автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Контроль процессов очистки сточных вод кондуктометрическими методами

шгаттгоя России

ВСЕРОССИЙСКИЙ Ордена Груло&ого Красного Знамени га>М1ЛЕКСНШ ЯАУЧЮ- ИССЛНДОВАТЕЛЬСКИГ ¡Г ЕОНСТРУКТОРСЙО-ТЕХГОЛОГИЧЕСКИЛ ИНСТИТУТ водоснабташи, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии (ВНИИ ВОДГЕО)

йа правах рукописи УДК 628.34

талШШШ Дггоя Сурановяч

ШНГРйХЬ ПРОЦЕССОВ ОЧИСТКИ сточных вся

ВСВДУЕТСШТРЯЧИСИШ шодш • »

(05.23.04. -водоснабгение в кавалязацкя, стродае.гьнш системы охраяц, водных ресурсов)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертация на сокскаяпа ученой этепепп кандидата техшгеескиг наук

Работа выполнена во Всероссийском ордена Трудового Красного Знамени комплексном научно- исследовательском и ссзструк-торско-технодогическоы институте водоснаДгевия, каказшацни, гидротехнических сооружений и ишшнерной гидрогеологии (ЕШШ ЩЦГЕО) Минстроя России.

Научный руководитель доетои технических наук

Е. Еь к2а5(ТО2а

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор А. Я. Егоров кандидат технических наук, доцент Пяюгто ЕЕ

Ведущее предприятие - ПЕНИИ Сантехшпшроекг

1п Защита диссертации состоится " ХЬ 1992 года в

час. О о ют. на заседании специализированного совета ;> 033.05.01 бо ВНИИ БОДГЕО Минстроя Россш по адресу. 112826, г. Москва, Г-48, Коьгсошльскйй проспект, 42.

С диссертацией шггга ознакзцнрься в бгйшяека кастатута.

Аззсрсферат разослан " Ц.%" (3-й. 1532 го^а-

Учсеьй с^ретата специализированного

casera, кандидат технические наук Е. А. Чаетякова

российогг."

ГОСУП/^Г.-'Л. ,

ПдШШОГЙКЛ . 3 _

Общш характеристика работы

/летуаяьность теш В кгстояг^з врзга з связи со зкачн-тельпш ростсу Ешуска продукция зсшическоя, тзпзшостроитедь-рой, юталлурпгсескоЗ я яругах отраслей срташгаппостн увеличилось гагргзтмплэ огругшг^й срзди гадквш и газообразны)."! оггодзки. В связи с пеобходамэстья улуезнгля экологического состояшп округзггрй среды за поелвлнкэ десятнлетга больЕгз вязг.гш:э было удэгеш совергвпствовгягаз техно гони очистка и создайпэ вгккаутшг тестей водного хозяйства. Однако обеспечить Еадйяяуп и бесперэбойнуэ работу очиетяи: еооругзккй лет которых характерна резкиэ волзбаяпя качэствзншг я юшгееетвенш.'? параметров сгочннк вод, соегупащас ез обргбот!су, невозможна бэз сздёгзо действунг^з: слстзл азтогзткчесюто контроля и уп-

3 ггбораторга апгокзканвщя ЕНТЯ ЮДГЕО са послэдтагз до-спт:1г..':::':.: разработал }в?!шле:а спэцгздигЕроваязшх систем автс-кагхчэгкэго шгграгя и управляла гсроцзссгия очтгатгсн сгочнкх еод. В зтез слстегаг пашьзувтея азгоьокгавскЕв прибора к> чгствэгагого ¡гсптро-гя, оаеозггвиг па говдуктоштр5иескга:, по-тен£Ю13?р:г-г?е;~:х, фмоцэтрическпх, ' еааероиотричэсмгх, поля-рогргфпэсгаж ьзтодаз кзкзрэнгл.

Однако нотанкгатура пргборов, шзускзэшх отэтественксЛ прашлйэкноотю, вееыгз. ограничена, что -не позволяет азтоыатг.--знровать цэдй ряд процессов очиикя. К ному гэ и выпускзэйД} прибери я ¡ш'о^у, из гагориг спи осковазж, на всегда удозлё?-■ воряог трзбовзли.'гч прзииаш, ввэду своей слогностн и недостаточной яэдёкжегх Пззтону згдата разработки систем контроля я управлзнкя процессами очистка сгочпыг вод с использованием тандукгог<эгричэскж кэтодов яагаегся весьма актуальной, звяду простота а уяиверсаяьшста этих !.!зтодоз, отраСотаяяоети, гэк&эостн и удобства экешуатадиа гаядуета^этржеких прпбо-роз.

