Файл: Смирнов, Д. Н. Автоматическое регулирование процессов очистки сточных и природных вод.pdf

центраций. На выходе из реактора в точке 1 измеряется значение рН нейтрализованных стоков (рН В ых), которое служит параметром регулирования для ПИ-регулято- ра 6, воздействующего на дозу реагента с помощью ре­ гулирующего органа 7. На входе в реактор в точке 3 из­ меряется величина рН поступающих стоков ( р Н в х ) и осу­ ществляется функциональное преобразование этого сигнала в величину, пропорциональную весовой концен­ трации сильной, например серной, кислоты. В точке 5 измеряется расход реагента q. Отношение параметров, измеряемых в точках 5 и 3, пропорционально текущему значению степени самовыравнивания процесса нейтра­ лизации:

/ (РНвх)

где k — коэффициент пропорциональности.

Величина отношения р измеряется устройством 4, не­ прерывно или дискретно воздействующим на динамиче­ скую настройку ПИ-регулятора 4. Последний в резуль­ тате такого воздействия автоматически переходит на наиболее выгодный в данный момент режим регулирова­ ния дозы реагента. Это позволяет применять способ ре­ гулирования процесса нейтрализации сточных вод по ве­

регулятора используется серийный прибор РПИБ-1П со сменными резисторами, подключаемыми к его внешним клеммам.

Испытания предлагаемого способа на очистной стан­ ции завода химических реактивов показали, что при

±0 , 5 рН.

4.Регулирование реагентной очистки сточных вод от некоторых органических веществ

Очистка сточных вод шерстомойных фабрик от жи­ ра и синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ) является типичным примером химической об­ работки стоков двумя и более реагентами. В практике

68

очистки сточных вод с такими случаями приходится встречаться часто — обработка коагулянтом стоков, со­ держащих эмульгированные нефтепродукты и взвешен­ ные вещества; реагентное обезвреживание гальваниче­ ских стоков, подготовка осадков для обезвоживания и др. В этих случаях приходится применять САР, автоном­ но действующие по каждому каналу возмущений, свя­ занные между собой только через объект регулирования, т. е. технологическим процессом.

Устройство таких САР не представляло бы особой сложности, если бы имелся параметр регулирования по каждому каналу, доступный для практического измере­ ния. Именно из-за того, что такой параметр часто не удается найти, целый ряд процессов обработки воды остается не автоматизированным в полной мере. Особен­ но характерен в этом отношении процесс коагулирова­

Сточные воды шерстомойных фабрик характеризуют­ ся многокомпонентным составом загрязнений, включаю­

По данным ВНИИ ВОДГЕО, водные растворы синте­ тических анионных поверхностно-активных веществ очи­ щаются при внесении в них сернокислого алюминия вме­ сте с известью. При этом величина рН доводится до 12, чем достигается образование твердого адсорбента — алюмината кальция, обладающего достаточной сорбционной способностью и устойчивого в щелочной среде. Об­ работанная реагентами вода проходит осветление, под­ кисляется и направляется на сооружения биологической очистки.

Задача автоматизации заключается в регулировании доз реагентов таким образом, чтобы при минимальном их расходе получить наилучший эффект очистки, оцени­ ваемый по ХПК, содержанию жира и взвешенных ве­ ществ.

Известь дозируется по принципу стабилизации вели­ чины рН на уровне 12. Измерение значения рН крайне осложняется интенсивным обрастанием электродов дат­ чика карбонатной и жировой пленкой. Опытами установ-

69

Рис. 21. Принципиальная схема САР процесса очистки сточных вод фабрики первичной обработки шерсти

лено, что чистить электроды необходимо не реже 3 раз в сутки. Эксплуатация прибора несколько упрощается, если в качестве датчика рН-метра использовать датчик прибора СХ-1, электроды которого очищаются механи­ чески.

Сернокислый алюминий дозируют по разности удель­ ных электропроводностей исходной и обработанной воды. Однако кондуктометрическим способом можно только

миния в зависимости от качества обработки по прозрач­ ности коагулированной и кратковременно отстоенной воды. Прозрачность определяют несложным устройством с фотоэлектрическим датчиком.

