CH676975A5 - - Google Patents
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Description
1 1
CH 676 975 A5 CH 676 975 A5
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Description Description
La présente invention concerne un procédé pour la régulation d'une installation d'épuration des eaux résiduaires selon le préambule de la revendication 1. The present invention relates to a method for regulating a wastewater treatment plant according to the preamble of claim 1.
On connaît de nombreux procédés pour la régulation de telles installations. Toutefois, leur inconvénient majeur est qu'ils apportent des réponses purement tactiques à une mesure instantanée, comme un joueur d'échecs qui ne jouerait qu'en fonction d'une évaluation statique de la situation, sans tenir compte du jeu adverse. Ainsi, il n'est pas possible de modifier l'équation qui, dans l'unité de traitement physico-chimique, donne les taux de réactifs en fonction de la pollution et des objectifs fixés pour tenir compte du fonctionnement de l'unité d'épuration biologique. En ce qui concerne ce dernier, en outre, il n'est pas envisageable de stopper l'alimentation d'un filtre avant une pointe prévisible de pollution pour lui assurer un fonctionnement plus long en période creuse, et ce, en tenant compte, bien évidemment, de la capacité totale de filtration. On peut dire, pour résumer, que les régulations de type connu sont purement locales et que le temps n'y est pas intégré. Numerous methods are known for regulating such installations. However, their major drawback is that they provide purely tactical answers to an instant measurement, like a chess player who would only play according to a static assessment of the situation, without taking account of the opposing game. Thus, it is not possible to modify the equation which, in the physico-chemical treatment unit, gives the reagent rates according to the pollution and the objectives set to take into account the functioning of the biological purification. With regard to the latter, moreover, it is not conceivable to stop the supply of a filter before a predictable peak of pollution in order to assure it a longer operation in off-peak periods, and this, taking into account, well obviously, the total filtration capacity. To sum up, we can say that the known type of regulations are purely local and that time is not integrated into them.
Aussi, le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients, et, plus précisément, de proposer un procédé du genre spécifié ci-avant qui intègre les notions d'espace et de temps, qui assure une gestion raisonnée et à moindre coût des installations de traitement, qui, à coût constant, permet l'élimination maximale de la pollution carbonée et qui respecte les impératifs de sécurité de la manière la plus totale. Also, the purpose of the present invention is to remedy these drawbacks, and, more specifically, to propose a process of the kind specified above which incorporates the concepts of space and time, which ensures reasoned management and at lower cost. treatment facilities, which, at constant cost, allow the maximum elimination of carbon pollution and which respects safety requirements in the most total way.
Selon l'invention, ces buts, et d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints, dans un procédé du genre spécifié plus haut, grâce au fait que la variation des paramètres de conduite de l'installation tient compte à la fois des données que sont les estimations de la pollution instantanée aux divers niveaux du traitement d'épuration, les prévisions de la charge polluante sur une période d'au moins 24 heures et le potentiel épuratoire de l'installation. According to the invention, these aims, and others which will appear subsequently, are achieved, in a process of the kind specified above, thanks to the fact that the variation of the operating parameters of the installation takes account of both the data which are the estimates of instantaneous pollution at the various levels of the purification treatment, the forecasts of the pollutant load over a period of at least 24 hours and the purification potential of the installation.
On comprend que cette anticipation constante du flux de pollution et des capacités d'épuration de l'installation, inconnue jusqu'alors, ainsi que la prise en compte des risques de pollution accidentelle, permettent au procédé selon l'invention de se situer largement en deçà des limites théoriques que connaissent tous les procédés appartenant à l'état antérieur de la technique. It is understood that this constant anticipation of the pollution flow and the purification capacities of the installation, previously unknown, as well as taking into account the risks of accidental pollution, allow the process according to the invention to be largely in within the theoretical limits of all the processes belonging to the prior art.
En ce qui concerne le potentiel épuratoire de l'installation, il peut être déterminé à partir de l'état d'encrassement de l'un au moins des filtres utilisés lors du traitement biologique et/ou à partir de la quantité de biomasse qui est présente dans l'étage des boues activées. Ce mode de détermination du potentiel épuratoire est remarquablement fiable et son utilisation constitue une amélioration importante lors de la mise en œuvre du présent procédé. Regarding the purification potential of the installation, it can be determined from the fouling state of at least one of the filters used during the biological treatment and / or from the quantity of biomass which is present in the floor of activated sludge. This method of determining the purifying potential is remarkably reliable and its use constitutes a significant improvement during the implementation of the present process.
Quant aux prévisions de la valeur de la charge polluante qui constituent un autre élément de base de l'invention, elles, s'étendent avantageusement sur une durée qui correspond à un cycle caractéristique du profil de pollution en débit et en charge, ce qui augmente le coefficient de confiance attaché aux modèles statistiques correspondants. De préférence, ces prévisions s'étendent sur une durée de deux fois 24 heures, et elles sont examinées en glissant dans le temps sur 48 heures, ce qui constitue un compromis satisfaisant entre la longueur des prévisions et leur fiabilité. As for the forecasts of the value of the pollutant load which constitute another basic element of the invention, they advantageously extend over a duration which corresponds to a cycle characteristic of the pollution profile in flow and in load, which increases the confidence coefficient attached to the corresponding statistical models. Preferably, these forecasts extend over a period of twice 24 hours, and they are examined by sliding in time over 48 hours, which constitutes a satisfactory compromise between the length of the forecasts and their reliability.
Compte tenu de la difficulté des problèmes posés, où la complexité des raisonnement croit très rapidement avec le nombre de règles de fonctionnement utilisées, le procédé selon l'invention fait avantageusement appel aux techniques de l'intelligence artificielle, c'est-à-dire aux «systèmes experts», pour agir sur les paramètres de fonctionnement de l'installation en fonction des données fournies notamment par les anticipations spécifiées ci-avant et par les estimations de la pollution instantanée aux divers niveaux du traitement d'épuration. Given the difficulty of the problems posed, where the complexity of the reasoning grows very rapidly with the number of operating rules used, the method according to the invention advantageously uses the techniques of artificial intelligence, that is to say to "expert systems", to act on the operating parameters of the installation according to the data provided in particular by the anticipations specified above and by the estimates of instantaneous pollution at the various levels of the purification treatment.
Les vastes possibilités offertes par l'informatique et, plus précisément, dans le cas de l'espèce, par les systèmes experts, permettent d'intégrer dans le procédé selon la présente invention diverses informations qu'il lui serait très difficile - sinon impossible - d'exploiter de manière satisfaisante s'il n'utilisait pas ces méthodes modernes de traitement. The vast possibilities offered by data processing and, more precisely, in the case in point, by expert systems, make it possible to integrate into the process according to the present invention various information which it would be very difficult - if not impossible - to operate satisfactorily if he did not use these modern methods of treatment.
