Optimizacija kontrole postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda

Razvijen od 2018. godine, MACS je dizajniran da podrži rad bioloških postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda zasnovanih na integrisanim sistemima za uklanjanje organskih jedinjenja i hranljivih materija. Pojedinačne komponente rešenja optimizuju performanse tehnoloških procesa. Jednu od ključnih funkcija vrši modul odgovoran za kontrolu bioloških reaktora.„

Postrojenje za prečišćavanje otpadnih voda potrebno je da bi se postigao nivo prečišćavanja koji zadovoljava standardizovane parametre za sadržaj azota i fosfora. MACS sistem optimizuje proces prečišćavanja otpadnih voda, olakšavajući ispunjavanje zahteva za ispuštanjem životne sredine. Primenjeni algoritmi osiguravaju postizanje ovih ciljeva uz minimalnu potrošnju energije. Sistem takođe podržava efikasno upravljanje biomasom optimizacijom spoljne recirkulacije i sprečava prenos aktivnog mulja u prečišćene otpadne vode,“
kaže Robert Vlazlak, direktor Odeljenja za industrijsku automatizaciju u DP Sistem-u.

MACS sistem je implementiran, između ostalog, u postrojenju za prečišćavanje otpadnih voda u Słupsku.

„Polazište radova na modernizaciji bila je potreba za ispunjavanjem emisijskih standarda, što je bilo povezano sa smanjenjem potrošnje energije. Kao rezultat sprovedenih promena, efikasnost se poboljšala za 25 do 35%. Oko 14% toga bilo je zbog poboljšane kontrole, dok je preostali deo rezultat zamene duvala modernim, energetski efikasnijim jedinicama. Pod normalnim radom, postrojenje postiže 80% nivoa samodovoljnosti, ali ponekad to čak dostiže i 100%. To znači da smo energetski nezavisni. Ovo je direktan rezultat primene rešenja DP Sistem,“
kaže Kazimierz Stachira, menadžer postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda u Słupsku.

MACS sistem se koristi za kontrolu aeracije, unutrašnje i spoljne recirkulacije i za regulisanje rada aktuatora kao što su duvači i mikseri.

Rešenje je dizajnirano korišćenjem Siemens tehnologije koja integriše tradicionalni PLC kontroler sa industrijskim računarom. A SIMATIC Box PC, zajedno sa komunikacionim modulima, korišćen je za kontrolu. Siemensove industrijske računare karakterišu visoke performanse, širok opseg radne temperature i otpornost na vibracije, dok zauzimaju minimalan prostor u upravljačkom ormaru. Takođe su dizajnirani da pouzdano rade u teškim uslovima životne sredine.

„Izabrali smo Siemensovo rešenje jer je to svestrana platforma koja kombinuje mogućnosti programabilnog logičkog kontrolera sa industrijskim računarom visokih performansi. Ova računarska snaga je neophodna za integraciju sa MATLAB okruženjem, koje se koristi za implementaciju matematičkih modela, reprodukciju biohemijskih procesa postrojenja za prečišćavanje i izvođenje proračuna za kontrolu procesa. Ovaj pristup nam je omogućio da lako integrišemo sloj optimizacije sa kontrolnim sistemom u istom okruženju,“
objašnjava Robert Vlazlak, direktor Odeljenja za industrijsku automatizaciju u DP Sistem-u.

Značajna prednost primene MACS sistema je široko shvaćeno povećanje sigurnosti procesa koje sprovodi postrojenje koje ga koristi.

Još jedna korist postignuta modernizacijom je široko shvaćeno povećanje sigurnosti procesa koje objekat sprovodi. Implementirano rešenje omogućava postizanje dodatne rezerve nosivosti od približno 20.000 PE (ekvivalent stanovništva). To omogućava postrojenju za prečišćavanje da prihvati veću količinu otpadnih voda za preradu pomoću već postojećeg reaktora.

Još jedan objekat u kome je implementirano MACS rešenje, koje radi na Siemens uređajima, je postrojenje za prečišćavanje otpadnih voda u Ilavi. U ovom slučaju, primarni razlog za implementaciju bila je potreba za smanjenjem sadržaja azota u prečišćenim otpadnim vodama. DP Sistem je pobedio na tenderu i započeo rad koji uključuje zamenu kontrolnih elemenata, prigušivača i pogonskih komponenti odgovornih za kontrolu recirkulacije.

Modernizacija je obuhvatila unutrašnju i spoljnu recirkulaciju, kontrolu aeracije i doziranje PIKS koagulansa. U okviru završenih radova, sistem spoljne recirkulacije promenjen je iz kontrolnog algoritma zasnovanog na ulaznoj zapremini otpadnih voda na onaj zasnovan na nivou mulja u sekundarnim čistačima. Kao rezultat ovih promena, bilo je potrebno automatizovati izlazne kapije instalirane u sekundarnim čistačima. Modernizacija je dovela do poboljšanja kvaliteta prečišćenih otpadnih voda. Takođe su postignute primetne koristi u smislu uštede energije.

„Potrošnja energije u velikoj meri zavisi od vrste otpadnih voda koja se uliva u postrojenje za prečišćavanje. Teže opterećenje zahteva više vazduha i upotrebu duvala koji troše značajne količine električne energije. Zbog varijabilnosti ulaznih otpadnih voda sa različitim koncentracijama, teško je precizno proceniti koliko je novo rešenje energetski efikasno. Međutim, tokom stabilnog rada primećujemo značajno poboljšanje performansi i povećanu energetsku efikasnost instalacije. Upravljanje prigušivačima i isključivanje duvala u pravim trenucima omogućava jasno smanjenje potrošnje električne energije. Zahvaljujući optimizaciji, sada smo u mogućnosti da u potpunosti iskoristimo mogućnosti sistema za prečišćavanje otpadnih voda,“
kaže Krzysztof Draszevski, zamenik šefa postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda u Ilavi.

Implementirano rešenje olakšava maksimiziranje količine biogasa dobijenog u hemijskim procesima. Još jedna prednost MACS sistema je smanjenje vremena potrebnog za određene zadatke.

„U nekim aspektima bilo je moguće smanjiti unos radne snage. Ovo se, između ostalog, odnosi i na kontrolu u sekundarnim čistačima, koji su pre modernizacije zahtevali ručno podešavanje kapija za regulisanje nivoa mulja, dok je sada ovaj proces potpuno automatizovan“,
napominje Krzysztof Draszevski.

„MACS sistem omogućava kontinuirano praćenje mernih uređaja. Omogućava, između ostalog, procenu pouzdanosti trenutnih merenja. Ako sistem utvrdi da je određeno merenje nepouzdano, on obaveštava korisnika i prelazi na alternativno merenje ili bazira kontrolni algoritam na istorijskim vrednostima,“
dodaje Tomasz Požjanek iz DP sistema.