На рис. 21 показана принципиальная схема САР про­ цесса очистки сточных вод. Датчики кондуктометрических концентратомеров 5, установлены в лотке 14 до и после первого ершового смесителя 12. Через свои вто­ ричные приборы 6 они воздействуют на электронный регулятор 3 типа РПИБ, связанный через магнитный пускатель 4 с исполнительным механизмом 8 дозатора 9 типа ДИМБА для сернокислого алюминия. В зависимо-

70

Стй от разности электропроводностей исходной и коагу­ лированной воды в сток вводится доза глинозема. Опти­ ческая коррекция осуществляется прибором СУФ-42, который работает следующим образом. Обработанная вода порциями поступает в прозрачную кювету 20, имею­ щую входную 18 и выходную 21 заслонки с электропри­ водами, и отстаивается в ней в течение 10—15 мин.

Датчик 19 фотометрического сигнализатора СУФ-42 установлен в верхней части кюветы, его сигнальный при­ бор 1 фиксирует момент осветления раствора до задан­ ной прозрачности и через прибор 2 подает корректирую­ щий сигнал регулятору 3 на изменение дозы вводимого коагулянта. Командный прибор 7 (КЭП-10) по заданной программе управляет работой электрических заслонок кюветы и включением фотометрического сигнализатора на время измерения.

Величина рН, оптимальная для образования алюми­ ната кальция, контролируется рН-метром 15, датчик 13 которого установлен после второго ершового смесителя. Через вторичный прибор 17 типа КСП рН-метр связан с регулятором 16, управляющим приводом 11 дозатора извести 10 типа ДИМБА.

Г л а в а I V

КОНТРОЛЬ И РЕГУЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, ЗАГРЯЗНЕННЫХ ЦИАНИДАМИ И ХРОМОМ

1. Общие сведения

Сточные воды, загрязненные соединениями циана, шестивалентного хрома и ионами тяжелых металлов, относятся к числу наиболее часто встречающихся про­ изводственных стыков. Они образуются при производстве гальванических металлопокрытий. Кроме того, циансодержащие стоки в большом количестве сбрасываются рудообогатительными фабриками цветных металлов и некоторыми химическими производствами.

Сточные воды цехов металлопокрытий в соответствии с их основными загрязнениями разделяют на два вида — циан- и хромсодержащие, что целесообразно при их реагентной очистке. В силу химических свойств этих

71

веществ циан- и хромсодержащие стоки (вместе с со­ путствующими им примесями) на первом этапе (обез­ вреживание) очищаются раздельно. По этой причине внутрицеховая канализация устраивается так, чтобы эти стоки при отведении из гальванических ванн не смеши­ вались. На втором этапе очистки (превращение метал­ лов в нерастворимые соединения) эти стоки обрабаты­ ваются обычно вместе с кислотно-щелочными стоками, образующимися в травильных отделениях при промывке обрабатываемых деталей после их травления.

Вследствие высокой токсичности загрязнений (ПДК по санитарным нормам на цианиды и шестивалентный хром составляют 0,1 мг/л, по рыбохозяйственным нормам еще ниже) очистка сточных вод гальванических цехов представляет собой весьма ответственную задачу на каж­ дом предприятии, где они образуются.

Непрерывный и надежный контроль за остаточными концентрациями ядовитых веществ и автоматическое ре­ гулирование процесса очистки приобретает здесь особо важное значение [10].

2. Автоматический контроль за содержанием цианидов

Стоки, содержащие соединения циана, образуются в процессе обработки металлических деталей раствора­ ми меднонатриевых, цинковых и кадмиевых цианистых солей. Промывные воды содержат в среднем 15—60 мг/л простых цианидов — KCN, NaCN; кроме того, в них обычно имеется некоторое количество комплексных циа­ нидов меди, цинка, кадмия и других веществ. Более пол­ ные данные о составе загрязнений в промывных циансодержащих сточных водах некоторых автомобильных за­ водов даны в табл. 3.

Как видно из табл. 3, в поступающих на очистку сто­ ках величина рН изменяется в широких пределах, оста­ ваясь часто значительно ниже того оптимального значе­ ния ( р Н = 1 2 ) , которое необходимо для успешного окис­ ления цианидов хлорреагентами. Изучение характера колебаний концентраций цианидов в сточных водах ав­ томобильных заводов показало, что там, где имеются накопители (усреднители), отклонения концентраций цианидов от своих средних значений (20—30 мг/л) не превышают 10—15 мг/л, а там, где нет усредняющих ем-

72