Les autres données qu'il peut ainsi intégrer sont, en particulier, l'évaluation du temps de fonctionnement des filtres utilisés lors du traitement biologique en fonction des charges massiques, des impératifs économiques comme le coût de l'énergie électrique aux diverses heures de la journée, l'évaluation de la charge massique d'un réacteur de boues activées en fonction de la pollution déjà reçue ou à recevoir, et les résultats antérieurs qui permettent au système d'améliorer ses performances au cours du temps. The other data which it can thus integrate are, in particular, the evaluation of the operating time of the filters used during biological treatment as a function of mass loads, economic imperatives such as the cost of electrical energy at various times of the day, the evaluation of the mass load of an activated sludge reactor as a function of the pollution already received or to be received, and the previous results which allow the system to improve its performance over time.
Un autre aspect important du procédé selon l'invention, ainsi que cela a été dit plus haut, réside dans les estimations de la pollution instantanée aux divers niveaux du traitement d'épuration. Dans cette optique, il est clair que le choix des capteurs utilisés et leur situation dans l'installation de traitement sont des éléments fondamentaux. Another important aspect of the process according to the invention, as has been said above, lies in the estimates of instantaneous pollution at the various levels of the purification treatment. From this perspective, it is clear that the choice of sensors used and their location in the treatment installation are fundamental elements.
Ainsi, il est avantageux d'estimer la pollution de l'eau à traiter ou en cours de traitement à partir de l'une au moins des valeurs suivantes: les matières en suspension (MES), la demande biologique en oxygène (DBO), la demande chimique en oxygène (DCO), la teneur en azote et teneur en phosphore. Thus, it is advantageous to estimate the pollution of the water to be treated or during treatment from at least one of the following values: suspended matter (MES), biological oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD), nitrogen content and phosphorus content.
Ces valeurs et leur mode de détermination sont bien connues des spécialistes en la matière, mais, selon la présente invention, leur estimation est réalisée, de préférence, à partir de mesures de densité optique. Ainsi, on peut utiliser, en amont du traitement physico-chimique, une unité d'estimation de la pollution constituée par un décanteur lamellaire, un spectrophotomètre d'absorption UV visible à fonctionnement continu sur de l'eau résiduaire, et un microprocesseur qui traite les informations reçues selon un modèle préétabli pour les fournir, par exemple, au système expert dont il a été question plus haut. These values and their method of determination are well known to specialists in the field, but, according to the present invention, their estimation is preferably carried out on the basis of optical density measurements. Thus, one can use, upstream of the physico-chemical treatment, a pollution estimation unit constituted by a lamellar settling tank, a visible UV absorption spectrophotometer with continuous operation on waste water, and a microprocessor which processes the information received according to a pre-established model to supply it, for example, to the expert system mentioned above.
De même, on peut utiliser avantageusement, en amont et/ou en aval du traitement biologique, un ap5 Likewise, an ap5 can advantageously be used, upstream and / or downstream of the biological treatment.
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pareil d'estimation de la pollution ou «pollutomètre» comprenant un spectrophotomètre d'absorption UV/visibie à fonctionnement continu. De tels pol-lutomètres, ainsi que l'unité d'estimation de la pollution décrite plus haut, sont associés de préférence à des turbidimètres et/ou à des granulomètres à laser en vue d'affiner les mesures de la pollution de l'eau en cours de traitement. similar pollution estimation or "pollutometer" including a UV / visibie absorption spectrophotometer with continuous operation. Such pol-lutometers, as well as the pollution estimation unit described above, are preferably associated with turbidimeters and / or laser granulometers in order to refine the measurements of water pollution being processed.
Avantageusement, l'installation d'épuration qui met en oeuvre le procédé de l'invention comprend un détecteur de toxiques qui est monté en amont du traitement physico-chimique et dont les données sont intégrées par le système, afin de pouvoir réaliser une correction par voie chimique et/ou un court-circuitage du traitement biologique et/ou un détournement du flux toxique vers un réservoir de stockage intermédiaire. Advantageously, the purification installation which implements the method of the invention comprises a toxic detector which is mounted upstream of the physico-chemical treatment and the data of which are integrated by the system, in order to be able to carry out a correction by chemical route and / or a short-circuiting of the biological treatment and / or a diversion of the toxic flow towards an intermediate storage tank.
Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, les paramètres qui permettent d'agir en permanence sur le fonctionnement de l'installation comprennent en outre l'énergie d'agitation utilisée lors de l'étape de mélange rapide ou «flash-mixing» du traitement physico-chimique. According to a preferred embodiment of the present invention, the parameters which make it possible to act permanently on the operation of the installation also include the stirring energy used during the rapid mixing or “flash-mixing” step. »Of physico-chemical treatment.
La description qui va suivre, et qui ne comporte aucun caractère limitatif, permettra de bien comprendre comment la présente invention peut être mise en pratique. Elle doit être lue en regard des dessins annexés, parmi lesquels: The description which follows, and which has no limiting character, will make it possible to understand clearly how the present invention can be put into practice. It should be read against the accompanying drawings, among which:
- La figure 1 est un diagramme qui représente, de manière extrêmement schématique, une installation d'épuration utilisée dans le cadre de la présente invention, ainsi que certains de ses organes et circuits de commande: et: FIG. 1 is a diagram which represents, in an extremely schematic manner, a purification installation used within the framework of the present invention, as well as some of its organs and control circuits: and:
- La figure 2 est un diagramme à blocs qui montre la structure d'ensemble du système informatique basé sur les techniques de l'intelligence artificielle qui est utilisé pour l'exploitation de l'installation de la figure 1. - Figure 2 is a block diagram which shows the overall structure of the computer system based on the techniques of artificial intelligence which is used for the operation of the installation of Figure 1.
Comme on le voit sur la figure 1, l'eau brute à traiter arrive en 1 dans l'installation d'épuration et elle commence par traverser un appareil de détermination de la pollution entrante qui est désigné dans son ensemble par le repère 10 et qui sera décrit plus loin de manière plus détaillée. A sa sortie de cet appareil 10, l'eau est introduite en 16 dans une installation de traitement physico-chimique qui est désignée dans son ensemble par le repère 20 et qui peut être court-circuitée, au moins partiellement, par une conduite 21, dite «de by-pass», la mise en service de cette dernière et le réglage du débit d'eau qui la traverse étant assurés par un ensemble de vannes dont une seule a été représentée en 22 à titre d'illustration très schématique. La position et les caractéristiques de tels organes peuvent être aisément déterminés par les spécialistes en la matière, et il n'est donc pas nécessaire de les décrire ou de les représenter ici dans leur ensemble. As can be seen in FIG. 1, the raw water to be treated arrives at 1 in the purification installation and it begins by passing through an apparatus for determining the incoming pollution which is generally designated by the reference 10 and which will be described later in more detail. At its exit from this device 10, the water is introduced at 16 into a physico-chemical treatment installation which is designated as a whole by the reference 20 and which can be short-circuited, at least partially, by a pipe 21, called “bypass”, the commissioning of the latter and the adjustment of the water flow which passes through it being ensured by a set of valves of which only one has been shown at 22 by way of very schematic illustration. The position and characteristics of such organs can be easily determined by specialists in the field, and it is therefore not necessary to describe or represent them here as a whole.
