MACS
Klucz do oszczędności w procesie biologicznego oczyszczania ścieków
Procesy biologicznego oczyszczania ścieków są energochłonne i należą do jednych z trudniejszych do sterowania. Algorytmy i modele matematyczne oczyszczalni stosowane w rozwiązaniu MACS pozwalają na osiągnięcie zakładanych rezultatów przy minimalnych nakładach energetycznych.
Dzięki implementacji naszego systemu mogą Państwo zaoszczędzić od 15% do 30% energii elektrycznej zużywanej obecnie w procesie biologicznego oczyszczania ścieków. Co przekłada się na znaczące obniżenie rachunków za dostawę energii do obiektu.
Autorski predykcyjny system sterowania procesem biologicznego oczyszczania ścieków MACS to zaawansowany technologicznie system sterowania umożliwiający optymalizację systemów oczyszczania ścieków opartych na technologii osadu czynnego.
Działanie systemu opera się na modelu matematycznym komór osadu czynnego oraz odpowiednio dobranych dla danego obiektu zaawansowanych regulatorach umożliwiających predykcyjne sterowanie procesami oczyszczania ścieków.
MACS stanowi innowacyjne połączenie rozwiązań technicznych i programistycznych, których celem jest kompleksowa optymalizacja efektywności technologicznej, energetycznej, i ekonomicznej oczyszczalni ścieków. Po wdrożeniu i uruchomieniu systemu MACS jest on odpowiednio parametryzowany i dostrajany w warunkach rzeczywistej zmienności ilości i jakości ścieków dopływających do oczyszczalni.
MODUŁY STEROWANIA
System MACS ma budowę modułową dzięki czemu umożliwia automatyczne sterowanie procesami oczyszczania ścieków. Użytkownik w zależności od bieżących potrzeb eksploatacyjnych i stanu poszczególnych urządzeń kontrolno-pomiarowych ma możliwość wyboru pomiędzy różnymi strategiami kontroli procesu w ramach poszczególnych modułów sterowania:
Trzonem systemu jest moduł podstawowy MACS BOX, zbudowany na bazie komputera IPC realizujący zadane algorytmy sterowania. Poprzez dostępną sieć obiektową zbiera on z systemu sterowania i urządzeń pomiarowych informacje o przebiegu procesów. Na ich podstawie oraz za pomocą zaprogramowanych, dostosowanych do potrzeb konkretnego obiektu algorytmów, sterowanie procesami przebiega w sposób predykcyjny i zoptymalizowany, wykorzystując w tym celu modele matematyczne, regulatory MPC, PID i fuzzy logic. MACS BOX przekazuje wyliczone nastawy i sygnały sterujące do obiektowych sterowników PLC, które bezpośrednio oddziałują na urządzenia wykonawcze (przepustnice, pompy, mieszadła) i sterują procesem MACS BOX może działać w jednym z dwu trybów:
• Kontroli jakości pomiarów – tryb podstawowy
Moduł kontroli jakości pomiarów kontroluje jakość przekazywanych przez urządzenia pomiarów na podstawie informacji diagnostycznych z urządzeń i analizy przekazywanych wartości. Jakość pomiaru jest prezentowana w sposób graficzny. Moduł walidacji pomiarów eliminuje pomiary niewiarygodne, informuje operatora o awariach urządzeń pomiarowych i o konieczności wykonania czynności serwisowych.
• Sterowania na podstawie wartości historycznych – tryb awaryjny
W przypadku awarii lub spadku wskaźnika jakości pomiaru jednego lub kilku kluczowych dla systemu sterowania urządzeń pomiarowych, działanie systemu sterowania opiera się na zarejestrowanych wartościach historycznych pomiarów do czasu usunięcia usterki urządzeń pomiarowych.
Moduł sterowania chemicznym strącaniem fosforu (P)
Moduł zapewnia możliwość optymalnego dozowania reagenta do ścieków przed osadnikami wtórnymi. Posiada 3 tryby pracy tj.: sterowanie w oparciu o pomiar P-PO4 za osadnikami wtórnymi, sterowanie predykcyjne w oparciu o pomiar P-PO4 w odpływie z komory nitryfikacji, sterowanie w funkcji stałego % dopływu ścieków surowych.
