Позвоните нам

8-800-775-09-57
(звонок бесплатный)

Заказать звонок

Напишите письмо


info@rusautomation.ru

Открыть

YouTube-канал

Очистка сточных вод

Компания «РусАвтоматизация» осуществляет поставки исчерпывающей номенклатуры контрольно-измерительных приборов и устройств обработки информации и управления для систем очистки сточных вод промышленного и бытового происхождения. Все датчики могут быть непосредственно подключены к контроллерам или с помощью преобразователей интерфейса интегрированы в единую систему управления очистных сооружений.

Очистка сточных вод

Источником сточных вод являются промышленные, бытовые и атмосферные сбросы. Таким образом, сточные воды это сложные гетерогенные соединения, содержащие органические и минеральные соединения в нерастворенном, коллоидном и растворенном состояниях.

Очистка сточных вод может быть разделена на два больших этапа:

  • сбор и перекачка по нужным направлениям канализационных вод;
  • очистка и обеззараживание воды различными методами и утилизация осадка.

Объектами автоматизации на очистных сооружениях являются устройства и агрегаты, осуществляющие:

  • изменения технологического режима при нормальной эксплуатации и в аварийных режимах;
  • вспомогательные процессы в сооружениях распределения и обеззараживания воды;
  • регулирование уровней осадков и ила;
  • дозировку реагентов и контроль качества очистки сточных вод.

Техническая сущность задач автоматизации состоит в основном в следующем:

  • для насосов и групп насосов: включение и отключение в зависимости от уровня жидкости в резервуарах; переход на резервный агрегат; предотвращение и сигнализация аварийных режимов и «сухого хода»;
  • сигнализация аварийных уровней воды в резервуарах;
  • включение и отключение задвижек и приборов отопления;
  • для решеток механической очистки – включение и отключение очистки в зависимости от перепада уровней воды до и после решетки или по заданной программе;
  • включение гидроэлеваторов удаления осадка (песка) в зависимости от уровня его в резервуаре;
  • для отстойников – выпуск ила (осадка) в зависимости от его уровня в отстойнике;
  • для станций нейтрализации сточных вод – дозирование реагентов в зависимости от расхода стоков воды.

Для решения задач автоматизации, для контроля процесса очистки воды, следует разместить в системе необходимое количество датчиков нужного типа.

Общий процесс очистки сточных вод:


Сбор и канализация сточных вод

Сточные воды собираются в крупных подземных резервуарах, именуемых сборными колодцами. В резервуаре устанавливается несколько насосных агрегатов, откачивающих воду из приемного резервуара и направляющих её на станции очистки. Весь этот узел очистной установки принято называть канализационной насосной станцией. Конструктивные особенности КНС обусловлены составом перекачиваемой жидкости, содержащей большое количество мелких и крупных включений. Для задержания крупных включений в приемном резервуаре устанавливаются решетки. Насосы погружного типа. Количество и производительность работающих насосов регулируется в зависимости от уровня и скорости прибывания воды в резервуаре, определяемой по показаниям датчиков уровня.

В качестве датчиков наилучшим общепризнанным применением являются бесконтактные ультразвуковые датчики производителей Nivelco, INNOLevel, FineTek, Baumer, SOLID Applied Technologies и др. Также для глубоких колодцев популярны погружные гидростатические уровнемеры с промываемой мембраной или оснащенные адаптером для сточных вод, производителей Dwyer, Nivelco, BD SENSORS RUS. Защита насосов от режима сухого хода при опорожнении резервуара осуществляется по сигналу поплавковых сигнализаторов уровня компаний FineTek, Nivelco, Atmi. Сводные таблицы для выбора датчиков КНС показаны в конце статьи.