Над.» работа квлгэтея паутаоа обоеяозгшиз и гссгэяоваяк? пряизвидастк .кондуктоютркчэского :»тода контроля л упразлети процзссаы очистка сточных вод, разработка скециаивированшс; средств контроля электропроводимости и. создвзвэ с кспользова-

яки аткх средств вадёяно действу*яш САУ (систем аетоматичзс-шго управления) процессов очистки сточных вол, обесшчетяздгг высокое качество иг очистка в слсдаых дияашчэскет условиях э!кплуатации.

Для доспевши поставленной цели решались еле дуто® ВаДа-

ЧЛ

1 .Исследовать процессы очистка сточных год кзк объекты коидуктоыетрического контроля. Установить основные азишомер-1.ости, связыващие качественные парамвтры очистка с шшненшк электрической проводимости.

2. Провести классификация процессов очистка, да кятсрих ¡гршенш кондуктоштричзскка штод акалЕза.

3. Разработать СЕец^цжокроиаяшй игаропродахькн! ■ гометрический анализатор с вягоканчесвки ЕвракючгЕ;;« дагша-аояов иэмерешй.

4 Разработать систему аатсматшеского верещизченна вели-'ыиы злекгропроюдидасти и поддиапазонов измерения, которая производит автопоиск, нахождение я подключение искомого поддиапазона без вмешательства оператора.

5. Разработать системы автоматического контроля и управления процессами очистки сточных вод с исшшаованием автоматического кондуктометрического анализатора.

Научная новизна Теоретически обоснована щшмгнидасть кондуктометрического метода анализа для контроля процессов очистки сточных вод.

Предложены на основания результатов исследований классификационные группировка процессов очистки сточных вод, для которых югут быть разработаны системы автоматического контроля и управления с использование« кондуктометрического метода анализа.

Научно обосновано создание систем автоматического управления процессами очистки с использованием контроля удельной электрической проводимости как параметра регулирован®* что скачлтельно расширяет возможности автоматизации процессов очистки в условиях недостатка исходной информации о качественной составе сточных вод.

Разработав кондуктометрический анализатор повышенной

■ ' "5" . ; "^Увстестсль госта с ав!гоггшп-!зе:~:м пэргклзгсгппеа дизпззсноз кз-

кэреша для азтокатпзг^я тепюяэиггэских процессов очпстет сточнюс сод. .

Разработал притера Еосгроеспз систем азтсмзтичесюта уп-раз-тзпл процессам:! О'чгггиси сго'-яыг вод с ;1сполъзо2пл:гем ютп-дукгоютричэсккх пр:гбороа.

Пракзтаеагзя цеш-эста. На ссяога тесрзипеекзЕС и зкспери->.:з;;тальньк кссдедоваяпй, предгогэкниг з работе методов расчета, разработан спецпалкз::роваяяна &ето«гптческяЛ кондуктометричео-гсй анализатор и с его исшигзоЕазйем ешггеьирозал кс;лт-."экс систем автоматического контроля и управаглпа процесса.»« ' ■ очкбтки сточгшх вод раалачпого состава, для которых штат бть использована веагсшга здекгрояроаолпшети как параметр козтро-. гя и управления.

.'.■ По результатам проверенных ег«эдоваяиЯ разработаны регга-швдац:л: по газтролза а управйэнш качеством очистка сточнет еод да*:

. 1. Гссегодсгаго ГВЗ - 23.

2. Сгрзтозского !йтязиого завода.

3. Чзбекесрсяого 8шзода прокЕзгехших тракторов.

4. Ш "1ЙЕг22Г* г. йвэвек.

Разработал и запуеззп в серийное производство кондуктошт-рзчееккй аяагпзагор с азтаизтнчеейш пе^евлшением диапазонов

ДУИ- 201. . . ' * ..4-

Дсвобасст работа Осеозшз результата дпссертащгашюЯ работы дскгадьЕйгзсъ а обсугданнъ на научно- технических сова-г-анисх Ш) "АпгСТЕ'р2борин ШШ! ВОДГОО в 1985-1991 гг.

