Componentes
O nome VACOMASS abrange (inclui) numerosos componentes de um sistema de controlo e medida, que se integram como blocos de construção; podem usar-se individualmente ou combinados para se obter um sistema completo para aplicação em centrais de tratamento de águas residuais. Na sua forma mais básica, poderia ser, simplesmente, um medidor de fluxo de ar para ar de arejamento, ou uma válvula de controlo de ar. Como sistema, começa como um bucle de controlo local para o oxigénio dissolvido (OD) e pode expandir-se a sistemas de controlo complexos que combinam múltiplos bucles de controlo locais. Inclui, também, controlo de pressão ou controlo de distribuição de ar, com simulação de fluxo na seção de medida e controlo da tubagem. A integração do sistema VACOMASS e a calibração de fluxo CAMASS garantem uma interação ótima dos componentes do sistema e a máxima precisão e segurança para o controlo do ar de arejamento com custos operacionais baixos.
Aplicações em tratamento biológico
Quando a etapa biológica de uma central de tratamento de águas residuais não está bem arejada, haverá interrupções no processo e poderão superar os limites de efluentes. Por outro lado, um excesso de fornecimento de ar desperdiça energia do soprador e resulta num resultado um funcionamento pouco económico da central. Além disso, o processo de desnitrificação pode ver-se comprometido por excesso de oxigénio dissolvido no fluxo de reciclagem. Só um sistema de controlo de arejamento bem projetado, baseado no pedido real de oxigénio, pode garantir um funcionamento controlado e económico da central. O ar de arejamento tem de superar a resistência estática e dinâmica, por exemplo variações no nível da água, o estado dos ventiladores e a queda de pressão das tubagens até ao tanque de tratamento. Estes fatores variam com o tempo e são difíceis de controlar. Por outro lado, as pequenas variações terão uma influência significativa na distribuição do ar.
Conceitos de controlo
Aqui é onde se pode aplicar o conceito VACOMASS: cada sistema VACOMASS monitoriza, continuamente, o abastecimento de ar local e pode detetar, de imediato, o menor desvio do ponto de ajuste. O controlo local atua imediatamente e compensa as perturbações externas do sistema de distribuição de ar. O VASCOMASS proporciona, em função da carga e a demanda de oxigénio, um fornecimento constante de ar de ventilação às zonas de controlo.
Os sistemas de controlo convencionais baseiam-se, geralmente na medida e no controlo de OD, e os sistemas maiores com frequência sobrepõem parâmetros adicionais do processo, como a concentração de amónio e / ou nitrato.
As variações negativas desta magnitude podem levar a um fornecimento insuficiente de oxigénio aos lodos ativados, com consequências negativas para as propriedades dos lodos e os valores de amónio.
As variações positivas conduzem a um aumento dos custos de energia. O sobre arejamento também pode ter consequências negativas para o processo, como a contaminação com oxigénio das zonas anóxicas (inibição da desnitrificação, aumento de nitratos e nitrogénio total no efluente) ou a mineralização da lama ativada. Estas consequências negativas podem ocorrer rapidamente em centrais carregadas.
Controlo do rendimento
O melhor rendimento de controlo e a máxima flexibilidade conseguem-se, utilizando sistemas de controlo em cascata. Os sopradores proporcionam ar suficiente de arejamento à pressão necessária na tubagem da plataforma (possivelmente, utilizando um controlo de pressão variável). O controlador de processo garantirá que o OD se mantenha no ponto de ajuste ao tempo que contabiliza os parâmetros de processo adicionais. Quando há um erro (desvio em relação ao ponto de ajuste), o sistema VACOMASS utiliza o fluxo de ar como variável de controlo, em função do OD real, o ponto de ajuste e a velocidade de fluxo de ar real, calcula o índice de fluxo de ar desejado e ajusta o elemento de controlo. Isto permite, que o sistema reaja imediatamente à variação de carga; não tem de esperar que as variações no elemento de controlo tenham um efeito no OD medido. Os desvios em relação ao ponto de ajuste reduzem-se e evita-se uma grande medida de fornecimento excessivo ou insuficiente de oxigénio.
Projeto da seção de medida e controlo
A disposição do sistema pode variar segundo a tubagem disponível e a escolha da válvula de controlo (válvula de diafragma ou válvula de controlo de jato).
Quando se usam válvulas de controlo de diafragma, o diâmetro da tubagem reduz-se ao início da seção de medida e controlo, e expande-se ao final. A válvula de controlo de jato VACOMASS normalmente pode instalar-se na tubagem sem nenhuma redução /expansão.
Projeto standard: Quando dispomos de tubagem reta suficiente, o medidor de fluxo de ar pode colocar-se suficientemente longe da válvula de controlo para que não seja afetado pelas variações de fluxo, causado pelas ações da válvula de controlo.
Disposição compacta: O medidor de fluxo de ar coloca-se 350 mm à frente da válvula de controlo de diafragma, ou 0,5*D em frente da válvula de controlo de jato.
Quando utilizamos uma válvula de controlo de diafragma quadrada VACOMASS ou válvula de diafragma elítica, a medida do fluxo de ar deve corrigir-se para a posição real de abertura da válvula.
Poupança de energia
Quando as centrais de tratamento de águas residuais operam em condições de carga parcial ou baixa, a demanda de oxigénio reduz-se, as taxas de fluxo de ar são mais baixas e a queda de pressão na tubagem diminui. Quando se usa o controlo de pressão constante, este deve ser compensado pelas válvulas de controlo. No lugar de estrangular o fluxo de ar com as válvulas de controlo, faz mais sentido ajustar a pressão do sistema. A funcionalidade do controlo económico VACOMASS controla o estado do sistema de arejamento e determina a pressão mínima que se necessita para satisfazer a demanda de oxigénio da central. A redução da pressão do soprador reduz o consumo de eletricidade, o que garante um funcionamento económico em condições de carga parcial.
No sistema de distribuição de ar, uma válvula está aberta sempre (controlo da válvula mais aberta). Em vez de controlar a pressão do sistema, o controlador determina a demanda de fluxo de ar baseado na carga, que deve ser proporcionada pelo controlo maestro dos sopradores.