Очистка сточных вод. Механическая очистка

Перекачиваемая из сточных колодцев вода поступает на станцию очистки. Первый этап – механическая очистка от крупных твердых включений. Удаление крупных включений осуществляется различными решетками и фильтрами. Оставшиеся на них отходы удаляются в шламосборник, а сточная вода перекачивается в резервуар отстаивания, где происходит осаждение мелких примесей типа песка. Механическая очистка решеток и фильтров осуществляется по временным интервалам или по разнице показаний датчиков уровня жидкости до и после прохождения очищающих решеток. Включение гидроэлеваторов для удаления осадка на дне резервуара также осуществляется по показаниям датчика уровня или программно через определенные промежутки времени. На этом этапе удаляется до 60% взвешенных частиц сточных вод.


Очистка сточных вод. Очистка физико-химическими методами

Этот этап очистки имеет огромное значение при обработке сточных вод промышленных предприятий. При этом удается обеспечить не только приемлемый состав сбрасываемой воды, но и предупредить химический износ и коррозию материалов водоотводящей сети. Очищение жидкости осуществляется посредством подачи реагентов, нормализующих уровень кислотности, осветление и обеззараживание воды. После такой обработки образуется довольно много осадка, подвергающегося удалению и последующей переработке. Дозирование и подготовка реагентов осуществляется с учетом расхода стоков воды и показаний аналитических датчиков: контроля проводимости воды AnaCONT LCK, контроля pH и ORP (окислительно-восстановительного потенциала) AnaCONT LE.


Очистка сточных вод. Биологическая очистка

В системах биологической очистки используется способность микроорганизмов минерализовать органические субстанции. Преобразование органических примесей происходит с образованием углекислого газа, воды (или метана при анаэробном процессе) и прироста биомассы бактерий. Для повышения производительности этого процесса он искусственно интенсифицируется путем создания определенных условий: поддержания температуры, насыщения жидкости кислородом, поддержания уровня осадка – так называемого «активного ила». Насыщение кислородом происходит в емкостях аэрации. Роль последующих ёмкостей-отстойников заключается в разделении осадка (ила) и воды. Недостаточное количество осадка снижает интенсивность процесса очистки, переизбыток его ведет к выносу частиц осадка из отстойника с последующей невозможностью обеспечить нужную степень очистки воды. Контроль уровня осадка может осуществляться непрерывно ультразвуковыми датчиками уровня с чувствительными элементами, имеющими соответствующую степень защиты IP68. Иловая смесь подвергается частично утилизации, частично возвращается в процесс биоочистки. Возврат должен осуществляться в соответствии с изменением потока сточных вод.

Расход сточных вод, чаще всего, измеряется ультразвуковыми датчиками уровня в лотке Parshall. Наилучшее решение для измерения расхода иловой смеси – магнитно-индукционные расходомеры, например типа ЭМИС-МАГ 270. Совокупность этих решений позволяет регулировать процесс биоочистки в реальном времени и поддерживать процесс качественной очистки воды с одновременной экономией электроэнергии на илоперекачивающих насосах и в процессе обезвоживания ила при его утилизации.


Удаление осадка

Осадок из ёмкостей-отстойников передается в автоклавы для термического обеззараживания и обезвоживания. Уровень загрузки автоклава контролируется датчиком уровня ультразвукового типа, аналогичным рассмотренным выше, или микроволновым рефлексным уровнемером, например, типа MicroTrek (Nivelco) или GWLF (производства компании DDTOP GROUP). Обезвоженный осадок вывозится для утилизации, а выделяющийся при обработке биогаз может использоваться для производства электроэнергии в генераторах.

Контроль давления процесса осуществляется врезными гидростатическими датчиками давления NIVOPRESS (Nivelco) или LMP331, LMP331i, LMK331, LMK351 (компания BD SENSORS RUS). Производство биогаза классифицируется как опасное, поэтому все указанные применяемые преобразователи сертифицированы по ATEX.

Контроль температуры биогаза осуществляется термодатчиками. К числу наиболее популярных можно отнести преобразователи THERMOCONT TTJ (Nivelco), датчики серии TW и TH (компании Autonics), или TS (производитель FOTEK CONTROLS).