Dans sa forme de réalisation représentée, l'installation de traitement physico-chimique 20 comprend un bac 23 dans lequel on introduit en 24 des quantités dosées d'agents de coagulation des particules colloïdales que l'on mélange sous agitation rapide ou «flash-mixing» au moyen de pales 25. Ce bac 23 est suivi par des floculateurs équipés d'agitateurs lents 26 et par des décanteurs lamellaires à compartiments 27, la sortie des boues se faisant en 28 à la base de ces derniers. Ces floculateurs et ces décanteurs peuvent d'ailleurs être regroupés dans un seul bassin à décantation lamellaire lorsque l'on suit les enseignements du brevet français n° 85.18 301 du 11 décembre 1985. In its illustrated embodiment, the physicochemical treatment installation 20 comprises a tank 23 into which 24 are metered quantities of coagulation agents for the colloidal particles which are mixed under rapid stirring or “flash-mixing”. »By means of blades 25. This tank 23 is followed by flocculators equipped with slow agitators 26 and by lamellar decanters with compartments 27, the outlet of the sludge taking place at 28 at the base of the latter. These flocculators and these decanters can also be grouped in a single lamellar settling tank when following the teachings of French patent n ° 85.18 301 of December 11, 1985.
L'eau provenant en 29 de l'unité de traitement physico-chimique 20 et/ou de son by-pass 21 peut ensuite être soumise à une épuration biologique dans une installation qui est désignée dans son ensemble par le repère 30, qui est constituée par un certain nombre de cuves 30a, 30b, etc. montées en parallèle, et qui, de même que l'installation de traitement physico-chimique 20, peut être court-circui-tée, au moins partiellement, par une canalisation de by-pass 31 munie de vannes dont une seule a été représentée en 32. The water coming at 29 from the physico-chemical treatment unit 20 and / or from its by-pass 21 can then be subjected to a biological purification in an installation which is generally designated by the reference 30, which is constituted by a number of tanks 30a, 30b, etc. mounted in parallel, and which, like the physico-chemical treatment installation 20, can be short-circuited, at least partially, by a by-pass pipe 31 provided with valves of which only one has been shown in 32.
Chacune des cuves 30a, 30b, etc. peut être mise en service par l'ouverture d'une vanne 33a, 33b, etc., montée sur sa canalisation d'arrivée. Ces cuves sont avantageusement du genre décrit dans les brevets français n° 76.21 246 du 12 juillet 1976 et n° 78.30 282 du 25 octobre 1978, et elles comprennent alors un lit de charbon biologiquement actif qui est supporté par une plaque perforée, dans lequel pénètre, à une hauteur convenablement choisie, une pluralité de tubes d'adduction d'air 34a, 34b, etc., respectivement, et qui est traversé, de haut en bas et à une vitesse prédéterminée, par l'eau qu'il s'agit d'épurer. Des canalisations 35a, 35b, etc. relient entre elles, respectivement, l'entrée et la sortie des cuves 30a, 30b, etc., et elles comprennent chacune une pompe et des vannes non représentées dont la raison d'être va être expliqué maintenant. Each of the tanks 30a, 30b, etc. can be put into service by opening a valve 33a, 33b, etc., mounted on its inlet pipe. These tanks are advantageously of the type described in French patents No. 76.21 246 of July 12, 1976 and No. 78.30 282 of October 25, 1978, and they then comprise a bed of biologically active carbon which is supported by a perforated plate, into which penetrates , at a suitably chosen height, a plurality of air supply tubes 34a, 34b, etc., respectively, and which is traversed, from top to bottom and at a predetermined speed, by the water it s is to purify. Pipes 35a, 35b, etc. interconnect, respectively, the inlet and outlet of the tanks 30a, 30b, etc., and they each comprise a pump and valves not shown, the reason for which will now be explained.
Le lit de charbon contenu dans les cuves 30a, 30b, etc. est submergé et fixe. II fonctionne en conditions aérobies, et, à partir d'une charge fraîche de charbon, il est rendu biologiquement actif au cours d'une phase préliminaire d'une durée de quelques heures au cours de laquelle on fait circuler l'eau à épurer à travers le lit, par exemple en circuit fermé par l'intermédiaire des canalisations 35a, 35b, etc., avec injection simultanée d'air, jusqu'à ce que l'effluent soit pratiquement clair, c'est-à-dire dépourvu de turbidité colloïdale. Enfin, ce lit doit être nettoyé après une semaine environ de fonctionnement, lorsque la charge à travers lui atteint une valeur prédéterminée, par lavage en lit fluide à l'aide d'un courant ascendant d'eau épurée, les boues étant déchargées à travers un trop-plein dans un canal d'écoulement. A la sortie 36 de cette installation 30, on obtient ainsi de l'eau épurée. The coal bed contained in the tanks 30a, 30b, etc. is submerged and fixed. It operates under aerobic conditions, and, starting from a fresh load of coal, it is made biologically active during a preliminary phase lasting a few hours during which the water to be purified is circulated to through the bed, for example in a closed circuit via the pipes 35a, 35b, etc., with simultaneous injection of air, until the effluent is practically clear, that is to say free of colloidal turbidity. Finally, this bed must be cleaned after about a week of operation, when the charge through it reaches a predetermined value, by washing in a fluid bed using an ascending stream of purified water, the sludge being discharged through an overflow in a flow channel. At the outlet 36 of this installation 30, purified water is thus obtained.
Toutes ces opérations sont réalisées automatiquement grâce à des commandes qui émanent d'une unité informatique centrale 40 et qui agissent sur les mécanismes correspondants. Parmi ces automatismes, on a simplement indiqué, de manière très schématique et en traits mixtes, une commande 41 agissant sur les vannes 32 qui permettent de court-circuiter plus ou moins l'installation 30 d'épuration biologique, des commandes individuelles 42 ouvrant ou fermant les vannes 33a, 33b, etc. d'alimentation All these operations are carried out automatically thanks to commands which emanate from a central computer unit 40 and which act on the corresponding mechanisms. Among these automations, we have simply indicated, very schematically and in phantom, a control 41 acting on the valves 32 which make it possible to more or less short-circuit the biological purification installation 30, individual controls 42 opening or closing the valves 33a, 33b, etc. feed
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CH 676 975 A5 CH 676 975 A5
6 6
en eau à épurer des cuves correspondantes 30a, 30b,* etc., ces vannes déterminant le nombre des étages de traitement, des commandes individuelles supplémentaires 43 régissant le débit d'air injecté dans tes diverses cuves, et, pour Ghacune de ces dernières, des commandes individuelles 44 permettant de faire circuler l'eau en cours de traitement, dans un sens ou dans l'autre, à travers les canalisations 35a, 35b, etc. Ainsi que cela a été indiqué plus haut, ces canalisation permettent une circulation d'eau descendante dans les cuves 30a, 30b, etc., par exemple en circuit fermé, lors de la phase préliminaire destinée à rendre biologiquement actif le charbon qu'elles renferment, et une circulation d'eau ascendante lors de la phase de lavage ou de nettoyage du charbon actif. in water to be purified from corresponding tanks 30a, 30b, * etc., these valves determining the number of treatment stages, additional individual controls 43 governing the flow of air injected into your various tanks, and, for each of these, individual controls 44 making it possible to circulate the water during treatment, in one direction or the other, through the pipes 35a, 35b, etc. As indicated above, these pipes allow a downward circulation of water in the tanks 30a, 30b, etc., for example in a closed circuit, during the preliminary phase intended to make the carbon which they contain biologically active. , and an upward circulation of water during the washing or cleaning phase of the activated carbon.
