dhi presentation
DESCRIPTION
Панел 4TRANSCRIPT
![Page 1: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/1.jpg)
© DHI 2012
Оптимизация на процесите в ПСОВ чрез моделиране и иновативен
контрол
Ян Квятковски – ДХИ Полша Иванка Прюне - ДХИ България
София, 26 Ноември 2013
![Page 2: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/2.jpg)
1/ МАТЕМАТИЧЕСКО МОДЕЛИРАНЕ НА ПРОЦЕСИТЕ В ПСОВ - Създаване и калибриране на математически модел - Симулации - Добри практики - моделиране на : * ПСОВ “Чайка” – Варшава 2.5 милиона Е.Ж. * ПСОВ Краков – 600 000 Е.Ж.2/ОПТИМИЗАЦИЯ В РЕАЛНО ВРЕМЕ НА НАСТРОЙКИТЕ НА SCADA - Добри резултати получени в ПСОВ Сувалки като част от проекта: "Задълбочаване на процесите по отстраняване на азота "
СЪДЪРЖАНИЕ
![Page 3: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/3.jpg)
• Безопасен начин на експериментиране с цел анализ и оптимизиране на системата
При класичическите методи на работа желаните резултати се постигат на принципа “опит-грешка”.• Математическият модел представлява виртуална ПСОВ• Извършват се симулации на различни сценарии на работа, които се тестват преди прилагането им в реална среда• Работи се в изцяло БЕЗОПАСНА среда
МАТЕМАТИЧЕСКО МОДЕЛИРАНЕ НА ПРОЦЕСИТЕ В ПСОВЗАЩО?
![Page 4: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/4.jpg)
1-4
Изучавана система
Оптимизирана система
Модел на системата
Решение за системата
Реал
ен
св
ят
Ви
рту
ал
ен
св
ят Симулация
ЕскперименталноМ
од
ел
ир
ане
Пр
ил
ага
не
Моделиране и симулация: КАК ?
![Page 5: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/5.jpg)
Мощно средство за :
• Динамични симулации
• Анализ на сценариите с цел намаляване на разходите
• Получаване на бързи резултати върху диаграми и в табличен вид
Приложения:
• Проектиране
• Оптимизация на процесите в ПСОВ
• Обучение на проектанти и оператори
• Автоматизация
МАТЕМАТИЧЕСКО МОДЕЛИРАНЕ НА ПРОЦЕСИТЕ В ПСОВ
![Page 6: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/6.jpg)
1-6
Начало на проекта
Създаване на структурата на модела
Извършване на симулации
![Page 7: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/7.jpg)
1-7
Елементи за обработка Поддържани IWA модели•Входни блокове
Библиотека с блок-модели на съоръженията
ASM1Temp ASM2(d)
(Mod)Temp ASM3Temp 2N4DN
ASM3P_EAWAG
Anammox
•Буферни басейни
•Басейни с активирани утайки
•Утаители
•Пясъчни филтри, маслоуловители
•SBR, CFID, … , MBR
•Анаеробно изгниване
•Сензори, регулатори, таймери
•Химично дозиране
•Изсушаване на утайки
![Page 8: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/8.jpg)
1-8
Визуализация на ПСОВ
Голям избор на блокови елементи
Слоеве
Избор на модел
Задаване на условия
Въвеждане на блокови елементи
![Page 9: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/9.jpg)
1-9
Настройка на симулация
Задаване на стойности за параметрите
Настройка за входни/изходни полета
Избор на тип симулация (виртуална)
![Page 10: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/10.jpg)
1-10
Определяне на динамичните цели
Настройка на входен файл: входно водно количество - параметри
Извършване на симулацията
Настройка на симулация
![Page 11: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/11.jpg)
1-11
ПРОВЕЖДАНЕ НА ДИНАМИЧНИ СИМУЛАЦИИ
Изпълнение на симулация
![Page 12: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/12.jpg)
advanced tool used for analyzing and optimization of WWTP processes
МОДЕЛИРАНЕ НА ПСОВ “ЧАЙКА” – ВАРШАВА 2.5 млн.ЕЖ
Модел по основната линия на водата
![Page 13: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/13.jpg)
advanced tool used for analyzing and optimization of WWTP processes
МОДЕЛИРАНЕ НА ПСОВ “ЧАЙКА” – ВАРШАВА 2.5 милиона екв.ж.Контролери
Моделът включва контролерите
Разширени онлайн оптимизационни алгоритми са включени в модела
![Page 14: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/14.jpg)
Предварително калибриранеОбщо твърди вещества врециклираните утайки
Eксперименти: Оптимизация на контролните работни точки (офлайн) на O2, NH4, NO3 Оптимизация на дозирането на химикали Оптимизация на енергийната ефективност
МОДЕЛИРАНЕ НА ПСОВ “ЧАЙКА” – ВАРШАВА 2.5 милиона екв.ж.