Сводные таблицы применяемых преобразователей для разных этапов очистки сточных вод

Ультразвуковые преобразователи уровня используются на каждом этапе обработки сточных вод, начиная с канализационных насосных станций и вплоть до обработки осадка в автоклавах. Основные параметры, позволяющие предварительно выбрать датчики для этих этапов, с учетом их последующего интегрирования в единую информационную систему, представлены в таблице.

Тип датчика Диапазон измерения Температура среды Давление среды Степень защиты чувствит. элемента Сертификация Тип интерфейса
EasyTREK
EasyTREK для жидкостей, экономичный многофункциональный ультразвуковой измеритель уровня
0,2…4м; 0,25…6м; 0,35…10м; 0,45…15м -30…+90°С 0,5…3бар IP68 ATEX 4…20 мА; HART; 2 релейных выхода
EchoTREK
EchoTREK для жидкостей, компактный ультразвуковой измеритель уровня и потока
0,25…6м; 0,35…10м;
0,45…15м; 0,6…25м
-30…+90°С 0,5…3бар IP68 ATEX 4…20 мА; HART; 2 релейных выхода
INNOLevel ECHO
INNOLevel ECHO недорогой ультразвуковой уровнемер для жидкостей
0,2…15 м -20…+80°С 1 бар IP65 без сертификации 4…20 мА; Modbus;
2 релейных выхода
Gauger GSM
Уровнемер Gauger GSM
0,15…9,5 м -30…+70°С 0,5...5бар IP68 ATEX MiniUSB; RS485; GSM; GPRS
Gauger 420
Ультразвуковой уровнемер Gauger 420
0,15…9,5 м -30…+70°С 0,5...5бар IP68 ATEX 4…20 мА; miniUSB; HART; Modbus
ZMICROFLEX-C
ZMICROFLEX-C – компактные ультразвуковые датчики общего применения
0,45…11 м -40…+70°С 0,25..3бар IP67 ATEX 4…20 мА; HART
SmartScan-25/50
SmartScan-25/50 – семейство многофункциональных интеллектуальных ультразвуковых датчиков
0,6…10м; 0,4…12м;
0,6…25м; 0,6…40м
-40…+80°С 1 бар IP67 ATEX 4…20 мА; RS232; RS485; 5 релейных выходов.
SmartLite
SmartLite – бюджетный интеллектуальный ультразвуковой уровнемер для жидкостей
0,6…10м; 0,4…12м;
0,6…25м; 0,6…40м
-40…+80°С 1 бар IP67 ATEX 4…20 мА; RS232; RS485; 5 релейных выходов.


На первом этапе – при перекачке сточных вод канализационными насосными станциями, для глубоких колодцев также применяются погружные гидростатические датчики уровня. Эти устройства разработаны для длительной работы в крайне тяжелых условиях при практически полном отсутствии обслуживания. В таблице представлены типы гидростатических погружных датчиков уровня для работы в сточных колодцах.