Moduł sterowania recyrkulacją zewnętrzną
Moduł zapewnia optymalizację stopnia recyrkulacji zewnętrznej. Posiada 3 tryby pracy tj.: sterowanie w funkcji poziomu osadu w osadnikach wtórnych, sterowanie w funkcji stałego % dopływu ścieków surowych, regulację stężenia osadu recyrkulowanego (zmienny poziom osadu w osadnikach wtórnych).
Moduł sterowania recyrkulacją wewnętrzną
Moduł zapewnia optymalizację stopnia recyrkulacji wewnętrznej. Posiada 4 tryby pracy tj.: sterowanie predykcyjne w funkcji stężenia N-NO3 w odpływie z bioreaktora, sterowanie predykcyjne w funkcji pomiaru N-NH4 na końcu strefy anoksycznej, sterowanie w funkcji stężenia N-NO3 w odpływie z bioreaktora, sterowanie w funkcji stałego % dopływu ścieków surowych.
Moduł sterowania procesem napowietrzania (strefa nitryfikacji)
Moduł zapewnia optymalizację procesu nitryfikacji w komorach napowietrzania reaktorów. Sterowanie realizowane jest oddzielnie dla każdej strefy napowietrzania zgodnie z budową reaktora biologicznego. Moduł posiada 4 tryby pracy tj.: sterowanie predykcyjne w oparciu o model matematyczny procesu nitryfikacji, sterowanie w oparciu o pomiar N-NH4 za strefą napowietrzania, sterowanie w oparciu o zadane stężenie O2, sterowanie strefą fakultatywną. Moduł sterowania procesem napowietrzania posiada możliwość niezależnego i dowolnego wyboru jednego z ww. trybów sterowania dla poszczególnych stref napowietrzania.
Moduł sterowania systemem napowietrzania
Moduł zapewnia możliwość sterowania wydajnością dmuchaw i stopniem otwarcia przepustnic dla utrzymania optymalnego stężenia tlenu w strefach nitryfikacji. Posiada 3 tryby pracy tj.: sterowanie ciśnieniem w kolektorze dmuchaw w oparciu o model matematyczny systemu napowietrzania (zmienne ciśnienie), regulacja ciśnienia powietrza w kolektorze na stałym poziomie (stałe ciśnienie), przedmuchiwanie dyfuzorów. Sterowanie dmuchawami reguluje wydajność układu optymalizując pracę zespołu dmuchaw w powiązaniu z układem napowietrzania. Praca odbywa się przy współpracy z modułem sterowania procesem napowietrzania. Algorytm uwzględnia ograniczenia techniczne dmuchaw. Moduł ten dodatkowo pełni funkcję kontroli stopnia kolmatacji dyfuzorów i ich okresowego przedmuchiwania.
Moduł sterowania wiekiem osadu
Moduł sterowania wiekiem osadu oblicza w oparciu o bilans masy osadów dla całego układu biologicznego oczyszczania ścieków tj. bioreaktorów i osadników wtórnych, ilość osadu nadmiernego do usunięcia przy aktualnym stężeniu osadu czynnego w bioreaktorach. Celem zastosowania modułu jest utrzymanie zadanego przez operatora wieku osadu. Zadany wiek osadu utrzymywany jest poprzez automatyczną regulację odprowadzanej w sposób ciągły ilości osadu nadmiernego.
Moduł sterowania odzyskiem węgla
Moduł zapewnia optymalne sterowanie dozowaniem koagulantu do osadników wstępnych w celu optymalizacji redukcji związków organicznych. Moduł posiada minimum 3 tryby pracy tj.: sterowanie predykcyjne w funkcji pomiarów stężenia ChZT przed i za osadnikiem wstępnym, sterowanie na podstawie pomiaru stężenia ChZT w odpływie z osadników wstępnych, sterowanie w funkcji stałego % dopływu ścieków surowych.