![Page 15: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/15.jpg)
МОДЕЛИРАНЕ НА ПСОВ КРАКОВ – 600 000 екв.ж.
Биобасейн
![Page 16: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/16.jpg)
МОДЕЛИРАНЕ НА ПСОВ КРАКОВ – 600 000 екв.ж.Калибриране
Органичен азотАзот след нитрификация
ФосфатиФосфати
Азот след нитрификацияОрганичен азот
![Page 17: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/17.jpg)
МОДЕЛИРАНЕ НА ПСОВ КРАКОВ – 600 000 екв.ж.Калибриране
ХПК - вход ПСОВХПК - вход ПСОВХПК разтворен - изход ПСОВХПК разтворен - изход ПСОВХПК - изход ПСОВ
![Page 18: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/18.jpg)
МОДЕЛИРАНЕ НА ПСОВ КРАКОВ – 600 000 екв.ж.Калибриране
Общо фосфор – входОбщо фосфор – входОбщо фосфор – изходОбщо фосфор - изход
![Page 19: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/19.jpg)
Сценарии:• Водни количества на вход ПСОВ • Аериране • Рециркулация при нитрификация• Динамични настройки ЗАКЛЮЧЕНИЯ:• Голяма толерантност към промените на параметрите на
входните водните количества• Възможност за намаляване на концентрацията на O2 - 20% намаление на консумацията на ел. енергия - Подобрена денитрификация и дефосфатизация• Ефекти от повишаване на рециклираните NO3 - Подобрена денитрификация - 35% увеличение консумацията на електричество за помпени нужди
МОДЕЛИРАНЕ НА ПСОВ КРАКОВ – 600 000 екв.ж.
![Page 20: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/20.jpg)
Софтуерът „WEST“ позволява :• Да се оптимизират проектните параметри• Да се оптимизират работните процеси• Д асе оптимизират дейностите• Да се разберат по-добре процесите и рисковете• Да се разработят планове за действие при
извънредни ситуации• Да се обучават оператори
ДХИ Софтуер „WEST“ World-wide Engine for Simulation, Training
![Page 21: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/21.jpg)
DIMS – подобрен (усъвършенстван) контрол: това е система за оптимизация на SCADA управлението в реално време и разработване на усъвършенствани алгоритми за контрол
SCADA управление: приложение на мониторингови точки (дебит, кислород, налягане, температура и др.)
WEST – Математическо моделиране: това е усъвършенстван инструмент за анализ и оптимизация на процесите в ПСОВ
Втори софтуер на ДХИ „DIMS “
![Page 22: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/22.jpg)
ПСОВ СУВАЛКИ – 100 000 екв.ж.Оптимизация в реално време на настройките
на SCADA
![Page 23: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/23.jpg)
ПСОВ СУВАЛКИ – 100 000 екв.ж.DIMS – усъвършенстван контрол на ПСОВ
Оптимизиран мониторинг = по-нисък разход на енергия + по-добри резултати
DIMS
SCADAPLC
(програмируем локален контрол) Оборудване
(сензори)
![Page 24: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/24.jpg)
ПСОВ СУВАЛКИ – 100 000 екв.ж.Диаграма на модела направен чрез софтуера WEST
Денитрификация Р-ри за нитрификацияРегулатори
Дефосфатизация
Предварителна денитрификация
Вторични избистрители
Създаденият модел е използван за уточняване на проектни параметри за:- Оценка на ефекта при свръхнатоварване- Влияние на неравномерно разпределение на отпадъчните води- Разработване на оптимален работен процес
![Page 25: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/25.jpg)
Сигнали при груби измервания
Филтрирани/валидирани стойности
Данни от оператор
Изчислени стойности (SW
сензори)
Алгоритъм за контрол
Контролен сигнал
Контролът върху аерирането се базира на онлайн измервания за NO3, NH4 и O2.Въз основа на информацията от сензорите системата изчислява оптималните зададени стойности .