D'autres commandes agissent sur le fonctionnement de l'installation de traitement physico-chimique 20, comme par exemple une commande 45 agissant sur les vannes 22 qui sont chargées de court-cir-cuiter plus ou moins cette installation, une commande 46 réglant l'addition de réactif en 24 dans la cuve 23 de mélange rapide, et une commande 47 modifiant l'énergie d'agitation des pales 25 de cette Guve, Other commands act on the operation of the physico-chemical treatment installation 20, such as for example a control 45 acting on the valves 22 which are responsible for short-circuiting this installation more or less, a control 46 regulating the addition of reagent at 24 into the rapid mixing tank 23, and a control 47 modifying the stirring energy of the blades 25 of this Guve,
En revanche, que ce soit pour l'installation de traitement physico-chimique 20 ou pour celle d'épuration biologique 30, d'autres organes de commande et leurs moyens de mise en œuvre n'ont été ni décrits ni représentés, afin d'éviter toute surcharge inutile de la figure et de la présente description. Il en est ainsi des autres vannes, pompes et canalisations nécessaires au fonctionnement de la station d'épuration qui vient d'être décrite, car leur montage, d'ailleurs à la portée de l'homme de l'art, a été décrit largement dans les brevets français précités. On the other hand, whether for the physico-chemical treatment installation 20 or for that of biological purification 30, other control members and their means of implementation have neither been described nor represented, in order to avoid any unnecessary overload of the figure and of this description. This is the case with the other valves, pumps and pipes necessary for the operation of the treatment plant which has just been described, because their mounting, moreover within the reach of those skilled in the art, has been widely described. in the aforementioned French patents.
Il convient maintenant de décrire les capteurs que l'on utilise avantageusement pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, car leur nature et leur position sont extrêmement importantes pour assurer la gestion intelligente des moyens d'épuration et des instruments de régulation de l'installation correspondante. It is now necessary to describe the sensors which are advantageously used for the implementation of the method of the invention, since their nature and their position are extremely important for ensuring the intelligent management of the purification means and of the regulation instruments of the corresponding installation.
On commencera par le capteur 10 qui est alimenté en eau brute en 1 et qui est installé en amont de l'installation de traitement physico-chimique 20. Ce capteur, appelé ECOFLOC (marque déposée) fait l'objet du brevet français n° 85.15 245 du 15 octobre 1985 et il ne sera donc pas décrit ici de manière détaillée. II suffira d'indiquer que sa conception résulte de la constatation que, dans ce cas, il faut éliminer, avant la mesure de la pollution, les matières pouvant décanter spontanément qui n'entraînent aucune consommation de réactif lors de l'épuration ultérieure dans l'installation 20 d'épuration physico-chimique. L'ECOFLOC se compose donc d'une unité 11 de séparation des matières décantables fonctionnant en continu et miniaturisée grâce au principe de la décantation lamellaire. A sa base, les boues sortent en 12 et elle est suivie par un spectrophoto-raètre d'absorption 13 UV/vtsibie qui est adapté au fonctionnement en continu sur de l'eau résiduaire et dont les informations sont envoyées par une ligne 14 représentée en traits mixtes à l'unité centrale informatique 40. We will start with the sensor 10 which is supplied with raw water at 1 and which is installed upstream of the physico-chemical treatment installation 20. This sensor, called ECOFLOC (registered trademark) is the subject of French patent n ° 85.15 245 of October 15, 1985 and will therefore not be described here in detail. It will suffice to indicate that its design results from the observation that, in this case, it is necessary to eliminate, before measuring the pollution, the materials which can settle spontaneously and which do not involve any consumption of reagent during the subsequent purification in the 'physico-chemical purification installation 20. The ECOFLOC therefore consists of a unit 11 for separating decantable materials operating continuously and miniaturized using the principle of lamellar decantation. At its base, the sludge comes out at 12 and it is followed by a spectrophoto-absorption meter 13 UV / vtsibie which is suitable for continuous operation on waste water and whose information is sent by a line 14 represented by mixed lines at the central computer unit 40.
Cet ECOFLOC, associé à un simple turbidimètre T1 de type classique, permet notamment de connaître le flux de pollution entrant, la quantité de boues qui sera produite, ainsi qu'une appréciation de la qualité de ces dernières par le rapport MES/hydroxyde de fer. En outre, un détecteur de toxiques B est avantageusement monté entre l'ECO-FLOC 10 et le turbidimètre T1 et il peut notamment servir à commander le détournement des flux toxiques éventuels vers un stockage intermédiaire. This ECOFLOC, associated with a simple T1 classic type turbidimeter, allows in particular to know the incoming pollution flow, the quantity of sludge that will be produced, as well as an appreciation of the quality of the latter by the MES / iron hydroxide ratio. . In addition, a toxic detector B is advantageously mounted between the ECO-FLOC 10 and the turbidimeter T1 and it can in particular be used to control the diversion of any toxic flows towards an intermediate storage.
Un appareil P2 de détermination de la pollution ou «pollutomètre» est monté au voisinage de la sortie 29 de l'installation 20 de traitement physico-chimique. Il repose, comme l'ECOFLOC 10, sur le principe d'une mesure de l'absorption d'un rayonnement ultraviolet combinée avec une mesure d'absorption dans le visible, sans comprendre toutefois de décantation préalable, et il est associé à un turbidimètre T2 qui affine les mesures. An apparatus P2 for determining pollution or "pollutometer" is mounted in the vicinity of the outlet 29 of the installation 20 for physico-chemical treatment. Like ECOFLOC 10, it is based on the principle of measuring the absorption of ultraviolet radiation combined with a measurement of absorption in the visible, without however including any decantation, and it is associated with a turbidimeter T2 which refines the measurements.
De même, un pollutomètre P3 associé à un turbidimètre T3 est monté à la sortie 36 de l'unité 30 d'épuration biologique. Il y a lieu d'ailleurs de préciser à cet endroit que les turbidimètres Tt, T2 et T3 pourraient être remplacés par des granulomètres laser de type connu. Likewise, a pollutometer P3 associated with a turbidimeter T3 is mounted at the outlet 36 of the biological purification unit 30. It should also be specified here that the turbidimeters Tt, T2 and T3 could be replaced by laser granulometers of known type.