Шбгкканта. Основные половенка даесертацди игшдоны в 10 паучник работах.

Структура я объем ряботк Япссерчвдна состоят пз введена!, 4 глав, общих выводов, вагелтоэкпз, содергат 196 странна еззяйопжшзго текста, 12 табгнц, прпазгззня я спвска дягерагу-ры пз 125 ЕШйноваазй работ отечесгветпп а ездубеяав загород.

Содерганш работы ч

Первая глава диссертации содержит анализ и классификацию технологических процессов очистки, для которых применимы кон-дуктомеярические методы контроля, анализ современного состояния проблемы юондукгоыетркческого контроля сточных вод.

Анализ суврствуших методов и процессов фнаиго-ишической очистки сточных вод показа/ что наиболее актуальна разработка систем коидукпомэгричзского контроля для процессов реагентной, электрохимической и ионообменной очясткн сточных вод.

Выбор ¡шзкно этих процессов в качгстве объектов контроля я. уцравлеки обусловлен тем, что иызйео oes в nssroHtge врага, аазли назбодзе игрека приазшнка при проектировала, строительстве и зкспдуатацяп очистних ееорушгиВ, es технологические с хеш достаточно хороао отработаны и пригодны s¿a автоматизации.

Реагентная очистка, Еключащзл в себя процессы нейтрализации, осаждение гидроксидов металлов, реагентное обезвреживание цианидов и вестиваленткого xpoia, коагуляцию сточных вод, весьма широко пртяяшется практически во всех отраслях промышленности.

Исследования показали, что практически все установки реагентной очистки,. работающие в непрерывном рекшэ без надеино дэйствугадес систем автоштики, допускают проскоки весьма токсичных сагрязкяюсщ вещэств, тагак как кислота, ионы тякелых металлов, Сге* и др. во ьыого раз превышающие допустимые нор-что приводит к ухудшении качества очистки воды.

Косшгря на многообразие технологических схем непрерывной реагентной очис.кн, технологические схеш ее однотипны: в любую кз юа входят усреднитель, смеситель-'реактор и сооружения для осветления воды к отделения продуктов реакции. Каздый из элементов схеш соответствуй^! образом преобразует функции изменения во вреыенн концентраций загрязняющих ингридаентов, причем степень к форна преобразования зависят от конструктив-иуж и технологических параметров объектов.

Поэтому. применение кондуктоштрических анализаторов в

разных точках тегноло*ической системы имеет своп специфику, " связанную с условиями работа элоктродных систем, широтой диапазона измерений, температурными характеристиками среди

Технологическая схеьз процессов электрохимического метода очистки сточных вод в принципе отличается от реагентной толь-го типом реакторов и отсутствием узлов приготовления я дозирования реагентов. Этот метод находит применение па шопп: предприятиях шшшостроенкя и мэталлообрзботки. Болыше количество подобных установок находится в стадии проектирования и строительства.

Так как наибольшее влияние на процесс эяекгрохиыическсЛ очистки оказывал? ковцентрацш загрязнений в поступатьй bojío, • плбтность тока, расстояние иввду электродами и их состоянйз» электрическая проводаюсть и температура воды, то при построен нии систем автошгнчесюого регулирования процессом очистки возникает необходимость контроля электрической проводимое?"* как одного кз определящта пхрадатров.

Основной особенность!) процесса ионообменной очистки кгя объекта управления является непрерывно-периодический, циклический характер работы ионообменных фильтров.

Задачи управления %im процессом супрственно отличается от задач синтеза снетеы управления другими процессами ФХО сточных вод. Главное отличие состоит в невозмогяоети воздействия на процессы, происходящее в слое ионообменной сшш

Автоматизация ионообвэйяых установок заключается в перко-дичесгаш выполнено операций по прекращения рабочего цикла фильтра в момент насыщения слоя ионообменной смолы ионами, сорбируемых из сто'шой воды загрязнений, и по восстзковлешкз рабочей способности фильтров (регенерация и отмывка).

Поэтому для - ионного ебкека вест в нагни аспектом иселэ-дований является установление. параметров копт ролл га всеет стадиями процесса в возшзшострй иг измерения щшыилэнкыет приборами.

Маяуеовой H.R и Пэговым А. Г. было установлен«, что наиболее информативным параметром контроля ионообменного фильтра является проскок определяицего иона, например, для кетионйто-вого фильтра - натрия, для аниояиговкх - хлоридов к щти'лоп.

