Bedre kontroll med dosering av fellingsmidler i renseprosesser for vann og avløp

Et automatisert dosekontrollsystem som opprinnelig ble utviklet for rensing av avløpsvann, kan også benyttes i drikkevannsbehandling. En doktoravhandling fra NMBU foreslår forbedringer i dosekontroll og i validering av målesystemer.

Bedre kontroll med dosering av fellingsmidler i renseprosesser for vann og avløp

Wei Liu disputerte 1. juli 2016 for graden ph.d. ved NMBU – Norges miljø- og biovitenskapelige universitet med avhandlingen "Enhancement of Coagulant Dosing Control in Water and Wastewater Treatment Processes".

Kjemisk felling er en viktig prosess i både avløps- og drikkevannsbehandling.

Optimal doseringen av fellingskjemikalier er avhengig av kvaliteten på innkommende vann, og både rensegrad og driftsøkonomi er avhengig av optimal dose. Det fins et dosekontrollsystem for avløpsvann basert på sanntids overvåking av flere vannkvalitetsparametere. Fullskala tester har vist at systemet gir akseptabel kvalitet på renset vann og bedre driftsøkonomi.

Med utgangspunkt i det eksisterende dosekontrollsystemet har Wei Liu i doktoravhandlingen sin arbeidet med forbedringer av systemet tilpasset drikkevannrensing.

Rensing av drikkevann
Drikkevannsbehandling er et viktig anvendelsesområde for kjemisk felling.

Systemet for flerparameter-basert dosekontrollsystem som i utgangspunktet ble utviklet for avløpsrensing, har gjennom Lius forskning blitt utvidet til drikkevannsbehandling. Testresultatene viser at systemet nå gir mer stabil utløpskvalitet enn tradisjonell mengdeproporsjonal dosering og opptil 10 % besparelse i koagulantforbruk.

Liu benyttet en tilbakekobling (Feed Back, FB) i kombinasjon med den eksisterende modellen basert på foroverkobling (Feed Forward, FF) for håndtering av unormal variasjon i innløpet og samtidig leveranse av ønsket utløpskvalitet.

Den kombinerte modellen (FF-FB) forbedret modellen som var basert kun på foroverkobling.  Slik kan utløpskvaliteten holdes mer stabil samtidig som forbruket av koagulant reduseres.

Ny sensor forbedrer kapasiteten
Utnyttelsen av FF-FB- modellen begrenses fordi fysisk måling av vannets utløpskvalitet alltid gir flere timers forsinket tilbakemelding på grunn av vannets lange opphold i sedimenteringsbassenger.

Utvikling av en soft-sensor basert på innløpssensorene og doseringsnivået kan imidlertid forutsi utløpsturbiditeten før koagulert vann passerer sedimenteringstanken og kan derfor gi tilbakemelding uten forsinkelser for å finne optimal dosering. Testresultatene viser at soft-sensoren fungerte godt innenfor det primære arbeidsområdet.

Påliteligheten til FF-FB-modellen er avhengig av driftsstatusen til nettinstrumenter. For å kunne oppdage og estimere mulige feil i målingene, ble det utviklet et modellbasert system for feildetektering.

Ifølge testresultatene oppdager det nye systemet feil mer effektivt enn en tradisjonell metode, og det blir mulig for FF-FB-modellen å arbeide med nøyaktige målinger fra nettinstrumenter.

Avhandlingen konkluderer med at et automatisert dosekontrollsystem kan benyttes for drikkevannsbehandling, og at systemet kan forbedres ved bruk av FF-FB-modellen, et system som også har stor nytte av en soft-sensor for utløpsturbiditet.

Siden alle styresystemer som er basert på elektroniske målinger er kritisk avhengige av målenøyaktigheter, er et nytt konsept for å validere målingen foreslått.

Annonsering av disputasen

Published 31. oktober 2016 - 18:11 - Updated 23. mai 2017 - 19:12