Comme on l'a représenté de manière très schématique en 47 sur la figure 1, les Informations fournies par les capteurs B, T1 à T3, P2 et P3 sont amenées à l'unité centrale informatique 40, et il convient de souligner ici que la configuration de ces appareils de mesure, telle qu'elle vient d'être décrite, est celle qui, à la fois, permet la meilleure régulation des paramètres du traitement à un instant donné, et fournît les données les plus pertinentes pour l'application des règles d'inférence du système expert de l'unité centrale 40. As shown very schematically at 47 in FIG. 1, the information provided by the sensors B, T1 to T3, P2 and P3 are brought to the central computer unit 40, and it should be emphasized here that the configuration of these measuring devices, as just described, is that which allows both the best regulation of the processing parameters at a given time, and provides the most relevant data for the application of the inference rules of the central unit's expert system 40.
Enfin, de nombreuses autres données peuvent être introduites dans cette unité centrale 40, comme des températures, des débits de fluide, et, plus important encore, les bases de connaissance. Sauf pour ces dernières dont le cas sera longuement évoqué plus loin, elles ne seront pas décrites ici de manière détaillée, et leur introduction dans l'unité centrale 40 a été simplement schématisée en 48. Finally, many other data can be introduced into this central unit 40, such as temperatures, fluid flow rates, and, more importantly, knowledge bases. Except for the latter, the case of which will be discussed at length below, they will not be described here in detail, and their introduction into the central unit 40 has been simply shown at 48.
Pour en arriver maintenant au système expert qui est utilisé dans le cadre de la présente invention et qui est mis en oeuvre dans l'unité centrale 40, on rappelera tout d'abord qu'un tel système, qui est appelé aussi «à base de connaissances» et qui fait appel aux techniques toutes récentes de l'intelligence artificielle, est un outil informatique dont la fonction est de simuler le raisonnement d'un expert humain et qui se distingue d'un logiciel classique par la séparation des parties «raisonnement» et «connaissances». Comparé à un programme classique qui ne sait résoudre que des problèmes posés toujours rigoureusement de la même façon, un programme écrit en «système expert» ne constitue pas une séquence d'instructions, mais une collection - non séquentielle, mais cependant structurée - d'assertions utilisées au moyen de processus d'inféren-ces qui remplacent les processus algorithmiques et répétitifs des traitements de données usuels. Les données sont ainsi complétées par des connais5 To arrive now at the expert system which is used within the framework of the present invention and which is implemented in the central unit 40, it will be recalled first of all that such a system, which is also called “based on knowledge ”and which calls on the very recent techniques of artificial intelligence, is a computer tool whose function is to simulate the reasoning of a human expert and which is distinguished from a traditional software by the separation of the parts“ reasoning ” and "knowledge". Compared to a classical program which can only solve problems that are always rigorously posed in the same way, a program written in "expert system" does not constitute a sequence of instructions, but a collection - not sequential, but nevertheless structured - of assertions used by means of inference processes which replace the algorithmic and repetitive processes of usual data processing. The data are thus supplemented by knowledge5
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CH 676 975 A5 CH 676 975 A5
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sances que l'on sait également représenter, manipuler et utiliser pour conduire à des décisions raison-nées. We also know how to represent, manipulate and use to lead to reasoned decisions.
En se référant à la figure 2, un tel système à base de connaissances, S, est muni d'un moteur d'inférence M qui est un programme construisant des raisonnements à partir d'une base de faits BF. Dans ce domaine, la définition du mot «inférence» est celle qui est donnée par tout dictionnaire, à savoir une opération intellectuelle par laquelle on passe d'une vérité à une autre vérité, jugée telle en raison de son lien avec la première. Referring to FIG. 2, such a knowledge-based system, S, is provided with an inference engine M which is a program constructing reasonings from a fact base BF. In this area, the definition of the word "inference" is that given by any dictionary, namely an intellectual operation by which one passes from one truth to another truth, judged as such because of its link with the first.
Le moteur d'inférence M fournit ses conclusions à une interface I d'interaction avec l'utilisateur qui délivre un synoptique des résultats atteints et qui permet même, éventuellement, de forcer les paramètres du traitement d'épuration à partir des connaissances emmagasinées dans le système S. C'est grâce à cette interface I qu'est réalisée la conduite du procédé dans son ensemble en P, y compris la fixation des objectifs intermédiaires, par action sur les commandes 41 à 47 et 14 de la figure 1 et sur toutes les autres commandes qui ont été simplement évoquées ci-avant. The inference engine M provides its conclusions to an interface I for interaction with the user which provides a synoptic of the results achieved and which even allows, possibly, to force the parameters of the purification treatment from the knowledge stored in the system S. It is thanks to this interface I that the process is carried out as a whole in P, including the fixing of the intermediate objectives, by action on the commands 41 to 47 and 14 of FIG. 1 and on all the other commands which were simply mentioned above.
Au niveau de l'interface I, l'ensemble du procédé est visualisé graphiquement sur un écran et le positionnement d'un curseur sur tel ou tel point du système permet d'appeler les valeurs instantanées des flux, ainsi que leur historique ou leur prévision. Le positionnement de ce curseur sur un organe comme une vanne ou un moteur permet, pour sa part, de réaliser un changement d'état par télécommande. En outre, l'opérateur peut visualiser à tout moment le «raisonnement» du système, ou tout au moins sa démarche logique, cet aspect «convivial» de dialogue avec la machine n'étant pas le moindre intérêt du procédé qui fournit à l'utilisateur une sorte de synoptique «intelligent». At the level of interface I, the whole process is displayed graphically on a screen and the positioning of a cursor on such or such point of the system makes it possible to call the instantaneous values of the flows, as well as their history or their forecast. . The positioning of this cursor on an organ such as a valve or a motor allows, for its part, to carry out a change of state by remote control. In addition, the operator can visualize at any time the "reasoning" of the system, or at least its logical approach, this "user-friendly" aspect of dialogue with the machine is not the least interest of the process which provides the user a kind of “intelligent” screen.
Le moteur d'inférence M est alimenté par des faits et par des connaissances qui sont issus respectivement d'une base de faits BF et d'une base de connaissances BC et qui sont respectivement examinés par une unité F1 d'examen des faits et par une unité C1 d'examen des règles. A son tour, il peut fournir à la base de faits BF des faits déduits qui sont élaborés par une unité FD. La base de faits BF est matérialisée par une mémoire de travail et elle emmagasine notamment les objectifs visés, par exemple en termes de pollution résiduelle et les prévisions utilisables. Ces dernières ont trait en particulier à la consommation d'eau et à sa pollution prévue, aux données fournies par les capteurs, et aux faits déduits apportés, ainsi que cela vient d'être dit, par le moteur d'inférence M lui-même. The inference engine M is fed by facts and by knowledge which respectively come from a fact base BF and from a knowledge base BC and which are respectively examined by a unit F1 for examining the facts and by a C1 rule review unit. In turn, he can provide the BF fact base with inferred facts that are developed by an FD unit. The BF fact base is materialized by a working memory and it stores in particular the targeted objectives, for example in terms of residual pollution and usable forecasts. These relate in particular to the consumption of water and its expected pollution, to the data supplied by the sensors, and to the inferred facts provided, as has just been said, by the inference engine M itself. .