бши показаны такза возиогности контроля работы этих фаьтров по косвенный иараьютраы: электропроводимости и величине рЕ.

В результате экспериментальных исследований процесса регенерации найдены параметры контроля этого процесса - величина электропроводимости ¿е. и рН элюата

На основе проведенного в работе обзорного анализа сущэст-вуших промышленных кондуктометров выявлены основные недостатки серийно выпускаемых приборов для контроля процессов очистки сточных вод, а проведенные исследования, показали необходимость создания специализированных кондуктомгтряческих счализаторов, обеспечивахщи возможность кеьз рения величины £.

Вторая глава посвлгряа исследованию нроцзсссв очистки сючных вод как объектав кондукгоиэтричэс.ззго юзглгроля. Шли доследованы »сяествех:нкА к толячествекный состав сточкш вод и пьучены возможности использования гандуктоизтричзского контроля для создания систем автодатакесетго управления процессами очистки. Рассматриваема сточные воды представляет собой слож-ш:-з многокомганентные сноси, нз все компоненты которых одинакова существенны для идентификации вектора входных возмугрний.

доказано, что для упрощения задачи идентификации принята лдэадизацая, позволяющая пренебречь рядом второстепенных факторов и выделить основные компоненты загрязнений, которые необходимо учитывать при синтезе систем автоматического управления.

Для кадцой категории сточных вод выбирается своя группа параметров и для них обобщится данные по диапазону да колебаний.

На основании этих данных проводится математическое моделирование статистических параметров промстоков и получается полная математическая модель возыущахщзй среды, т. е. входных параметров промстоков, поступающих на вход очистных сооружений.

Поэтому весыи ваяной задачей данной работы явилась разработка и исследование различных методов и средств контроля, обеспечивающих прямое иди косвенное измерение основных параметров, по которым шало судить о качестве очистки сточных вод.

Одним из наиболее универсальных параметров, широко приме-

вяеуых в системах контроля и управления процессами очистки сточных вод, является величина чЕ Поскольку, кроме величины рН, только измерение удельной электрической проводимости доведено до сравнительно простого и достаточно надежного аппаратурного оформления, в работе проведен комплекс исследований применимости этого параметра для контроля и управления процессами очистки сточных вод различного состава.

В основе измерения электропроводимости лежит выведенный с помощью теории электролитической диссоциации закон Нольраупа

где • С " концентрация раствора ноль/л с/. - степень Диссоцйацин V - число ионов 1 - валентность

Ча, Ун • яодг,И7Лость 'айюйбЬ й УШ-ионов.

Эти исследования показам очень большие возможности использования этого косьенгого параметра для указанных выше целей. Так например, показана 'возможность применения величины для синтеза систем экстремального регулирования процессов нейтрализации некоторых категорий сточных вод химической промышленности.

Исследования проводились на сточннх йодах производства искусственного волокна, в которых определяющим компонентом загрязнений является серная кислота, а соли металлов содеряат-ся з неСолыюи количестве. Экспериментально была получена зависимость между электропроводимостью сточной воды и содержанием в ней серной кислоты (рис.1). При малых содержаниях кислоты электропроводимость солей оказывает некоторое влияние на результат измерений, при больших концентрациях кислоты ее электропроводимость настолько доминирует над электропроводимостью солей, что результат изиерения практически йа зависит от солевого состава.

Сигнал'по электропроводимости поступающей на обработку воды характеризует концентрацию кислоты и ко&зт бить использован для регулирования процессов нейтрализации йрй Ы5]рзботгсз

' - 10 -

сточных сод с глубокие 0 чеотььи кзшнешшш концентрации каелюты в входной воде.

На. основе результатов исследований кислых «злевосодерла-с^п сточных вод травильных отделений металлургических иштиа-кых ааьодов установлена воамэлность применения величины х как параметра контроля и управления этими процессам«. На большинстве предприятий отрасли применяется сернокислое травление металлических изделий, в связи с чей основными гагрязняпцими компонентами сточных вод является серная кислота, сернокислое яглеао и ваведанные вен^ства. присутствующие главным образои в виде окадзшы. Исследование состава сточных вод травильных отделении металлургических и метизных заводов показало, что определяющими загразкявцжщ кошокзнт£1й, которые необходимо учитывать при синтезе састем автоуатнчзскогр регулирований, яв-,-дшся оеркзя • кислота и сернокислое гжлзао (рис.2). Была исследована вогшлность косвенного контроля содержания железа по велите элекропроводишети. Дгя сценки сигнала по величине <£ го результата» экспериментов получена аналитическая гависи-^исть обшрй элеклропроводишетн сернокислых железосодержащих сточных вод от концентрации основных компонентов.

