Применение систем автоматизации позволяет избежать таких недостатков как утомляемость обслуживающего персонала, субъективность в оценке возникающих ситуаций, ограниченная скорость реакции на резкие изменения режимных параметров. Предприятие сможет сократить эксплуатационные расходы, в том числе на оплату труда персонала, а также минимизировать последствия аварийных ситуаций и т.д.
Задача
Специалистам инженерной компанией «МАЙ ПРОЕКТ» в 2016 году удалось успешно реализовать проект по установке и запуску автоматизированных локальных очистных сооружений канализации (ЛОС) «под ключ» с условием минимального необходимого времени на обслуживание, а также снижения эксплуатационных затрат за счет применения программно-технического комплекса управления. Заказчиком выступило руководство птицефабрики ООО «Агро-плюс» (г. Изобильный, Ставропольский край).
В это проекте была применена технология MY DAF. Это целостное инженерное решение по очистке сточных вод методом напорной реагентной флотации, основанное на многолетнем опыте выполнения локальных очистных сооружений «под ключ», объединяющее в себе оптимальный выбор технологического оборудования, реагентов и средств автоматизации технологического процесса для получения максимального эффекта при ее реализации.
Применение технологии MY DAF в комплексе с системой управления технологическими процессами на локальных очистных сооружениях птицефабрики позволило упростить их обслуживание и снизить эксплуатационные затраты на очистку 1 куб. метра сточных вод.
Технологическая схема очистки сточных вод
Производственные сточные воды в количестве 900 м3/сут самотеком поступают в канализационную насосную станцию (КНС), откуда насосами перекачиваются в здание механической и физико-химической очистки производственных сточных вод,
Процесс очистки сточных вод состоит из следующих технологических узлов:
1) механическая очистка; 2) усреднение; 3) физико-химическая очистка методом напорной реагентной флотации.
Механическая очистка производственных сточных вод производится на шнековой решетке с прозором 2,0 мм. На решетках происходит задержание механических отбросов, которые собираются в бункере и выгружаются контейнер и затем вывозятся на утилизацию.
После решеток механически очищенные производственные сточные воды самотеком поступают на усреднение для сглаживания пиковых поступлений сточных вод как по расходу, так и по химическому составу. Для предотвращения осаждения взвешенных и минеральных частиц в усреднителе устанавливается механическая мешалка. Предусмотрена работа мешалки как по таймеру, так и при достижении заданного уровня.
Подача сточных вод на установку напорной флотации осуществляется погружными насосами, установленными в усреднителе. Включение и выключение насосов происходит при достижении заданного уровня воды. Для измерения уровня сточных вод предусматривается уровнемер, который используется для определения степени наполнения усреднителя и управлением работой мешалок и подающего насоса.
Индикация показаний уровнемера и управление насосами и мешалками, установленными в усреднителе, предусмотрено от шкафа управления установкой напорной флотации.
Физико-химическая очистка методом напорной реагентной флотации. Механически очищенные производственные сточные воды из усреднителя насосами подаются в трубчатый флокулятор, оборудованный пробоотборниками для отбора проб поступающих сточных вод на флотатор, а также для контроля установленных доз реагентов.
Предусмотрена следующая очередность ввода химических реагентов:
1. коагулянт;
2. гидроксид натрия;
3. флокулянт.
Удаление нерастворенных загрязнений из сточных вод реализовано по уникальной технологии MY DAF, разработанной специалистами АО «МАЙ ПРОЕКТ», на базе установки напорной реагентной флотации. Общий вид цеха физико-химической очистки показан на рисунке 1.
Растворение воздуха в воде происходит в сатураторе, куда он подается от компрессора. Часть воды, осветленной на флотаторе, отбирается рециркуляционным насосом и подается в сатуратор, где происходит эффективное растворение воздуха в воде, после чего насыщенная воздухом вода смешивается с производственными сточными водами, прошедшими через флокулятор, для разделения в установке напорной флотации.
Флотопена с поверхности флотатора собирается скребками в специальный карман. Для ее откачки из сборного кармана в резервуар осадка предусмотрен шнековый насос, который работает в периодическом режиме от уровнемера, установленного в кармане сбора флотопены.
В процессе обработки сточных вод в нижней части флотатора происходит образование осадка. Для отвода осадка установлен отсечной клапан с пневмоприводом, он работает в таймерном режиме. Осадок из флотатора за счет гидростатического давления отводится в горизонтальную песколовку, в которой оседают тяжелые минеральные примеси. Осветленная вода отводится в усреднитель.
Для интенсификации процесса флотации в очищаемую воду дозируется раствор коагулянта и флокулянта, а для регулировки показателя рН подается раствор гидроксида натрия.
В ходе проведения пусконаладочных работ в качестве коагулянта использовались следующие реагенты:
- жидкий полиоксиалюминиум хлорид, АКВА-АУРАТТМ18, с содержанием активного вещества Al2O3 17% . Расход реагента составил 7,5-15 л/час;
- 40%-ый раствор хлорида железа (III) с содержанием активной части 40%. Расход раствора хлорного железа зафиксирован в пределах 7,5-15 л/ч.