Quant à la base de connaissances BC, elle est chargée de toutes les «métaconnaissances» qui peuvent lui être apportées par les experts en la matière, en ce qui concerne notamment le mode de fonctionnement des unités de traitement physicochimique et biologique, l'évacuation des boues, les interactions entre les diverses phases du traitement d'épuration, et bien d'autres encore. As for the BC knowledge base, it is responsible for all the "meta-knowledge" that can be brought to it by experts in the field, particularly with regard to the mode of operation of the physico-chemical and biological treatment units, the evacuation of sludge, the interactions between the various phases of the purification treatment, and many more.
Ces connaissances ne sont pas seulement apportées sous la forme de règles, mais aussi sous celle de cadres ou «frames» qui sont parfois définis comme la représentation informatique concrète d'un contexte et qui permet d'approcher simplement la hiérarchie des objets. Chaque cadre est assorti d'un ensemble de valeurs d'attente, par défaut, et les règles sont hiérarchisées de façon à pouvoir distinguer, en particulier, les règles simples des «métarègles» qui permettent d'imposer une stratégie au système. This knowledge is not only brought in the form of rules, but also in that of frames or "frames" which are sometimes defined as the concrete computer representation of a context and which makes it possible to approach the hierarchy of objects simply. Each framework is accompanied by a set of waiting values, by default, and the rules are hierarchical so as to be able to distinguish, in particular, simple rules from “meta-rules” which make it possible to impose a strategy on the system.
Enfin, comme dans tous les systèmes experts, ces informations peuvent être apportées par les spécialistes que l'on consulte sous la forme de règles de production, c'est-à-dire d'expressions de la forme «si conditions, alors conclusions», ce qui permet au spécialiste d'exprimer son expertise de façon simple et modulaire et facilite aussi la mise à jour de la base de connaissances BC. Finally, as in all expert systems, this information can be provided by specialists who are consulted in the form of production rules, that is to say expressions of the form "if conditions, then conclusions" , which allows the specialist to express his expertise in a simple and modular way and also facilitates the updating of the BC knowledge base.
Le système S est également alimenté par des modèles que l'on a regroupés sur la figure 2 dans un bloc MOD et qui intègrent par exemple la prévision du flux de pollution et les divers paramètres de fonctionnement comme les taux de réactifs, la durée de cycle des cuves de traitement biologique et bien d'autres encore. Le système S est également alimenté par une base de données BD qui stocke les entrées ENT constituées par les valeurs fournies par les divers capteurs de l'installation. Ces valeurs peuvent être celles du poids de matières en suspension (MES), de la demande chimique en oxygène (DCO), de la demande biologique en oxygène (DBO), des débits, des températures, des densités optiques donnant entre autres les teneurs en azote et en phosphore, et d'autres encore. La base de données BD peut également stocker des paramètres du traitement et les dysfonctionnements que l'on peut rencontrer. The system S is also supplied by models which have been grouped together in FIG. 2 in a MOD block and which integrate, for example, the forecast of the pollution flow and the various operating parameters such as the reagent rates, the cycle time. biological treatment tanks and many more. The system S is also supplied by a database BD which stores the entries ENT constituted by the values supplied by the various sensors of the installation. These values can be those of the weight of suspended matter (MES), of the chemical oxygen demand (COD), of the biological oxygen demand (BOD), of the flow rates, of the temperatures, of the optical densities giving inter alia the contents in nitrogen and phosphorus, and others. The BD database can also store treatment parameters and the malfunctions that may be encountered.
Il est bien clair que le système S peut intégrer aisément les données essentielles du procédé de régulation selon la présente invention, à savoir les données qui sont constituées, de manière parfaitement originale, par les estimations de la pollution instantanée aux divers niveaux du traitement d'épuration, les prévisions de la charge polluante sur une période d'au moins 24 heures, et le potentiel épuratoire de l'installation. Ces données lui sont fournies, notamment, par la base de données BD et par les modèles MOD qui sont tous deux alimentés par les entrées ENT. Elles constituent une partie de la base de faits BF, et, grâce aux connaissances de la base de connaissances BC, elles permettent une conduite optimale du processus P par comparaison et correction. It is very clear that the system S can easily integrate the essential data of the regulation process according to the present invention, namely the data which are constituted, in a perfectly original manner, by the estimates of instantaneous pollution at the various levels of the treatment of purification, forecasts of the pollutant load over a period of at least 24 hours, and the purification potential of the installation. This data is supplied to it, in particular, by the database BD and by the MOD models which are both supplied by the inputs ENT. They constitute a part of the fact base BF, and, thanks to the knowledge of the knowledge base BC, they allow an optimal control of the process P by comparison and correction.
Bien entendu, seules les possibilités offertes par les systèmes experts permettent une telle optimalisation, compte tenu de l'énorme volume de données et de «métaconnaissances» à mettre en œuvre. Sur les prévisions du flux de pollution, on rappellera en outre qu'il a été montré qu'il est possible de prédire le flux de pollution au cours d'une journée en tenant compte du profil de pollution de la veille, du mois et du jour de la semaine où l'on se trouve, et de certains éléments du climat à plus ou moins long terme. Une modélisation de ce type peut être effectuée sur tous les sites à condition de disposer d'une année de suivi en continu, et elle est stockée dans l'unité MOD. Of course, only the possibilities offered by expert systems allow such optimization, given the enormous volume of data and “meta-knowledge” to be implemented. On the pollution flow forecasts, it should also be recalled that it has been shown that it is possible to predict the pollution flow during a day by taking into account the pollution profile of the previous day, the month and the day of the week you are in, and certain elements of the climate in the more or less long term. Modeling of this type can be carried out on all sites provided there is one year of continuous monitoring, and it is stored in the MOD unit.
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Quoi qu'il en soit, une telle modélisation permet de réaliser assez facilement une disposition importante du procédé selon la présente invention, à savoir que les prévisions de la valeur de la charge polluante doivent s'étendre sur une durée qui correspond à un cycle caractéristique du profil de pollution en débit et en charge, ces prévisions s'éten-dant de préférence sur une période de deux fois 24 heures et étant examinées en glissant dans le temps sur les 48 heures qui suivent l'analyse. Be that as it may, such modeling makes it possible to carry out quite easily an important arrangement of the method according to the present invention, namely that the forecasts of the value of the pollutant load must extend over a duration which corresponds to a characteristic cycle. of the pollution profile in terms of flow and load, these forecasts preferably extending over a period of twice 24 hours and being examined by sliding over time over the 48 hours following the analysis.