С погрешностью, не превышавдзй 52 в диапазоне концентрации шелоты Ск - О + 2 г/л и концентрации сернокислого «леза 0 т 10 г/л экспериментальны* данвде описываются аналитической зависишстык. 1

X - 2,5 + С„(3,8 - 0,7Сд) * СиаОж (2)

опдгда концентрация га деза равна:

ОМ

Разработано устройство для изиерениа нэвдавтрацин кг лева в кислой среде, основанное на совместной измерении величин зе. я рЯ сточной воды.

Из. аналогии с ранее проведенными исследованиями на датах категориях стоков била изучена воашздэезсь. каш:рола вдаовокоа-цэятрироваиных хрошодераавщ сточных вод цедов гаиваяопокры-

ге ■!О'3 С м/с/1 $

0,4 0,8

1,4 нХоС/М

Рис, 4. Экспериментальная зависимость меаду величиной электрической проводимости сточной йоды и содера&нкем серной кислоты

зе Оп~*см~* Ю'3

Рис.<! Зависимость электрической проводимости сточкой воды от концентрации сзрноослого железа при различной концентрации кислоты

тий- Цюведенныг в лабораторных условиях на модельных растворах исследования показали, что возштэсть приблшг иного определения концентрации Сг£> по величине электрической проводимости существует в ограниченном диапазоне величины рН (от 7 до 4). Щри более низких или высоких рН на величину электропроводимости существенное влияние начинает оказывать присутствующая в растворе кислота. Это объясняется значительно большей подвишостьо ионов водорода и гидроксила по сравнению с соединениями

В результате проведенных исследований была установлена совокупность сигналов по X. и рН, позволяющих установить момент проскока шестивалентного хрома с концентрацией, превышающей 100 «г/л, что позволило использовать этот параметр при синтезе САУ процесса усреднения хромсодержащюс сточных вод.

Результаты исследований возможностей контроля и управления процессами ионооОмэнной очистки по величине х. показали, что этот параметр может быть использовал для контроля общего солесодераання исходной воды, поступашей на ионообменную установку, а также в сочетании с другими параметрами для контроля истощения фильтров и процесса их регенерации.

Проведенные исследования процессов электрохимической очистки сточных вод цехов гальванопокрытий показали, что величина электропроводимости является одам иг параметров, косвенно характеризующим протекание процессов электрокоагуляции и для ее поддержания на оптимальном уровне необходимо осуществлять контроль этого параметра.

Таким образок на основании результатов проведенных исследований разработана классификация процессов очистки сточных вод, для которых могут быть применимы кондуктометрические методы анализа и с их использованием могут быть разработаны системы автоматического контроля и управления.

В третьей главе исследованы физико-химические процессы в коадуктометрическои датчике. Получены математические модели кондукгометрических анализаторов. Получены и использованы уравнения погрешностей коядуктоштрических анализаторов.

Для растворов электролитов связь между электропроводимость» раствора и его физико-химическими свойствами имеет вид:

и)

где Д» - эхеетрспроБодишсть при бесконечном разбаметиг

С - концентрация раствора.

Приведенная формула описывает связь меяду злегегропроподвг ыостьп раствора и его физико-химическими свойствами; Зга связь лежит в основе киндугегомэтричесгаго метода анализа. Но епр существует зависимость величины электропроводимости раствора от параметров приложенного электрического поля, его напряженности и частоты. При практической реализации нондуктометрического метода измерение электропроводимости электролита осуществляется в электролитической ячейке, что вносит дополнительные искажения. Таким образом, при измерении электропроводимости необходимо создание условий, исизочаящп появление эффектов, -могущих привести к искаженно связи »«жду коидентващей раствора и его злагаропроводююстьа

В общем случае, слтротивленке ячейки определяется- величинами: омическим сопротивлением Кя, состоящим, ив истинного) сопротивления электролита' Р, величина которого; н®- зависит- от частоты, из поляризационного сопротивления; в?4.,. величина, которого зависит от частоты, сопротивления О, связанного с током обмена, и сопротивления адсорбированного слоя Яь

- й + + 9 (5)

Таким образом, при измерении электоропроводииости электролитов в электролитической ячейке появляется} ряд, факторов, связанных главным образом с конкретной реализацией; способа; измерения, приводящее к неточному иашрениа электропроводности ■ раствора.

