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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 93

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

мени процесса, происходящего в реакторе, значительно выше постоянной времени реакций окисления цианидов, восстановления хрома, их подщелачивания и подкислепия. Это позволяет рассматривать реактор как буфер­ ную емкость, способствующую наилучшему протеканию процесса.

Рис. 35.

Динамика

процессов обезвреживания

сточных

вод

а — циансодержащих:

/ — подщелачивание

известью;

2 — окисление

цианидов

гипохлоритом; б — хромсодержащих: 1 подкисление

серной

 

кислоты;

2—восстановление хрома

бисульфитом

 

Кроме того, в рассматриваемых случаях имеют зна­

чение и следующие

факторы:

сравнительно незначитель­

ные

отклонения концентраций

цианидов, С г 6 + и величи­

ны

рН от средних

значений,

когда в технологической

схеме имеется усреднитель; превалирование постоянных

времени

над чистым запаздыванием; способность объек­

та регулирования

к самовыравниванию

и, наконец, не­

которая

инерционность потенциометрических приборов,

которая

в данном

случае оказывается

положительным

фактором, не позволяющим реагировать системе дози­ рования на слишком частые колебания концентраций.

Все это позволило применять наиболее простые двухпозиционные системы регулирования, как для основных, так и для вспомогательных (подщелачивание и подкис­ ление) процессов очистки.

На рис. 36 приведена схема двухпозиционного регу­ лирования, которая по структуре одинакова для обез­ вреживания как циансодержащих, так и хромсодержащих сточных вод. В этой схеме регулирование осущест-

100


вляется по двум параметрам, связанным между собой только технологически через регулируемый объект. Ра­ бота такой САР иллюстрируется рис. 37, где приводят­

ся

записи вторичных

приборов рН-метров, датчиков СЦ-1

и

СХ-1, полученные

на проточной очистной установке

Запорожского автомобильного завода. Отклонения кон-

Рис. 36. Двухпозиционная двухканальная САР процессов обезврежи­ вания циан- и хромсодержащих сточных вод

/ — проточный реактор; 2, 11 и 12 — соот­ ветственно датчик, потенциометр и преоб­

разователь

рН-метра;

3 — датчик СЦ-1

(СХ-1);

4 — мешалки; 5

клапаны с серво­

мотором; 6—бак

для бисульфита

(гипохло-

рита);

7 бак

для

кислоты

(щелочи);

8 — задатчик

дозы реагента; 9 и 10 — пре­

образователь

и

потенциометр

прибора

 

 

СЦ-1 (СХ-1)

 

СтокинаофаЦотку

центраций в ту или другую сторону от заданных, неиз­ бежные при двухпозиционной САР и объекте, обладаю­ щем некоторой емкостью, практически полностью выра­ вниваются во второй части реактора. Таким образом, отстойники, которые являются последним звеном техноло­ гической схемы очистки, с точки зрения дальнейшего ус­ реднения концентрации и полноты завершения реакций, можно рассматривать в качестве резерва.

Как и в других случаях, при устройстве автоматизи­ рованных установок, работающих по методу реагентной очистки, сложность оборудования и дозирующих уст­ ройств, а также надежность их работы зависят от вида применяемых реагентов. Наиболее простые решения по­ лучаются при использовании реагентов в виде чистых растворов или газов. В тех случаях, когда применяют реагенты в виде суспензий, обычно загрязненных грубым шламом, оборудование установок усложняется. По сооб-

101


tut

 

 

1

Vч 1If

V

Л Г r\ HT IT, (ЧАЛ1•"ЧЛ—

1

 

 

so

Ч У 4

75

рН

рН

^ г

Рис. 37. Колеба­ ния параметров ре­ гулирования в про­ точном реакторе при двухпозиционной САР подачи

реагентов

 

а—концентрации

циа­

 

нидов;

б — концент­

 

рации

шестивалент­

t.MUH

ного хрома; в — вели­

 

чина рН

в исходных

 

сточных

водах; г —- то

 

же, в реакторе

после

 