Cela étant, d'autres paramètres qui peuvent être également pris en compte pour l'alimentation du système S à base de connaissances sont par exemple: However, other parameters which can also be taken into account for feeding the knowledge-based system S are for example:
- L'énergie d'agitation des pales 25 (voir figure 1) de l'installation de mélange rapide 23; - The stirring energy of the blades 25 (see FIG. 1) of the rapid mixing installation 23;
- Le temps de fonctionnement des filtres utilisés dans l'installation 30 d'épuration biologique; The operating time of the filters used in the biological purification installation;
- Les impératifs économiques, et, en particulier, le coût de l'énergie électrique, compte tenu de l'existence d'heures dites «creuses» où l'électricité est moins chère; - Economic imperatives, and, in particular, the cost of electrical energy, given the existence of so-called “off-peak” hours when electricity is cheaper;
- Les données fournies par le détecteur de toxiques B qui joue un rôle à part vis-à-vis des autres capteurs de l'installation, du fait qu'il commande des opérations d'une autre nature. - The data provided by the toxic detector B which plays a special role vis-à-vis the other sensors of the installation, because it controls operations of another nature.
Enfin, les interactions entre le système à base de connaissances, S, la base de données BD et les modèles MOD permettent au système d'intégrer les résultats antérieurs pour améliorer ses performances. Ainsi, à partir des capteurs P2 et T2 (figure 1), par exemple, on peut enrichir en permanence la base de données BD par de nouvelles informations établissant ainsi la relation: Finally, the interactions between the knowledge-based system, S, the BD database and MOD models allow the system to integrate previous results to improve its performance. Thus, from sensors P2 and T2 (Figure 1), for example, we can continuously enrich the database BD with new information thus establishing the relationship:
Paramètres de traitement = f(caractéristiques de l'eau brute//objectifs). Treatment parameters = f (characteristics of the raw water // objectives).
Cette base BD, qui est initialisée par les données issues de la connaissance qu'ont les industriels des performances de leurs équipements, se fiabilise donc au fur et à mesure du fonctionnement et s'adapte ainsi aux qualités spécifiques des eaux brutes d'un site donné, aux performances du décan-teur lamellaire 27 (figure 1) et à l'équipement 24 d'injection de réactifs. This BD database, which is initialized by data from the knowledge that manufacturers have of the performance of their equipment, therefore becomes more reliable as it operates and thus adapts to the specific qualities of the raw water on a site. given, to the performance of the lamellar decanter 27 (FIG. 1) and to the equipment 24 for injecting reagents.
Ainsi que cela a été dit plus haut, un point important du procédé selon l'invention est relatif au fonctionnement des filtres utilisés dans l'installation d'épuration biologique, et l'exemple suivant, emprunté à la gestion du lavage de six filtres, démontrera bien la complexité d'un tel problème. As has been said above, an important point of the process according to the invention relates to the operation of the filters used in the biological purification installation, and the following example, taken from the management of the washing of six filters, will demonstrate the complexity of such a problem.
En supposant une période qui permette d'assurer en moyenne des lavages par tranches de 36 heures, une première règle simple conduit à proposer une période de 24 heures sur quatre filtres et de 48 heures sur les deux autres. Assuming a period which allows washing on average to be carried out in 36-hour increments, a first simple rule leads to proposing a period of 24 hours on four filters and 48 hours on the other two.
Au temps t=10 heures, l'historique des charges massiques et hydrauliques admises, ainsi que les prévisions sur les charges futures, permettent d'établir les durées probables avant lavage du tableau suivant; At time t = 10 hours, the history of the admitted mass and hydraulic loads, as well as the forecasts for future loads, make it possible to establish the probable durations before washing the following table;
Filtre n° 1 2 3 4 5 6 Filter # 1 2 3 4 5 6
Durée (h) 2 7 40 20 13 36 Duration (h) 2 7 40 20 13 36
En plus de cette configuration, les règles de l'unité de filtration indiquent que la pointe prévue à midi peut être absorbée sur cinq filtres, de sorte qu'il est possible de cesser l'alimentation sur un filtre, et que le filtre n° 2 doit être arrêté jusqu'à 16 heures pour pouvoir être lavé en période creuse. Dans l'hypothèse d'un arrêt du filtre n° 1, la nouvelle prévision suivante est établie: In addition to this configuration, the rules of the filtration unit indicate that the peak expected at noon can be absorbed on five filters, so that it is possible to stop feeding on one filter, and that filter no. 2 must be stopped until 4 p.m. in order to be washed during off-peak periods. In the event of filter # 1 stopping, the following new forecast is established:
Filtre n° 1 2 3 4 5 6 Filter # 1 2 3 4 5 6
Durée (h) X 5 35 17 11 32 Duration (h) X 5 35 17 11 32
On déduit de ces valeurs que le filtre n° 2 devra être lavé à 15 heures ou stoppé; mais, par application des règles de l'unité de filtration, il ne peut être stoppé sans risquer un dépassement de la charge maximale pendant la pointe. On recherche alors une nouvelle combinaison d'ensemble en fixant une augmentation de rendement sur l'installation de traitement physico-chimique et en évaluant les conséquences sur la qualité du traitement et sur les coûts. Un nouveau cycle de raisonnement est alors entamé, et on voit que la complexité de ce problème -qui n'est pourtant pas le plus compliqué à résoudre-justifie que, selon l'invention, on fasse appel à un système expert. We deduce from these values that the filter n ° 2 must be washed at 3 p.m. or stopped; but, by applying the rules of the filtration unit, it cannot be stopped without risking exceeding the maximum load during the peak. A new overall combination is then sought by fixing an increase in yield on the physico-chemical treatment installation and by evaluating the consequences on the quality of the treatment and on the costs. A new cycle of reasoning is then started, and we see that the complexity of this problem - which is however not the most complicated to solve - justifies that, according to the invention, we call upon an expert system.
En fait, ce système permet de déterminer le potentiel épuratoire de l'installation d'épuration biologique à partir de l'état d'encrassement des filtres utilisés, et d'intégrer l'évaluation du temps de fonctionnement de ces derniers en fonction des charges massiques et hydrauliques qui sont appliquées. In fact, this system makes it possible to determine the purification potential of the biological purification installation from the fouling state of the filters used, and to integrate the evaluation of the operating time of the latter as a function of the loads. mass and hydraulics that are applied.
Plus précisément, l'étage de filtration biologique reçoit le flux de pollution résiduel après traitement par l'installation de traitement physico-chimique. Ce flux est également caractérisé par un débit, une concentration en MES et une concentration en DBO qui sont mesurés par les capteurs P2 et T2 (figure 1 ) situés à la sortie de l'étage précédent. More specifically, the biological filtration stage receives the residual pollution flow after treatment by the physico-chemical treatment installation. This flow is also characterized by a flow rate, a MES concentration and a BOD concentration which are measured by the sensors P2 and T2 (Figure 1) located at the exit of the previous stage.
