SCADA TRACE MODE в АСУ ТП очистки сточных вод г. Липецка

 16.12.2021 Специалисты муниципального унитарного предприятия «Липецкая станция аэрации» (МУП ЛиСА) разработали, внедрили и постоянно развивают автоматизированную систему контроля параметров технологического процесса очистки сточных вод города Липецк. Очистные сооружения г. Липецка представляют собой комплекс механической и  биологической очистки и обеззараживания сточных вод.


Технологический процесс очистки сточных вод

Сточные воды поступают на решетки 1-ой и 2-ой технологических линий очистных сооружений, где происходит удаление грубых примесей, а также обработка сточной воды овицидным препаратом. Затем  стоки освобождаются от песка в песколовках и направляются в первичные отстойники, для осаждения взвешенных частиц тонких фракций. Осветленная таким образом сточная вода поступает на аэротенки-нитриденитрификаторы и аэротенки-вытеснители.

В аэротенках осуществляется биологическая очистка стоков бактериями с участием воздуха, поступающего через пористые трубы аэрации от нагнетателей, управляемых системой АСУ ТП (рис. 2 справа). Очищенная в аэротенках иловая смесь поступает во вторичные отстойники, являющиеся составной частью сооружений биологической очистки, в результате которой происходит разделение биологически очищенной воды и активного ила, удаляемого в иловую камеру.

Затем производится обеззараживание биологически очищенной воды ультрафиолетовым излучением. Обеззараживание ультрафиолетом - это современный и прогрессивный метод, позволивший отказаться от использования как токсичного жидкого хлора, так и от его менее токсичного аналога - гипохлорита натрия, вредных для водоема и здоровья людей, а также как недостаточно эффективного в отношении ряда микроорганизмов.

В процессе очистки сточных вод образуется осадок с плохой водоотдачей, так как большая часть воды в нем находится в связанном состоянии. Для снижения объема образующегося осадка используются аэробные стабилизаторы, илоуплотнители, шламовые резервуары, цех механического обезвоживания, иловые площадки и накопители осадка.

Аэробные стабилизаторы с аэрационной системой, предназначены для улучшения оседающих свойств. В них поступает избыточный активный ил и сырой осадок первичных отстойников. Смесь сырого осадка и избыточного активного ила аэрируется воздухом в течение 48 часов. Стабилизированный осадок поступает в приемную камеру илоуплотнителей, которые предназначены для уплотнения активного ила.

Обезвоживание уплотненного ила осуществляется на ленточных фильтр-прессах со сгустителями с применением флокулянта. Обезвоженный осадок по транспортеру поступает в автомашину и вывозится в накопители осадка или на иловые площадки на территории предприятия. Из накопителей осадок сточных вод вывозится на площадки-накопители на расстоянии 30 км от города для обеззараживания в течение 5 лет. В дальнейшем осадок будет использоваться в качестве удобрения в сельском хозяйстве, в благоустройстве, рекультивации земель, в лесных питомниках. Предприятие имеет сертификат Министерства природных ресурсов Российской Федерации об экологическом соответствии обработанного осадка нормативам.

Очищенная вода поступает в реку Воронеж по трем трубопроводам диаметром 1200 мм.


АСУ ТП очистных сооружений МУП ЛиСА г. Липецка 

SCADA TRACE MODE на очистных сооружениях

Целью внедрения АСУ ТП очистных сооружений МУП ЛиСА стало повышение стабильности и качества технологического процесса биологической очистки сточных вод, а также снижение потребления электроэнергии.

Для этого был обеспечен удаленный контроль состояния основных агрегатов очистных сооружений, приборный контроль отдельных параметров процесса, автоматизированное управление и регулирование технологического процесса очистки сточных вод г. Липецка. 

В настоящее время АСУ ТП очистных сооружений МУП ЛиСА включает в себя следующие объекты:

вторичные отстойники №№ 1,2,3 (первой технологической линии);
дренажная насосная станция (первой технологической линии);
насосно-воздуходувная станция (первой технологической линии);
станции ультрафиолетового обеззараживания УФО №1, (первой технологической линии);
- аэротенки нитри-денитрификаторы №№ 1,2,3 (первой технологической линии);
насосная станция сырого осадка;
вторичные отстойники №№ 3,4,5,6,7,8;
первичные отстойники №№ 1,2,3;
воздуходувная станция (МУП «ЛиСА»);
станции ультрафиолетового обеззараживания УФО №2;
аэротенки нитри-денитрификаторы №№ 1,2,3,4;
контактные резервуары (выход очищенной воды).



Уникальная особенность разработанной АСУ ТП заключаются в том, что она по состоянию на 2021 г. объединяет порядка 80% всех технологических участков предприятия в единую систему диспетчеризации. Общее количество параметров, контролируемых в АСУ ТП равно 5837 шт. АСУ ТП очистки сточных вод обеспечивает непрерывный визуальный контроль параметров  оборудования в реальном времени, сбор данных с приборов КИПиА (расход, уровень, температура, мутность, вибрация и т.д.), а также SCADA TRACE MODE на очистных сооружениях дистанционное управление отдельными агрегатами.

АСУ ТП очистных сооружений состоит из 3-х уровневой:

полевые устройства (исполнительные механизмы и датчики);
устройства сбора данных о состоянии технологического процесса и цифрового управления оборудованием, а также средства передачи информации на операторский уровень АСУ ТП;
ПК операторов - графическое отображение состояния процесса, оборудования, задание уставок, блокировок, архивирование и хранение данных. Операторский уровень выполнен на базе SCADA TRACE MODE (АдАстра, Москва).
Система визуализации разработана в инструментальной системе SCADA TRACE MODE 6.10. в клиент-серверной архитектуре. В качестве основного сервера реального времени используется TRACE MODE ДокМРВ+, обменивающийся данными с ПЛК Siemens CPU S7 через OPC Сервер. К серверу ДокМРВ+ подключены три клиентских станции TRACE MODE NetLink Light 6.10, на которых сделаны АРМ операторов. Связь между объектами автоматизации и верхним уровнем АСУ ТП осуществляется как по оптоволокну, так и по беспроводной сети Wi-Fi.

Ход работ и источники финансирования

Работы включали следующие этапы:

разработка технического задания;
разработка электрических схем шкафов управления;
сборка и установка шкафов управления;
написание программы в SCADA TRACE MODE и создание проекта визуализации.
АСУ ТП очистки сточных вод г. Липецка в очистных сооружениях разработана в рамках плановой реконструкции объектов МУП ЛиСА, финансировавшейся на деньги Новолипецкого металлургического комбината, муниципального бюджета и ЕБРР. Все работы выполнялись силами сотрудников МУП «ЛиСА» и привлеченными подрядными организациями  г. Липецка.

SCADA TRACE MODE на очистных сооруженияхРазработчики системы отмечают хорошую работу службы технической поддержки «ООО АдАстра», оказавшей большую помощь при разработке АСУ ТП.  

Система очистки сточных вод г. Липецка находится в состоянии развития. Администрация города Липецка проводит реконструкцию второй технологической линии для обеспечения еще более глубокой очистки воды, такой, чтобы очищенные стоки соответствовали бы нормативам ПДК рыбо-хозяйственного водоема.