met frequenties variërend van 30 kHz tot 700 kHz. Vergelijking van de theorie 'door lucht "ultrasoon, (dat is een gevestigde techniek voor niveaumeting) is het mogelijk de noodzaak voor meerdere frequenties sonar toepassingen begrijpen. Meten van het niveau van een eenvoudige vloeistof in een vat 10 meter diep is zeer eenvoudig en bijna elke hoogfrequente (40-50 kHz) transducer betrouwbare en herhaalbare resultaten. Echter, als we deze dezelfde frequentie op een vergelijkbare grootte silo dat een vaste stof zoals cement, met hoge stofconcentraties in de lucht bevat, dan zullen de resultaten zijn verre van succesvol. Het zal onvermijdelijk moeite hebben om meer dan een paar meter door te dringen en zou zeer onstabiel zijn in te vullen voorwaarden omdat de zwevende deeltjes de hoge frequentie korte golflengte signaal zal verzwakken.

Ter vergelijking: als een lagere frequentie (5-10 kHz) wordt gebruikt met een langere golflengte, kan de geluidsgolf gemakkelijker door de gesuspendeerde deeltjes gaan. Een perfect voorbeeld hiervan is het gebruik van een misthoorn. Bij slecht weer is het zicht slecht, omdat de lucht verzadigd is met vocht. Een hoge frequentie - korte golflengte zou in dit scenario veel minder effectief zijn, omdat het geluid zou worden verzwakt door de vochtdeeltjes en slechts een korte afstand aflegt. Foghorns gebruiken een lage frequentie - lange golflengte om het geluid te projecteren via de vochtdeeltjes die mijlen naar zee varen om schepen te waarschuwen. Dit staat bekend als het 'Foghorn Principle'.

Deze zelfde analogie blijft waar voor sonar. Terwijl traditionele ontwerpen kiezen voor een 'one size fits all' filosofie voor slibdeken systemen (tot vaststelling van een reeks rond 600-700khz), de optimale ultrasone frequentie moet worden geselecteerd om de beste ontworpen oplossing over een behandeling te waarborgen. Sonarflex maakt gebruik van een andere frequentie transducer voor primaire bezinking, primaire en nabezinktanks, slib verdikkingsmiddelen, lamellen clarifiers en sequentiële batch reactoren (SBRS).

SBR”s
SBRS worden meestal geïnstalleerd waar de ruimte of de kosten zijn op een premie. Ze combineren de primaire sedimentatie tank, de beluchting proces en de uiteindelijke / secundaire nederzetting alles in een tank. Door de aard van het beginsel van hun werking, de vloeistofniveaus te veranderen binnen de tanks en een traditionele vaste transducer kan niet inspelen op deze veranderingen. Om dit te overwinnen, is een unieke drijvende transducer gebruikt waardoor zij de afwikkeling deken-interface volgen als decanteren niveaus veranderen. Hierdoor kan insteltijden veel nauwkeuriger worden gecontroleerd en de verbeterde productietijden kan de doorvoer verhogen met maximaal 20%.

Schoonmaken Mechanism
De behandeling van afvalwater milieu is hard en standaard instrumentatie ontwerpen weinig kans op overleven meer dan een paar weken. De ultrasone transducers (ofwel ondergedompeld of drijvend) moeten regelmatig schoonmaken om te voorkomen dat onbetrouwbare prestaties te wijten aan signaal verzwakking veroorzaakt door de ophoping van uitschot, schalen, luchtbellen of vetten. Echter mechanische reinigingssystemen, zoals ruitenwissers, hebben een beperkte levensduur en vereisen voortdurend onderhoud en componenten vaak vervangen moeten zo vaak als elke paar weken. Om dit te overwinnen, de Sonarflex gebruikt een gepatenteerd actuator hefboom systeem. (Reiniging image ergens hier) De automatische reinigingscyclus wordt geactiveerd op een looptijd of een vooraf bepaalde vermindering van het signaal niveau. Wanneer dit gebeurt de actuator schuift de transducer steunarm door het water tot een hoek van 45 ° en stuurt het terug naar de verticale. Deze scherpe scheren actie door het water verwijdert vuil en uitschot van de voorkant en zorgt voor optimale prestaties, zonder de noodzaak voor elke exploitant betrokkenheid.