Les paramètres de fonctionnement de chacun des filtres pour atteindre un objectif donné en MES et en DBO de sortie sont alors la vitesse instantanée de l'eau sur le filtre, laquelle résulte entre autres du nombre de filtres en service, et le débit d'air à injecter qui résulte d'un calcul préGÎs à partir de la charge de pollution. The operating parameters of each of the filters to reach a given target in MES and in BOD output are then the instantaneous speed of the water on the filter, which results inter alia from the number of filters in service, and the air flow to be injected which results from a preGÎs calculation from the pollution load.
Dans le système de l'invention, chaque filtre conserve la trace de son activité depuis le lavage précédent sous la forme d'un degré de colmatage et d'un potentiel de durée de cycle avant le lavage suivant. On voit bien que ces facteurs dépendent simultanément des MES retenues sur le filtre et de la DBO déjà éliminée par l'activité biologique. L'expérience permet d'intégrer également, pour la connaissance de la durée de cycle, la notion de profil de pollution reçue ou à recevoir dont il a été question plus haut. In the system of the invention, each filter keeps track of its activity since the previous wash in the form of a degree of clogging and a potential for cycle time before the next wash. It is clear that these factors depend simultaneously on the MES retained on the filter and on the BOD already eliminated by the biological activity. Experience also makes it possible to integrate, for the knowledge of the cycle time, the concept of pollution profile received or to be received which was mentioned above.
Ceci correspond à la notion intuitice selon laquelle une même charge de pollution correspondant à un volume donné d'eau à traiter n'a pas le même impact, aussi bien sur la durée du cycle de filtration que sur les qualités de l'eau traitée, selon qu'elle est equirépartie sur un débit fixe ou qu'elle est traitée This corresponds to the intuitive notion that the same pollution load corresponding to a given volume of water to be treated does not have the same impact, both on the duration of the filtration cycle as on the qualities of the treated water, depending on whether it is distributed over a fixed debit or whether it is processed
5 5
10 10
15 15
20 20
25 25
30 30
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
6 6
11 11
CH 676 975 A5 CH 676 975 A5
12 12
avec des pointes tant hydrauliques que de concentration. with both hydraulic and concentration tips.
De là même façon que pour l'étage physico-chi-mique, on peut, à partir des capteurs situés sur l'eau traitée, comparer en permanence les résultats obtenus et les résultats escomptés et enrichir la base de données BD, moyennant certaines règles relativement complexes, cependant, de façon à obtenir les relations: In the same way as for the physico-chemical stage, one can, from the sensors located on the treated water, permanently compare the results obtained and the expected results and enrich the BD database, subject to certain rules. relatively complex, however, so as to obtain the relationships:
Paramètres de traitement = f(eau traitée, objectifs eau filtrée). Treatment parameters = f (treated water, filtered water objectives).
A chaque instant, chaque filtre est ainsi caractérisé par ses paramètres de fonctionnement et par une durée de cycle potentielle au regard des profils de pollution à recevoir. At each instant, each filter is thus characterized by its operating parameters and by a potential cycle time with regard to the pollution profiles to be received.
Il convient encore de noter que le potentiel épuratoire de l'installation peut aussi être déterminé à partir de la quantité de biomasse présente dans l'étage des boues activées de l'installation d'épuration biologique, et que le système expert utilisé dans le cadre de la présente invention peut intégrer l'évaluation de la charge massique du réacteur de boues activées en fonction de la pollution déjà reçue ou à recevoir. It should also be noted that the purification potential of the installation can also be determined from the quantity of biomass present in the stage of the activated sludge of the biological purification installation, and that the expert system used in the context of the present invention can integrate the evaluation of the mass load of the activated sludge reactor as a function of the pollution already received or to be received.
Enfin, on rappellera que le moteur d'inférence du système expert peut utiliser deux types de raisonnements couramment appelés «chaînage avant» et «chaînage arrière». Avec le premier, le raisonnement se fait en utilisant les règles à partir des faits connus jusqu'à ce que le but ait été déduit. En chaînage arrière, au contraire, le raisonnement a lieu à partir du but en essayant de le ramener à des sous-buts équivalents que l'on cherche alors à vérifier. Finally, it will be recalled that the inference engine of the expert system can use two types of reasoning commonly called "front chaining" and "back chaining". With the first, reasoning is done using the rules from known facts until the goal has been deduced. In back chaining, on the contrary, the reasoning takes place from the goal while trying to bring it back to equivalent sub-goals that we then seek to verify.
Le système expert mis en œuvre dans le cadre de la présente invention peut utiliser ces deux types de raisonnement: le chaînage avant lorsqu'à partir de la qualité d'une eau brute, il définit les paramètres de fonctionnement de l'installation de traitement physico-chimique, et le chaînage arrière lorsqu'à partir de l'objectif de traitement, de l'état des filtres et du profil de pollution à recevoir, il définit les caractéristiques de l'eau décantée qu'il doit recevoir. The expert system implemented within the framework of the present invention can use these two types of reasoning: forward chaining when, starting from the quality of raw water, it defines the operating parameters of the physical treatment installation -chemical, and back chaining when, from the treatment objective, the state of the filters and the pollution profile to be received, it defines the characteristics of the decanted water that it must receive.
Pour conclure, on voit que le procédé de régulation selon l'invention permet de réagir en permanence à la réalité des effluents qui arrivent sur une station d'épuration, et ce, en fonction de l'état de cette dernière et en intégrant son fonctionnement dans le temps. Cette adaptation permanente ouvre en particulier la voie à plusieurs types d'améliorations s'ajoutant à ceux déjà décrits. Ainsi, on améliore la qualité du traitement en utilisant en permanence chaque équipement prévu au mieux de ses possibilités, d'une part, et, d'autre part, on arrive à ne pas utiliser en permanence tous les équipements prévus. To conclude, we see that the regulation process according to the invention makes it possible to constantly react to the reality of the effluents arriving on a treatment plant, and this, depending on the state of the latter and by integrating its operation. in time. This permanent adaptation in particular opens the way to several types of improvements in addition to those already described. Thus, the quality of the treatment is improved by permanently using each item of equipment provided to the best of its ability, on the one hand, and, on the other hand, we manage to not always use all the equipment provided.
Pour une capacité de traitement donnée, on obtient une fiabilité d'ensemble supérieure et on donne à l'installation la capacité de mobiliser, soit un complément de traitement physico-chimique, soit un certain nombre de filtres, jusque-là à l'arrêt, pour faire face à une charge de pollution instantanée imprévue par rapport aux profils-types de pollution. For a given treatment capacity, a higher overall reliability is obtained and the installation is given the capacity to mobilize either an additional physicochemical treatment or a certain number of filters, until then stopped. , to deal with an unforeseen instantaneous pollution load compared to the standard pollution profiles.
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