В работе решен ряд задач, поаважадаг существенным образом улучшить технические, технологические и экономические характеристики разработанного анализатоора.

Решена задача выбора метода измерения электропроводимости с учетом больпого диапазона измерения, вшетеой концентрации среды, ее агрессивности.

- 14 -

В основу работы анализатора аоловэн метод преобразования ^дольной электрической проводимости в частоту. Полученная аавксшэсть веет езд:

! _ 0 ■ ¿е.

7 ~ зГс--(б)

где 2£ - удельша электрическая проводимость в Сккансах (См) С - постоянная датчика & сантиметрах (си) с - емкость цепи (®)

5га формула дает количественную свесь мацду уделгяо^ электропроводимостью азаяяаируеюй среды п выходной частотой сигнала. •

Цредложэнная схема включения трехзлектродкого контактного датчаш к неинвертирувдему входу генератора прямоугольных колебаний вызывает пропорцисгадьное изменение частоты следованна импульсов сигнала.

Ревека аадача авгокагкчесмого выбора диапазона измерения. Шреход с диапазона ва диапазон осуЕ^етвлается посредством четырехразрядного двоичного реверсивного счетчика. Поддиапазон Езьаретга высвечивается ш лицевой панели анализатора

Рассмотрена такзе вздача согласования работы анализатора с электронно-вычислительной машиной, что облегчает построение Еффектнвной САУ качеством очистки.

Была разработана в внедрена схема автоматической температурной компенсации, которая дозволяет исклютть влияние температурной погрзшсста анализируемых параметров растворов, фн-кый «зтод термокомпевсащи мэлет быть применен и в других анализаторах гидкнх сред, сснованныг ва аналитических катодах измерений.

Разработана схеиа гандуктомзтрическогс анализатора с ав-тоьаткческиы езреклвтаниеи диапазонов. Диапазон ьзме рения: от 1- 10*сы/сн до 1 См/си с разбивкой на пять поддиапазонов. Предел допускаемого значения основной приведенной погрешности ±2,01 в рабочем диапазоне измерений. Ш рис.3 приведена схсыа гявдкгоштрического анализатора.

Проведена офкпа влияния кеннформативкых параметров (теи-рорагда сзади, частота в напряжение гатазсщей сети)

ГЗ 1

У

п

сл

Рке.З Функциональная блок-охсыа аналиэатэра

I.Датчик ¿¡.Реле. 3,4.Генераторы 5.Логические элементы 6.Реверсивный счетчик 7.Кличи 9»ШШ

».Светодиодные кнркаторы Ю.Преобразователь частота-налряженио II, 12, 13,14.Компаратор

^.ип^Л1^ Iт?IЖиЯРгЯ,?^0 напряжение-ток 16.Блок термокомпенсации 18.Цифровой

индккато^ 1 У.Мультиплексор ЙО.Иноготочечниа потенциомзтр

на точность кашрений, шэпцкх существенное значение в условиях прошаиешоа эксплуатации.

Ва оеязве предложенных схем и построенных математических моделей кшдуетдаетрического анализатора, получены и исследованы такие метрологические характеристики кондуктометрического анализатора, как погрешность и надежность. Выявлены источник! погрешности измерений «I определены условия инвариантности еяй-лизатора в целом к основным неинфэрыативным параметра«.

Опытный образец прибора АУИ-203 прошел испытания на Ижевском ПО "Ижшлг" и передан в серийное производство.

^четвертой главе рассмотрены вопросы разработки и исследования систем автоматического контроля и управления с использованием проведенных теоретических и экспериментальных исследований, кжйеняых в основу разработки многопредельного кондугаометряческого анализатора ДУМ-201 с автоматическим переключением диапазонов.

Автором совместно с сотрудниками лаборатории: автоматизации ВШИ ВОДГЕО проводились работы по разработке комплекса систем автоматического управления процессом нейтрализации кислот и оеахдекия железа на Саратовском метизном заводе. На основании результатов исследований разработана функциональная схема СДУ.

Была проведены исследования возможности определения залповых сбросов Егстивалентного хрома в сточных водах цехов гальванопокрытий Вологодского ГПЗ-23 по электропроводимости.