По результатам проведенного технико-экономического анализа в качестве коагулянта рекомендован к использованию 40%-ый раствор хлорида железа (III), который имеет меньшую закупочную стоимость, чем АКВА-АУРАТТМ18. Дозирование раствора коагулянта предусмотрено из IBC-контейнера мембранными насосами-дозаторами во флокулятор.
Для регулировки показателя рН сточной воды используется раствор гидроксида натрия (едкий натр). Для дозирования раствора гидроксида натрия используется мембранный насос-дозатор с автоматическим регулированием расхода. Дозирование раствора гидроксида натрия происходит из IBC-контейнера в точку дозирования во флокуляторе. Подача раствора гидроксида натрия производится автоматически по показателю рН поступающих сточных вод, однако возможен ручной режим подачи щелочи во флокулятор, когда оператор самостоятельно настраивает производительность насоса-дозатора щелочи. Предусмотрена возможность отключения насоса-дозатора щелочи ввиду приемлемых значений рН после флотации.
При пусконаладочных работах использовался раствор товарного NaOH с концентрацией гидроксида натрия 40%, расчетная концентрация рабочего раствора щелочи после разведения составляла 8%. Расход 8%-го раствора щелочи составлял 3,75-7,5 л/ч.
Приготовление рабочего раствора флокулянта предусмотрено на автоматической станции приготовления раствора флокулянта. Насосами-дозаторами раствор флокулянта подается в точку дозирования во флокуляторе.
Очищенные производственные сточные воды после физико-химической очистки на установке напорной флотации сбрасываются в городской коллектор.
Автоматизация технологического процесса птицефабрики
Управление всем технологическим оборудованием локальных очистных сооружений предусмотрено с сенсорной панели управления шкафа управления флотацией при помощи разработанного компанией АО «МАЙ ПРОЕКТ» программно-технического комплекса.
Программно-технический комплекс (ПТК) управления комплектом технологического оборудования физико-химической очистки производственных сточных вод ООО «АГРО-ПЛЮС» на базе флотационной установки, разработанной по уникальной технологии MY DAF, предназначен для автоматизированного контроля и регулирования основных технологических параметров объекта, для обеспечения дистанционного автоматизированного управления технологическим процессом, для автоматической регистрации технологических параметров, протоколирования действий оператора и событий.
ПТК обеспечивает:
- автоматический сбор информации о ходе протекания технологического процесса;
- автоматическое регулирование основных технологических параметров;
- отображение технологических параметров и состояния технологического оборудования на панелях управления;
- дистанционное автоматизированное управление процессом;
- местное управление процессом;
- реализацию системы защит и блокировок;
- реализацию системы оповещения оператора при возникновении аварийных ситуаций.
Визуализированная информация представляется оператору на панели управления шкафа управления установкой напорной флотации и панели управления пульта местного управления. Общий вид мнемосхемы «Флотация» на панели управления показан на рисунке 2.
Оператор очистных сооружений при работе с сенсорной панелью имеет следующие возможности дистанционного управления:
- выводить работу локальных сооружений или отдельного оборудования из автоматического в ручной режим работы и обратно;
- выравнивать время наработки рабочего и резервного оборудования;
- изменять режим работы мешалки путем корректирования установок времени ее работы и паузы;
- незначительно корректировать значение аварийного уровня воды в усреднителе, устанавливать уровни включения и выключения насосов и мешалки;
- корректировать периодичность включения скребкового механизма флотатора путем изменения установок времени работы и паузы;
- изменять производительности насосов-дозаторов растворов реагентов;
- вносить требуемые пределы автоматической корректировки рН сточных вод;
- варьировать режимом работы насоса-дозатора раствора щелочи;
- отлаживать периодичность срабатывания клапана донного осадка флотатора путем изменения установок времени работы и паузы;
- устанавливать время работы шнека-дозатора сухого флокулянта и механической мешалки автоматической станции приготовления раствора флокулянта;
- получать предупреждения системы управления о критически низком уровне сухого флокулянта в загрузочной воронке автоматической станции приготовления раствора флокулянта;
- своевременно реагировать на аварийные сигналы системы управления при выходе из строя оборудования, контрольно-измерительных приборов, ПЧ или реле контроля фаз, достижения аварийных максимальных или критически низких уровней жидкости в технологических емкостях, квитировать сообщение системы;
- получать информацию об оборудовании, находящемся в работе;
- останавливать работу локальных сооружений или отдельного оборудования.
Результаты
Применение уникальной технологии MY DAF в комплексе с системой автоматизации технологических процессов очистки сточных вод на локальных очистных сооружениях канализации позволяет упростить процесс их эксплуатации и сократить количество потребляемой электроэнергии. По результатам реализации данного проекта компания ООО «АГРО-ПЛЮС» составила положительный отзыв о работе локальных очистных сооружений. Компания «МАЙ ПРОЕКТ» реализует индивидуально разработанные схемы автоматизации очистных сооружений «под ключ» как на пищевых предприятиях, так и на городских очистных сооружениях.
