SmartAeration — инженерная система управления аэрацией биологических очистных сооружений. Подача кислорода и перемешивание иловой смеси разведены по разным контурам, и каждый контур ведётся по своей величине: кислородный — по потребности биологического процесса, перемешивающий — по минимально необходимой гидравлической интенсивности.
Аэротенк расходует на аэрацию значительную часть электроэнергии станции, и подаваемый в него воздух работает сразу на две задачи: насыщает иловую смесь кислородом и удерживает активный ил во взвешенном состоянии. Управление обычно ведётся по одному параметру — чаще по растворённому кислороду — или не ведётся вовсе, и тогда воздуходувка работает постоянно. SmartAeration разделяет эти задачи и даёт каждой свой контур с собственным критерием достаточности.
Назначение — биологические очистные сооружения с аэрируемым реактором: муниципальные и локальные станции, очистные гостиничных и жилых комплексов, промышленные объекты. Разработка рассчитана и на новое строительство, и на действующие сооружения, где аэраторы, воздуходувки и логика управления модернизируются без замены станции целиком. Это не отдельный прибор и не одна настройка на все объекты: состав узла и режимы подбираются под конкретный аэротенк.
Воздух в аэротенке обеспечивает окисление органики микрофлорой и одновременно держит хлопья ила во взвеси, не давая им осесть и не оставляя застойных зон. Требования у этих задач разные. Потребность в кислороде следует за нагрузкой и меняется в течение суток; перемешивание такого же количества воздуха не требует — ему довольно минимально необходимого уровня гидравлической интенсивности, при котором ил не оседает.
Управление по одному растворённому кислороду видит только первую из них. Кислорода при этом хватает, а перемешивания может не хватать: ил оседает, появляются застойные участки, контакт сточной воды с биомассой ухудшается. Обратная страховка — подавать воздух с запасом, чтобы перемешивание было гарантированным, — задаёт расход по худшему случаю и оплачивается электроэнергией воздуходувок и их износом.
Разделение опирается на физическое различие между типами аэрации. Мелкопузырчатые элементы переносят кислород в воду эффективнее, но при снижении расхода воздуха могут не обеспечивать перемешивания всего объёма реактора. Крупнопузырчатая аэрация переносит кислород хуже, но как инструмент перемешивания и предотвращения осаждения ила бывает эффективной. Один и тот же кубометр воздуха, поданный через разные элементы, работает по-разному.
Поэтому кислородный контур ведётся по фактической потребности биологического процесса, а перемешивающий включается только тогда, когда первый уже не обеспечивает нужной гидравлической активности. Если мелкопузырчатая аэрация перемешивает достаточно, дополнительный воздух не подаётся вовсе; если её подача упала ниже гидравлического минимума, второй контур усиливается ровно настолько, чтобы ил остался во взвешенном состоянии.
Различие видно в ночном режиме. Приток сточных вод падает, потребность в кислороде снижается вместе с ним, и система уменьшает подачу воздуха. Слишком глубокое снижение осадило бы активный ил, и утренний пик нагрузки станция встретила бы с илом на дне. Раздельные контуры позволяют опустить кислородную подачу до потребности процесса, не опускаясь ниже гидравлического порога.
Узел собирается из мелкопузырчатой аэрации, дополнительного перемешивающего контура, датчиков растворённого кислорода, расхода воздуха и давления, шкафа управления с алгоритмом расчёта подачи и связи с автоматикой станции или SCADA. Набор не фиксирован: на действующем объекте часть перечисленного уже стоит, и заменяется либо дополняется только то, чего не хватает выбранной логике управления.
Три измеряемые величины нужны не только для расчёта подачи, но и для диагностики. Падение растворённого кислорода означает, что процессу не хватает воздуха при заданной подаче. Рост давления в воздуховоде указывает на загрязнение аэраторов или на сопротивление в самой сети. Расхождение фактического расхода воздуха с заданным — сигнал к проверке оборудования подачи, и виден он до того, как отклонение дойдёт до качества очистки.
Сооружения, построенные без автоматики, за годы эксплуатации расходятся с собственным проектом: меняются расход и состав стока, число пользователей, сезонные пики, состояние аэраторов и воздуходувок, свойства активного ила и гидравлика внутри реактора. Полная замена станции не единственный ответ на такое расхождение — часть его снимается заменой аэраторов, перераспределением воздуха, установкой датчиков и изменением логики управления.
Границу между этими двумя ответами определяет обследование, а не каталог. Объём аэротенка, суточный и часовой расход, нагрузка по органике, концентрация активного ила, действующая схема аэрации и наличие застойных зон показывают, чего именно недостаёт станции: воздуха, его распределения или управления им. Разработка отвечает за управление и отчасти за распределение воздуха, тогда как недостаток самого объёма реактора остаётся задачей более глубокой реконструкции.
SmartAeration — собственная инженерная разработка SOLVIA, направленная на повышение эффективности и управляемости аэрации на очистных сооружениях; она ориентирована на практическое применение в действующих и новых системах биологической очистки сточных вод. Технические решения защищаются в рамках патентной стратегии разработчика. Внутренние алгоритмы управления, расчётные параметры и особенности настройки в открытых материалах не раскрываются, и режим для конкретной станции подбирается по её обследованию.
Расскажите об объекте — инженер подготовит расчёт схемы, спецификацию и коммерческое предложение в течение рабочего дня.