На основании результатов исследований была разработана система очистки хрошодержащих стоков, при этом экономический эффект достиг 110740 руб.

Описан такие способ управления процессом регенерации ионообменных фильтров, основанный на измерении электрической провгдикости эдюага до заданной величины, установленной экспериментально, после чего подача реагента прекращается. Для реализации этого способа создана система управления процессом регенерации, Бкдючащэт контур стабилизации концентрации регенерациовного раствора.

Цроведены испытания и даны рекомендации по организации качественного контроля процессами ионообиэнной очистки и утилизации Сгеч на Киевском ГО "Икша".

- 17 -

Ередлояэн способ построен*« САУ электрохимической счксппз сточных вод цехов гальванопокрытий, где параметром рэгуллрова-ння слугит электричзская прогодкиэсть подсоленной вода.

Щроведека классификация синтезированных в данной работе систем автоматического контроля и управления процессами очистки сточных вод, в которых использованы кондуктоыетрическке методы и разработанные автором приборы контроля (таблица 1). Разработаны рекомендации по применению многодиапазонного кон-дукгометрического анализатора с автоматическим переключением диапазонов АУМ-201.

Обилие выводи

1. Г^роведен анализ технологические процессов очистки .прсистоков и выявлены те категории сточных вод и технологические схемы очистки, для которых копдукгснетрическпо 1ктоды контроля обладают высоким уровнем инфорютивноста.

2. Проведено комплексное исследование процессов оч:*ст!ш сточных вод как объектов кондуктоьвтрического контроля, установлены основные закономерности н пределы изменения электрической проводимости. Излучены аналитические зависимости вели-ч:шы электрической проводимости от концентрации основных загрязнений.

3. Проведен анализ пршзнишсти сэрййнх проьггпгешав кондуяго:^зтров для контроля и управления процессе^ очистка и установлена необходимость разработки, для указанной целя специализированного коздуктсметрического анализатора с езтовзтпяес-ким переключением диапазонов измерения.

4. Разработана математичэск&т модель юндукгокигрз'гзсного • анализатора с учетом особенностей фязико-п&ячесжгг праг??сссз измерения электрической проводимости проыстоксз, уреееяшЗ погрешностей и надежности кондуктометричаского анализатора. Разработана оригинальная схема автоматического переключения диапазонов измерения.

5. На основе полученной математической модели, преддогви-ной автором оптимальной структурной схеьа прибора и особенностей процессов очистки промстоков разработан и внедрен в серийное производство специализированный кондукто^гетрическкй

Таблица 1

Технологический процэсс.

Наименование систека.

Назначение.

Объект внедрения.

1

Шйтразмзацкя кнеаотЕо-цако-чвых стонав

Реагентная очл-стка от ионов тяжёлых металлов.

Реагентное обез времшание хром содержащих сточных вод.

Шнообшнная очистка сточных вод еагрязяен-вых цианидами и ярошы

Злэкгрокоагу-гяцконная . очистка вод от австивалентного хрома

Система экстремального регулирования процесса нейтрализации. Система автомата адского управления процессом яейтраливацнг по двум параметраи Сй на входе реактора, рН на Еыхо де).

Система автоыати-ческого управления процессом по двум параметрам 2,рН на входе- ре-аетора и величине рН на выходе. Устройство содержания иовов железа в двухкокпо-нентных средах. Система автоматического контроля залповых сбросов сточных вод со рй Система автоматического управления процессам очистки при большое концентрациях. с,ге\ шогопредедьный кондуктометр с автомагическим перенесением диагаьинов АУИ-201.

Система автоматического управления процессом сорбции. -Система автоматического управления процессом регенерации, система стабилизации величины в элекгрокоагу-ляторе.

Управление подачей ней-тргшгаирую-щэго реагента.

Управление подачей реагента для нейтрализации кислоты и осаждения гидроксида железа.

Контроль проскока в раствор высоко концентрированных хромсодер-жащих сточных вод.

Контроль всех стадий ионного обмена

Рязанский комб. искусственного волокна

Саратове гай

метизный

завод.

Вологодский подшипниковый завод.

00 "йшаш " Ш"Автоваз"

Управление всеми стадиями ионного обмена с использованием в кзчестве параметра величины х.. Управление подачей поваренной соли в здекжро-коагуляторе,

Люблинский дитейко-ке-ханичееккй аавод ^ рекомендация)

анализатор для контроля процессов очистка соды типа АУЙ-201 (авторское свидетельство M 1198009).