Тип датчика Диапазон измерения Степень защиты чувствит. элемента Сертификация Тип интерфейса
NivoPress NC
NivoPress NC, погружной гидростатический уровнемер для сточных вод
До 20 м вод.ст. IP68 ATEX 4…20 мА; HART
NivoPress NC+NAW104
Nivopress NP+NAW-104, погружной гидростатический уровнемер для грязной воды
До 200 м вод.ст. IP68 ATEX 4…20 мА; HART
LMP308, LMP308i
LMP 308, высокоточный уровнемер для общего применения
До 250 м вод.ст. IP68 ATEX 0…20 мА; 0…10 В
LMK 358
LMK 358, промышленный датчик погружного типа
До 100 м вод.ст. IP68 ATEX 4…20 мА
LMK 358H
LMK 358H – «интеллектуальный» промышленный погружной датчик уровня
До 100 м вод.ст. IP68 ATEX 4…20 мА; HART
MPM489W
MPM489W – экономичный датчик уровня
До 200 м вод.ст. IP68 без сертификации 4…20 мА
MPM4710
MPM4710 – интеллектуальный датчик/регистратор уровня агрессивных жидкостей
До 110 м вод.ст. IP68 без сертификации RS485
MPM416
MPM416 – гидростатические датчики широкого пользования
До 200 м вод.ст. IP68 ATEX 4…20 мА; 0…10 В
MPM5589
MPM5589 – промышленный гидростатический уровнемер для непрерывного контроля
До 5 м вод.ст. IP68 ATEX 4…20 мА; 0…5 В; Modbus
PBLT2
Погружные гидростатические уровнемеры Dwyer
До 16 м вод.ст. IP68 без сертификации 4…20 мА
PBLTX
Погружные гидростатические уровнемеры Dwyer
До 14 м вод.ст. IP68 ATEX 4…20 мА
FBLT
Погружные гидростатические уровнемеры Dwyer
До 14 м вод.ст. IP68 без сертификации 4…20 мА


Сводная таблица для выбора поплавковых сигнализаторов уровня для защиты канализационных насосов сточных колодцев от «сухого хода». Все указанные датчики используются для систем канализации сточных вод. Большинство сигнализаторов позволяет напрямую осуществлять включение/отключение насосов, минуя дополнительные коммутирующие устройства. Длина кабеля может быть выполнена по индивидуальному заказу.

Тип сигнализатора Стандартная длина кабеля Угол переключения Степень защиты
чувствит. элемента
Параметры коммутир. электроцепи
Nivofloat NW 100
Поплавковый датчик уровня NW-100
5м; 10м; 20м Гистерезис перек-
лючения 400 мм
IP68 10А/250В перем. тока
AQUA XL
AQUA XL – поплавковый датчик с внутренним балластом
6м; 10м; 15м; 20м; 30м ± 10° IP68 250В 10А резистивная нагр.
4А индуктивная нагр.
Реверсивные контакты
AQUA MEDIUM
AQUA MEDIUM – поплавковый регулятор уровня со встроенным балластом
6м; 10м; 15м; 20м; 30м ± 10° IP68 250В 16А резистивная нагр.
6А индуктивная нагр.
Реверсивные контакты
SOBA, SOBA SMALL
Поплавковые регуляторы SOBA SMALL
5м; 6м; 10м; 13м; 15м; 20м; 25м ± 25° IP68 250В 16А резистивная нагр.
6А индуктивная нагр.
Реверсивные контакты
AT 120
AT 120 – поплавковый датчик для особо интенсивной эксплуатации
1м; 3м; 5м;10м; 20м ± 120° IP68 250В 10А резистивная нагр.
4А индуктивная нагр.
Реверсивные контакты
ATS 165
ATS 165 – поплавковый регулятор уровня в экстремальных условиях
5м; 10м; 15м; 20м; 25м ± 165° IP68 250В 10А резистивная нагр.
4А индуктивная нагр.
Реверсивные контакты
FA/FB
Экономичные поплавковые переключатели уровня серии FA/FB
0,6м; 3м; 5м; 10м; 20м ± 80°; +18°-3°;
± 10°
IP68 Микропереключатель:
10А/250В; 15А/250В;
3А/125В/250В.
Ртутное реле: 1А/230В.
Герконовое реле: 70 ВА AC; 50 Вт DC
Контакты: NO/NC/SPDT

Заказать консультацию инженера

Водомер

АСУ ТП1
АСУ ТП2
АСУ ТП3
АСУ ТП4
АСУ ТП5
АСУ ТП6
АСУ ТП7
Новости
17
09.18
Российские сертификаты для ротаметров Hedland
14
09.18
Новые возможности в измерении линейных перемещений
10
09.18
Изменение цен в сентябре 2018
06
09.18
В продаже - первый в мире искрозащищенный КПК
03
09.18
«Непыльный» контроль сыпучих сред