Moduł regulacji dopływu ścieków
Moduł zapewnia optymalizację rozdziału ścieków dopływających na poszczególne ciągi technologiczne. Moduł posiada minimum 2 tryby pracy tj.: predykcyjne sterowanie rozdziałem ścieków na podstawie modelu komory rozdziału, sterowanie rozdziałem ścieków na podstawie pomiarów przepływu
Czym jest optymalizacja systemów oczyszczania ścieków?
ZALETY SYSTEMU MACS
DOSTOSOWANIE DO INDYWIDUALNYCH POTRZEB KLIENTA
Wdrożenie systemu każdorazowo poprzedzane jest analizą techniczną i technologiczną istniejącego układu oczyszczania ścieków, systemu sterowania i aparatury kontrolno-pomiarowej. W oparciu o wykonaną analizę przedwdrożeniową przygotowywana jest indywidualna i kompleksowa koncepcja realizacji modernizacji.
ELASTYCZNOŚĆ
Architektura systemu MACS umożliwia jego elastyczną modyfikację i rozbudowę uwzględniając indywidulane wymagania zamawiającego. System współpracuje z urządzeniami pomiarowymi dowolnego producenta oraz wykorzystuje powszechnie stosowane protokoły komunikacyjne (Modbus RTU, Modbus TCP/IP, Profinet IO, Profibus DP, EtherNet/IP i in.). Implementacja MACS nie wyklucza pozostawienia istniejącego na oczyszczalni systemu sterowania.
BEZPIECZEŃSTWO
W celu zapewnienia niezawodnego działania systemu MACS w sterownikach lokalnych zaimplementowane są podstawowe algorytmy sterowania uruchamiane w sytuacji awarii komputera przemysłowego lub sieci komunikacyjnej. Jakość pomiarów wykorzystywanych do sterowania procesem technologicznym kontrolowana jest w sposób ciągły przez system kontroli QAT (ang. Quality Assurance Testing).
OSZCZĘDNOŚĆ
Wdrożenie systemu MACS umożliwia istotne zmniejszenie kosztów eksploatacji oczyszczalni, jak również planowanych kosztów inwestycyjnych i utrzymaniowych poprzez pełne wykorzystanie możliwości technologicznych istniejących urządzeń i obiektów, zwiększenie żywotności urządzeń oraz ograniczenie ryzyka powstawania awarii.
OPTYMALIZACJA
Efektem zastosowania systemu MACS na oczyszczalni jest szeroko pojęta kompleksowa optymalizacja procesu oczyszczania ścieków, w tym:
• Osiągnięcie granic możliwości technologicznych procesu oczyszczania ścieków
• Poprawa jakości ścieków odprowadzanych do środowiska
• Zwiększenie odporności procesu technologicznego na dynamiczne zmiany ilości i jakości oczyszczanych ścieków
• Zmniejszenie zużycia energii elektrycznej na napowietrzanie i pompowanie
• Wzrost aktywności biochemicznej mikroorganizmów osadu czynnego
• Wzrost efektywności procesu nitryfikacji poprzez optymalne, predykcyjne sterowanie napowietrzaniem bioreaktorów
• Poprawa efektywności procesu denitryfikacji poprzez symultaniczną redukcję N-NO3 w komorach napowietrzania
• Poprawa efektywności biologicznej defosfatacji
WSPARCIE
Zapewniamy zdalny nadzór technologiczny i parametryzację systemu przez okres 12 miesięcy od momentu uruchomienia systemu MACS oraz późniejsze wsparcie serwisowe. Oferujemy możliwość podpisania umowy obsługi serwisowej dla zapewnienia stałych przewidywalnych kosztów serwisu.
OGÓLNA ARCHITEKTURA SYSTEMU MACS
System został z powodzeniem wdrożony na kilku oczyszczalniach ścieków przyczyniając się do optymalizacji procesu oczyszczania ścieków, zapewniając lepsze wykorzystanie infrastruktury oraz pozwalając na znacznie oszczędności energii niezbędnej do prowadzenia procesu.
Zainteresowanych zapraszamy do kontaktu. Dysponujemy pełną listą referencyjną oraz danymi z rzeczywistych obiektów.