б. С использовашгеы предложенных в работе яондуктомэтря-ческих методов контроля, алгорятшв определенна содергвниз отдельных компонентов загрязнений разрайотазн и практически осуществлены 'различный варианты спецюЕнгрсгаанных систем автоматического контроля и регулирования процессами реагект-ной, ионообменной, электрохимической очистка промышленных сточных вод, учитывающих специфику состава стоков, характеристики очистных сооружений и требований к качеству очистки.

Разработанные системы решат задачу предотвращения ущерба от сброса недоочищзнных сточных вод в водоемы и обеспечивает: возможность получения такой глубины очистки» которая позволит кспользовагь ошвдэнвуп воду в замкнутых системах водного хозяйства

Основные положения диссертации опубликованы в следуга^х работах:

1. Дазлиашвили Т. И., Гшьбекяи Я. G Ноядутсгомэтрический ганцэнтратошр типа АКК-202 для автоматизация некоторых технологических процессов в химической промышленности. -В сб: Тезисы докладов конференции молода*' учёных и специалистов "Основные направления создания и развития АСУТП и АСУП в прошаленнос-ти". - Рустави, 1982, етр 137.

2. Гвяьбекян Л С., йавтарадзе С. а . Автоматический штод .'контроля хромеодержащк сточных вод. - В сб: Тезисы докладов научно-технической конференции "Человек и о кружащая среда". -Тбилиси, 1983, стр. "38.

3. Будэтакй Г. Г., Штров а Ы., Кавгарадзе С. В ., Гальбекян Л. С. Автоматический контроль электропроводимости и температуры па многофункциональных станциях контроля поверхностных вод А!.(А -£01. - В сб: Тезисы докладов ааучго-теягаческсЗ конференции "Человека окруиаздая среда". -Тбилиси, 1983г. стр.85.

4. ГшаСекяя Л. С., йавтарадзе С. В., Рапопорт С. а Яоядук-тометряческие приборы ЛСАТ-КИ. - В сС: "Автоматизация контроля загрязнения окрулагаюй среды. - И. : ЗДГГП. 1985, стр 105.

Б.Гшьбекяи i С. Копдуктомэтричгскпе тонцектрагокэры для

контроля процессов очистка сточных вод. - В сб: Автоматизация п управление процессам отатга: и трансяорта воды. Труды института ВОДРЕО. - Я , 19£3, стр. 59.

6. ГсабгпЕЛ Л С., йштарздзе С. Е , Рапопорт С. Е Пзетрсе-gis конгкгщз гзэдукгохетроз по лринцжу преобразования удельной агэетрггеэской прозод:а:ости в частоту. - В сб: Тезиса докладов научна-тегякчзскай конференции "Аналитическое приборостроение. Изтоды п пряборы для аналза гвдюк сред" - Wrexen, 1SS5, стр. 135.

7. РапоЕорт С. 3., Га^ьбегзз Л. С., Павтарадзе С. В. tipian полка Ерзкьстаннкг коадуктоиетроз В ЕЗрэДЕОМ ЯОБЯЯСТЕе. - В Со сб: Тезисы докаадоз ЕзучЕО-теяшгазсотй конференции "АЕалитнчал-кое приборостроение. Штодн к прибора для анализа жядгсз: сред. "- Гб1ш:гн, 1083, стр. 127.

8. Гшьбекяз X С. /&томажчзсккй анализатор для контрой поверхностных и сточных вод. - Аатоштигацкя н управление процессами очистки и транспорта воды. Труда института ЮДГШ. -}i, 198S, стр. 54.

S. Кавтарздзе С. В. , Будённый Г. Г. , Тусукет Г. В., Гшьба-ísh JLC. "Устройство дла изькрення удельной злсгегричгской про-водюоеги гкздме: я сызучнх сред. " А. с. К 1176229. Бвглетень $зобрегеЕЛй H 34, 1S3S г.

10. iäaycosa Е Е , Коптев а С., Дмэтрйев А. С., Еавтарадзс" С. а , Гшьбекяи JL С. "Устройство да азтоштичзского контроля процгссов очесткя сточных вод." к. с. M 1198009. Бшлзтень сзобрагвяиЯ îi 45, isas г.