Автоматизация сооружений механической очистки сточных вод

1. После внедрения комплексной автоматизации все насосные станции были полностью автоматизированы и связаны между собой единым диспетчерским пунктом, расположенным на одной из станций.

В функции средств комплексной автоматики входят непрерывный контроль за работой НС в сочетании с работой водопроводной сети и управление ими. После выключения той или другой станции, обслуживаемый ею район получает воду от других станций по закольцованной сети. Работающие станции при этом изменяют производительность и напор, т.е. происходит самовыравнивание режима работы.

При такой схеме все станции условно разделяют на базисные и пиковые. К первым относят наиболее мощные станции, имеющие скважины с большим удельным дебитом. Эти станции расположены во всех частях города и обеспечивают подачу круглосуточно. На этих станциях устанавливаются упрощенные устройства АУ (автоматического управления), выполняющие защиту системы и передачу сигнала аварий.

К пиковым станциям относят работающие в часы максимального водоразбора, а также во время работы базисных станций (их количество – 20-40%).

Пиковые станции имеют двойное управление: дистанционное – с ЦДП и автоматическое от манометров в характерных точках сети. Эти манометры позволяют обеспечить точный режим работы НС и сокращают число часов работы насосов при полном удовлетворении потребности города в воде.

При возникновении пожаров, а также в случаях резкого возрастания водоразбора падает давление в сети, тогда в районе где произошел пожар, автоматически включается НС.

Таким образом осуществляется полная автоматизация НС с автоматическим регулированием давления контактными манометрами. Диспетчер при этом контролирует работу всей системы водоснабжения как НС, так и водопроводной сети.

При комплексной автоматизации крупных водопроводных станций, получающих воду из поверхностных водоисточников, необходимо размещать ДП в здании очистных сооружений с телеуправлением насосами первого и второго подъема. Для регулирования производительности насосных станций применяется устройство электроаналогового типа (советчик диспетчера), выбирающее оптимальную комбинацию работающих насосов. На НС с однотипными насосами применяется устройство с регулирующей частотой вращения насоса.

2. Автоматические устройства применяют на водопроводных сетях для следующих целей:

- автоматического регулирования расходов и давления воды в сетях в зависимости от колебания водопотребления;

- аварийной защиты и отключения трубопроводов при их повреждении (нахождение мест повреждения с помощью автоматически действующих приборов);

- для автоматического управления водонапорными башнями, автоконтроля и сигнализации УВ в резервуарах;

- для автоматического управления местными насосными установками, предназначенными для повышения напора в водопроводных сетях микрорайонов и отдельных зданий.

Оптимальный режим совместной работы разводящей водопроводной сети, насосных станций и регулирующих емкостей при эксплуатации позволяет достигать минимальных затрат электроэнергии и бесперебойной подачи воды потребителям. В идеале подача воды должна осуществляться в режиме слежения за водопотреблением без существенного запаздывания. Для создания такой системы автоматического управления сети водоснабжения необходимо получать информацию о расходах и напорах воды в многочисленных характерных точках. Это осуществляется с помощью электроконтактных манометров. Однако наибольшая трудность при этом возникает из-за необходимости создания многочисленных каналов связи для передачи показаний разбросанных по городской территории манометров в один пункт управления системы. Прокладка специальных линий связи очень трудоемка, поэтому обычно используют городскую телефонную сеть – ГТС.

На водопроводных сетях применяют устройства для автоматической локализации поврежденных участков. Для этого применяют автоматические клапаны или электросхемы, воздействующие на привод задвижки при возникновении нарушения равенства дистанционно измеряемых расходов воды в конечных точках защищаемого трубопровода, не имеющего ответвлений на этом участке.

3. Технология очистных сооружений канализации отличается сложностью и разнообразием процессов. Основные параметры этих процессов контролируют как правило лабораторным путем отбора проб сточной жидкости в различных точках сооружений и проведения соответствующих анализов.

Задачи автоматизации процессов очистки сточных вод в основном состоят в следующем:

- создание оптимальных условий работы отдельных сооружений, интенсификации всего процесса очистки;

- улучшение технологического контроля за работой отдельных очистных сооружений и ходом процесса очистки в целом;

- улучшение условий труда эксплуатационного персонала одновременно со значительным сокращением штатов;

- уменьшение стоимости очистки сточных вод.

Ввиду постоянно меняющегося количества сточных вод и их состава, стабилизация технологического процесса нецелесообразна. Технологический режим должен корректироваться постоянно. Это создает ряд трудностей перед проектировщиком и эксплуатационником.

На практике задачи автоматизации канализационных сооружений решаются главным образом путем организации управления и контроля за работой сооружений из одного пункта и перевода возможно большего количества сооружений на автоматическую работу.

4. При автоматизации процессов механической очистки сточных вод осуществляется автоматическое управление электродвигателями грабельных механизмов, илоскребов, насосов и т.д. В связи с наличием на сооружениях дежурного персонала частичная автоматизация достигается путем местного дистанционного управления с пуском и остановкой механизмов и контроля за их работой.

Решетки.

При их автоматизации основной задачей является автоматическое управление граблями, дробилками, транспортерами. Автоматическое управление механизмами решеток осуществляется в зависимости от изменения перепада уровней в канале до и после решеток или по заданной программе через определенные промежутки времени.

Следующая задача состоит в технологическом контроле и автоматической защите агрегатов. Дистанционное управление или телеуправление работой грабель или дробилок осуществляется с пульта управления для каждого агрегата в отдельности. В случае аварии автоматически включается запасной агрегат.

Для измерения уровня сточных вод перед решетками предусматривается устройство уровнемеров.

Автоматическая защита комплекса агрегатов (грабли, дробилки и т.д.) предусматривает отключение отдельных агрегатов при их повреждении и выключении напряжения в сети. Сигнализация о работе приборов защиты должна передаваться на ПУ. Кроме того, на пульт управления (ПУ) должны передаваться сигналы о недопустимом повышении уровня сточной жидкости в подводящем канале, о высоте уровня перед решетками и после них.

Песколовки.

Автоматические устройства в песколовках применяют для распределения и регулирования количества поступающих сточных вод, а также для удаления песка при достижении им предельного уровня. Регулирование нагрузки на отдельных песколовках позволяет поддерживать скорость потока жидкости в заданных пределах.

Автоматизация удаления песка из песколовок производится двумя путями. В первом случае песок удаляется по мере достижения им заданного уровня. Во втором случае песок удаляется через определенные промежутки времени, выявленные на основе опыта эксплуатации. При первом варианте необходимо иметь надежный датчик уровня песка.

Удаление осадка из песколовок через заданные промежутки времени производится автоматически с помощью командных электропневматических приборов и реле счета импульсов.

Первичные отстойники.

Наиболее важной задачей является автоматическое удаление из них осадка. В вертикальных и горизонтальных отстойниках возможно самотечное удаление осадка путем выдавливания его под гидростатическим напором находящейся в отстойнике жидкости. В этих случаях автоматическое управление отстойниками осуществляется с помощью задвижки, регулирующей выпуск осадка в зависимости от его качества (влажности) и количества. При удалении осадка из отстойников насосами автоматическая работа отстойника возможна за счет автоматизации пуска и остановки насоса, а также переключения задвижек. Для этого необходимо во время начальной эксплуатации отстойника, когда еще не осуществлена автоматизация, экспериментально установить целесообразность продолжительности работы насоса.

Для эффективной работы первичных отстойников и предотвращения выноса взвеси, необходимо поддерживать одинаковую нагрузку на каждый отстойник или равномерное распределение между отстойниками притока сточных вод.