CCI20130725200

201

10.6. Sterowanie procesem usuwania związków biogennych

Doświadczenia eksploatacyjne dotyczące efektywności pracy komunalnych oczyszczalni ścieków sugerują, że niskie efekty usuwania azotu i fosforu obserwowane w niektórych obiektach, wynikają głównie z niedostatecznej kontroli i braku ciągłego nadzoru. Stwierdzono również, że obsługa oczyszczalni, nawet ta najbardziej fachowa i dyżurująca przez trzy zmiany, może mieć problemy z regulacją procesu oczyszczania, jeżeli zmuszona jest samodzielnie analizować wyniki pomiarów i podejmować na ich podstawie optymalne decyzje, co do kierunku i sposobu zmian parametrów technologicznych. Z tych względów standardem w średnich i dużych oczyszczalniach ścieków stają się automatyczne systemy sterowania operacjami technologicznymi mającymi bezpośredni wpływ na jakość oczyszczonych ścieków lub zużycie energii. Podstawowe wielkości podlegające regulacji w stopniu biologicznym oczyszczalni to:

-    stężenie tlenu rozpuszczonego w reaktorze;

-    stężenie osadu czynnego w reaktorze (wiek osadu, obciążenie osadu ładunkiem BZT₅);

-    stopień recyrkulacji wewnętrznej;

-    dawka koagulantu.

Regulacja stężenia tlenu w reaktorze

Najbardziej rozpowszechnionym sposobem oddziaływania na warunki pracy reaktora biologicznego do usuwania związków biogennych jest regulacja wydajności urządzeń napowietrzających. Wielkość urządzeń napowietrzających dobierana jest na podstawie maksymalnego zużycia tlenu. Zmienność dopływu ładunku zanieczyszczeń do oczyszczalni (np. w oczyszczalniach miejskich stosunek maksymalnego godzinowego ładunku BZT₅ do ładunku minimalnego wynosi 1 : 5) powoduje zatem, że przez większą część doby reaktor biologiczny będzie znacznie przetleniony, co prowadzi do zwiększenia zużycia energii oraz zakłócania procesu denitryfikacji i defosfatacji w wyniku przenoszenia nadmiernych ilości tlenu do komory anoksycznej i beztlenowej przez strumień osadu re-cyrkulowanego i strumień recyrkulacji wewnętrznej.

Na rysunku 10.29 przedstawiono prosty system regulacji warunków tlenowych w reaktorze biologicznym przy stosowaniu wgłębnego napowietrzania. Układ regulacyjny analizuje uśredniony sygnał pomiarowy z dwóch sond tlenowych (0₂₁ i 0₂₂) umieszczonych na początku i końcu komory napowietrzania i porównuje go z wartością zadaną, wprowadzoną przez użytkownika. Najczęściej przyjmuje się wartość około 2 g0₂/m³, dla której definiuje się dodatkowo dopuszczalny zakres wahań stężenia tlenu. W razie odchylenia wartości mierzonej od wartości zadanej, sterownik (ST) wysyła sygnał do układu regulacyjnego (przemiennika częstotliwości wpływającego na szybkość obrotową dmuchawy lub systemu zmieniającego kąt ustawienia łopatek dmuchawy), który koryguje wydajność dmuchawy. Zmiana parametrów pracy układu napędowego jest wyliczana na podstawie aktualnej wielkość odchylenia i dopuszczalnego zakresu wahań stężenia tlenu w reaktorze. Systemy sterowania pracą dmuchaw działające na podstawie przedstawionej zasady są stosowane na ogół w małych oczyszczalniach o wydajności do 10 000 RLM. W bardziej rozbudowanych systemach sterowania procesem natleniania można również wykorzystywać automatyczny pomiar azotu amonowego na odpływie z komory tlenowej.