De aandacht voor detail in het ontwerp van de Sonarflex omvat elektronische en mechanische operationele kenmerken. Er is een gevaarlijke omgeving ATEX uitvoering, die kan worden gebruikt voor het groeiende aantal ingesloten bezinktanks, gebouwd om geur te minimaliseren vrijkomen in de atmosfeer of het methaangas vangen en te hergebruiken. Een breed scala aan communicatie-protocollen waaronder Fieldbus, Profibus, HART en DeviceNet, zorgen voor een naadloze integratie met moderne fabriek instrumentatie en DCS. De transducer kan zich tot 500m van de besturingseenheid en een robuuste draadloze verbinding optie kan communicatie voor het draaien van de brug gemonteerd eenheden, terwijl de GSM-connectiviteit biedt directe toegang tot alle parameters voor onderhoud, technische ondersteuning en inbedrijfstelling. Meerdere uitgangen en relais kunnen worden gebruikt voor alarm en controle functies en schonere arm bediening.

Veelzijdigheid
Door zowel analoge als uitgebreide lijst van BUS communicatieprotocol opties uitgangen Sonarflex kan helpen om de efficiëntie van het proces te maximaliseren. Bij gebruik van de analoge versie van het instrument, twee 4-20 mA-uitgangen beschikbaar voor het toezicht op de verschillende dichtheden binnen de tank. Op een primaire tank van de interface kan worden gecontroleerd met behulp van een uitgang, terwijl zwevende stoffen tussen de transducer en de interface kan worden gecontroleerd met behulp van de DUIDELIJKHEID uitgang, een indicatie van hoe goed de tank wordt de afwikkeling. Deze tweede uitgang kan worden gebruikt om het doseren te optimaliseren door toediening alleen wanneer nodig en niet op een traditionele getimede basis de hoeveelheid vlokkige of coagulant gebruikt kan worden verminderd en belangrijke kostenbesparingen.

Op een secundaire tank (het secundaire reservoir ergens hier) twee uitgangen worden gebruikt om de RAS laag en de FLOC laag, die controle over de RAS pompen of mez controleren om de optimale dichtheid wordt teruggegeven om beluchting en een consistente dichtheid verspild het verdikkingsmiddel. De lichtere dichtheid FLOC uitgang kan indicatie van proces problemen bieden en bieden ook een vroege waarschuwing van een mogelijke schending van de toestemming. In een verdikkingsmiddel kunnen de twee uitgangen worden gebruikt om BED niveau en de helderheid van het water te controleren. Monitoring van de BED-niveau zorgt het filter persen of de vergister ontvangt slib van een consistente dichtheid met een laag watergehalte, uit de onderstroom pompen. Dit vermindert schuimen en mechanische slijtage, dus waardoor het proces efficiënter. Monitoring DUIDELIJKHEID (zwevend stof tussen de transducer en de BED-niveau) een controle voor het doseren waarbij het instrument een uitgang met vermelding van de concentratie van zwevende stoffen zal bieden. Als zwevende stoffen te verhogen, kan de dosering worden verhoogd en als ze verminderen, kan de dosering worden verlaagd, het maximaliseren van de dosering proces en het verminderen van afval van meer dan doseren.

Als alternatief, als het instrument wordt gebruikt met behulp van de comms opties dan de plant PLC kan drie uitgangen ontvangen met een combinatie van RAS, FLOC, BED (niveau), en duidelijkheid beschikbaar zijn. Of de exploitatie van het instrument met behulp van de twee analoge uitgangen of de vier comms uitgangen, kan de waardevolle informatie die de controle te verbeteren door de werken, zorgen voor een snelle indicatie van proces problemen, inbreuken op de lozingsvergunning, controle doseren in primaire tanks en bindmiddelen voorkomen en het verminderen slijtage van filter persen. Al het bovenstaande kan helpen algemene energieverbruik, onderhoudskosten en chemische kosten op sites verlagen.

Zoals Allen concludeert: "Tot nu toe exploitanten zijn letterlijk 'actief in het donker' als het gaat om het hebben van betrouwbare gegevens over de interface van niveaus van cruciaal belang in een reeks van tanks op verschillende delen van hun proces. Onze oplossing geeft hen nu de gegevens die ze kunnen gebruiken met absoluut vertrouwen voor de verbetering van hun proces. Energiebesparing in de fabrieken waar Sonarflex is geïnstalleerd over de hele wereld zijn zeer indrukwekkend en we verwachten dat Britse bedrijven om soortgelijke voordelen in een relatief korte periode te zien. "

Hycontrol Limited
Redditch
Worcs.

Is bereikbaar op

Tel: 01527 406800
Fax: 01527 406810
www.hycontrol.com
[Email protected]

Procesindustrie Informer

Vraag meer info over dit nieuws / product artikel

Gerelateerd nieuws

Laat een reactie achter

Uw e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd *

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Ontdek hoe uw reactiegegevens worden verwerkt.