Componentes
El nombre VACOMASS® abarca numerosos componentes de un sistema de control y medición que se integran como módulos y que se pueden usar individualmente o combinados para obtener un sistema completo para su aplicación en plantas de tratamiento de aguas residuales. En su forma más básica, podría ser simplemente un medidor de caudal de aire o una válvula de control de aire. Como sistema, comienza como un bucle de control local para el oxígeno disuelto (OD) y puede expandirse a sistemas de control complejos que combinan múltiples bucles de control locales e incluye control de presión variable o control de distribución de aire, con simulación de flujo en la sección de medición y control de la tubería. La integración del sistema VACOMASS® y la calibración precisa de los sistemas de distribución de aire en nuestro laboratorio de calibración de caudal CAMASS® siempre garantizan una interacción óptima de los componentes del sistema y la máxima precisión y seguridad para el control del aire, minimizando los costos operativos en el proceso de aireación.
Aplicaciones en tratamiento biológico
Cuando la etapa biológica de una planta de tratamiento de aguas residuales no esté bien aireada, se producirán interrupciones en el proceso y se podrán superar los límites de efluentes. Por otro lado, un exceso de suministro de aire desperdicia energía del soplador y da como resultado un funcionamiento no económico de la planta. Además, el proceso de desnitrificación puede verse comprometido por el exceso de oxígeno disuelto en el flujo de reciclaje. Solo un sistema de control de aireación bien diseñado basado en la demanda real de oxígeno puede garantizar un funcionamiento controlado y económico de la planta. El aire de aireación tiene que superar la resistencia estática y dinámica, por ej. cambios en el nivel del agua, el estado de los aireadores y la caída de presión de las tuberías, en el camino hacia el tanque de tratamiento. Estos factores cambian con el tiempo y son difíciles de controlar. Por lo tanto, incluso los cambios muy pequeños tendrán una influencia significativa en la distribución del aire.
Conceptos de control
Aquí es precisamente donde se puede aplicar el concepto VACOMASS®. Cada sistema VACOMASS® monitorea continuamente el suministro de aire local y puede detectar de inmediato la menor desviación sobre el punto de ajuste. El control local interviene inmediatamente y compensa las perturbaciones externas del sistema de distribución de aire. VACOMASS® proporciona, en función de la carga y la demanda de oxígeno, un suministro constante de aire a los diversos tanques, balsas o zonas de control, o el control basado en la carga de las fases aireadas y anóxicas durante la desnitrificación intermitente. Los sistemas de control convencionales generalmente se basan en la medición y el control de OD, y los sistemas más grandes a menudo superponen parámetros adicionales del proceso, como la concentración de amonio y / o nitrato. Debido al tamaño de la balsa, a la inercia del sistema o al tamaño incorrecto de los difusores, soplantes y elementos de control, y al uso de válvulas de mariposa o de compuerta con capacidad de control inadecuada o limitada, los sistemas de control de OD pueden experimentar desviaciones de hasta 1.5 mg / l desde el punto de ajuste.
Las desviaciones negativas de esta magnitud pueden llevar a un suministro insuficiente de oxígeno a los lodos activados, con consecuencias negativas para las propiedades de los lodos y los valores de efluentes, en particular el amonio. Las desviaciones positivas conducen a una sobre-aireación en el biológico y un aumento de los costos de energía. La sobre-aireación también puede tener consecuencias negativas para el proceso, como la contaminación con oxígeno de las zonas anóxicas (inhibición de la desnitrificación, aumento de nitratos y nitrógeno total en el efluente) o la mineralización del fango activado. Estas consecuencias negativas pueden ocurrir rápidamente en plantas cargadas.
Control de rendimiento
El mejor rendimiento de control y la máxima flexibilidad se logran utilizando sistemas de control en cascada. Las soplantes proporcionan suficiente aire de aireación a la presión necesaria en los tubos de la plataforma (posiblemente utilizando un control de presión variable). El controlador de proceso garantiza que la DO se mantenga en el punto de ajuste al tiempo que contabiliza los parámetros de proceso adicionales. Cuando hay una señal de error (desviación con respecto al punto de ajuste), el sistema VACOMASS® utiliza el flujo de aire como variable de control; en función del OD real, el punto de ajuste del OD y la velocidad de flujo de aire real, calcula el índice de flujo de aire deseado y ajusta el elemento de control en consecuencia. Esto permite que el sistema reaccione a la carga de cambios inmediatamente; no tiene que esperar a que los cambios en el elemento de control tengan un efecto en el OD medido. Las desviaciones con respecto al punto de ajuste se reducen y se evita en gran medida el suministro excesivo o insuficiente de oxígeno.
Diseño de la sección de medida y control
La disposición del sistema puede variar según la tubería disponible y la elección de la válvula de control (válvula de compuerta o válvula de control “Jet Control”). Cuando se usan válvulas de control de compuerta, el diámetro de la tubería se reduce típicamente al inicio de la sección de medición y control, y se expande al final. La válvula de control “Jet Control” VACOMASS® normalmente se puede instalar en la tubería sin ninguna reducción / expansión
Diseño estándar: cuando se dispone de suficiente tubería recta, el medidor de flujo de aire puede colocarse lo suficientemente lejos de la válvula de control para que no se vea afectado por los cambios en el perfil de flujo causados por las acciones de la válvula de control
Disposición compacta: el medidor de flujo de aire se coloca 350 mm delante de la válvula de control de compuerta, o a 0,5 * D delante de la válvula de control “Jet Control”. Cuando se utiliza una válvula de control de compuerta cuadrada VACOMASS® o una válvula de control de compuerta elíptica VACOMASS®, la medición del caudal de aire debe corregirse para la posición real de apertura de la válvula. Dependiendo de la distribución de la tubería delante del caudalímetro de aire y de la precisión requerida, puede ser necesaria o no una corrección automática para la carrera de la válvula de control “Jet Control” VACOMASS®.
Ahorros de energía
Cuando las plantas de tratamiento de aguas residuales operan en condiciones de carga parcial o baja, la demanda de oxígeno se reduce, las tasas de flujo de aire son más bajas y la caída de presión en la tubería disminuye. Cuando se usa el control de presión constante, esto debe ser compensado por las válvulas de control. En lugar de estrangular el flujo de aire con las válvulas de control, tiene más sentido ajustar la presión del sistema. La funcionalidad de control económico VACOMASS® en el armario de control flexible controla el estado del sistema de aireación y determina la presión mínima que se necesita para satisfacer la demanda de oxígeno de la planta. La reducción de la presión de la soplante, reduce el consumo de electricidad, lo que garantiza un funcionamiento económico en condiciones de carga parcial.