Пример: Подобряване контрола на аерирането
![Page 26: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/26.jpg)
Главно меню
Папки
Визуализация
Измервания
Легенда
Връзки към таблици
Връзки към прозорци, регулатори
ПСОВ СУВАЛКИ - DIMS – интерфейс на оператора
![Page 27: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/27.jpg)
Избран контролер
„NH4 параметри”
Пример: Подобряване контрола на аерирането
![Page 28: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/28.jpg)
N-NH4 зададени стойности в участъците на биобасейна
Допустимо съдържание на N-NO3 на изход
Пример: Подобряване контрола на аерирането
![Page 29: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/29.jpg)
Избор
„Monitor O2”
Пример: Подобряване контрола на аерирането
![Page 30: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/30.jpg)
Максимално отваряне на крана
Max. O2 зададена стойност
Стъпка на крана (зададена)
Блокиране на NH4 стойности (през зимата контролираме главно O2)
Пример: Подобряване контрола на аерирането
![Page 31: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/31.jpg)
Изчислена „динамична” N-NH4 стойност (пределна)
Минимално отваряне на крана
PI коефициенти на регулатор
Изчислено максимално отваряне на крана
Пример: Подобряване контрола на аерирането
![Page 32: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/32.jpg)
ТРЕТИРАНЕ НА АЗОТА
Аерационен басейн
NКелдал влизащ NКелдал остатъчен
N03Нитрификация
N03 остатъчен
N2
Денитрификация
Nобщ
ОСНОВНИ ЕТАПИ
Аеробна среда - O2 > 1 mg/lАноксична среда - “консумиране на задържания в клетката кислород“ O2 = 0Анаеробна среда - “пълно задушаване“ O2 = 0
![Page 33: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/33.jpg)
ТРАНСФОРМАЦИЯ НА АЗОТА
ВЪЗДУХ
TR
AN
SFO
RM
ATIO
N D
E L
'AZ
OTE 0
1 -
sou
rce J
B 1
1/1
0
JB
../
../.
...
N oрг. N gazNH4 NO2 NO3
ВОДА
AMОНИФИКАЦИЯ НИТРИФИКАЦИЯ ДЕНИТРИФИКАЦИЯ
Със или без наличието накислород
При наличие на разтворен кислородАЕРОБЕН ПРОЦЕС
Без наличието на разтворен кислородАНОКСИЧЕН ПРОЦЕС
дег
азир
а
не
![Page 34: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/34.jpg)
ПСОВ СУВАЛКИ – 100 000 екв.жДинамични настройки на O2 …
Аеробен кислород0Аеробен кислород1Аеробен кислород2Аеробен кислород3Аеробен кислород4
Вътрешна рециркулацияМетан
![Page 35: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/35.jpg)
ПСОВ СУВАЛКИ – 100 000 екв.ж.Динамични настройки на O2…подобрено ниво на отстранени биогенни елементи
N-NH4 изходN-NO3 изход
Фосфати изходN-NO3 Аноксична2
N-NH4 Аеробна1
![Page 36: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/36.jpg)
ПСОВ СУВАЛКИ – 100 000 екв.ж.Динамични настройки на O2…намаляване на разходите за ел. енергия
Разходи за аериранеРазходи зарециркулация
![Page 37: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/37.jpg)
ПСОВ СУВАЛКИ – 100 000 екв.ж. - РЕЗУЛТАТИ
Примерни резултати: N-NH4 и N-NO3 за различни участъци от биобасейна – измервания в реално време. Дебелата синя линия е сумата от N-NH4 и N-NO3 на изход биобасейн.
![Page 38: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/38.jpg)
Приложения на DIMS в ПСОВ Сувалки
- Контрол на аерацията- Вътрешната рециркулация- Управление на рециклирането на вторичните утайки- Контрол на вътрешния поток от обезводняващи операции- Контрол на смесването- Контрол на възрастта на утайката- Подобрен начин за отчитане на недостиг на кислорода и
задействене на аларма- Известяване на оператора при силно спадане на
налягането на въздуха
![Page 39: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/39.jpg)
РЕЗУЛТАТИ, получени в ПСОВ Сувалки като част от проекта:
"Задълбочаване на процесите по отстраняване на азота"
• Подобрено намаляване на азот (TN)
ПРЕДИ: Средна годишна стойност TN > 15 mg/lСЛЕД: TN < 10 mgN/l, без допълнителни инвестициии
Обикновено: TN < 4-8 mgN/l (извън студените месеци)
• Намалено потреблението на ел.енергия
![Page 40: Dhi presentation](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061609/558ea33b1a28ab93358b469e/html5/thumbnails/40.jpg)
© DHI 2012
Благодаря за вниманието
Ян Квятковски – ДХИ Полша [email protected]
Иванка Прюне - ДХИ България[email protected]
София, 26 Ноември 2013