контакта

с реагентом

turn*

t/1UH

20

30

50

ВО

10

80

SO

100

110 tMUH

раженйям экономики в качестве хлорсодержащегО

реагента для

окисления цианидов часто используют хлор­

ную

известь,

в

качестве щелочного

реагента — кальцие­

вую

известь

(строительную). Для

дозирования подоб­

ных

реагентов

следует применять

шланговые

клапаны,

а при больших

расходах реагентов

(1 м3и

более) —

бункерные дозаторы типа ДИМБА. Чистые растворы, например гипохлорита, бисульфита натрия, кислот, мож­ но дозировать насосами-дозаторами типа НД, а также

различными

клапанами

с соответствующей

футеровкой

и питанием

из баков с

постоянным уровнем

жидкости.

В качестве примера автоматизированной очистной установки сравнительно большой производительности рассмотрим установку Ижевского автомобильного заво­ да, запроектированную ГПИ Сантехпроект и ВНИИ ВОДГЕО.

 

Установка рассчитана на очистку следующего коли­

чества

сточных

вод:

циансодержащих 60 м3

со

средней

концентрацией

80—100 мг/л простых

цианидов;

хромсодержащих

60

м3

со

средней

концентраци­

ей

150 мг/л Сг6 +; кислотных

и

щелочных 600

м3/ч.

В

качестве

реагентов

применяют

хлорную

известь —

0,5

т/сутки,

бисульфит

натрия 2

т/сутки,

серную

кис­

лоту0,7 т/сутки

и ацетиленовый

 

шлам7

т/сутки.

Установка имеет два проточных реактора на каждом потоке сточной жидкости (рис. 38), работающих парал­ лельно. Реакторы железобетонные, заглубленные, изнут­ ри футерованные химически стойкими материалами. После обезвреживания циан- и хромсодержащие стоки направляются для совместной обработки с кислотнощелочными сточными водами в реактор-нейтрализатор.

Реакторы рассчитаны на продолжительность пребы­ вания в них воды в течение 20 мин. Передняя часть ре­ актора ( ~ 7 з объема) представляет собой камеру сме­ шения, в которую поступают сточные воды и реагенты. Камера оборудована лопастными мешалками; в ней же размещены датчики приборов контроля и САР. Дозиро­ вание пульпы хлорной извести, известкового молока (ацетиленового шлама) и раствора бисульфита натрия производится бункерными дозаторами типа ДИМБА производительностью 1 м3с электрическими исполни­ тельными механизмами; дозирование кислоты — насоса­ ми типа НД.

Содержание цианидов и Сг 6 + контролируется прибо-

103


 

 

 

 

Рис. 38. Станция очистки сточных вод цеха

металлопокрытий

 

 

 

/ и / / — камеры

обезвреживания

циан- и хромсодержащих сточных вод соответственно; / / / — камеры

нейтрализации

сточных

вод,

кислотно-щелочных

и очищенных

от цианидов

и хрома; / — резервуары

для хранения раствора бисульфита натрия;

2 — насосы

для

перекачки бисульфита натрия; 3 и 4—насосы

для перекачки обезвреженных сточных вод в

камеру

нейтрализации;

5 — насосы

для

гсодачи

известкового молока в дозаторы;

5 —то

же, раствора хлорной

извести; 7 — то же, раствора

бисульфита натрия; 8 — насосы-

дозаторы для подачи раствора серной кислоты в реакционные камеры; 9— то же, в расходный резервуар; 10 и

— баки для

кон­

центрированной

серной кислоты;

12 и 13 — насосы для перекачки шлама

на вакуум-фильтр и в шламонакопитель;

14— емкость

для

приема

шлама;

15 — датчики рН-метров;

16 — датчики приборов СЦ-\;

17 — то

же, СХ-1;

18 — трубопровод обезвреженных циани­

стых

и

хромовых

стоков; 19 — трубопровод кислотно-щелочных стоков; 20 — дозаторы типа

ДИМБА;

21 и 22 — растворные и затвор­

ные

баки-мешалки

для бисульфита натрия; 23 и 24 — то же, для хлорной

извести; 25 — затворный бак с мешалкой

для полиакрил-

 

 

 

 

 

 

амида;

26 — ресивер; 27 — вакуум-фильтр

 

 

 

 

 


Рис. 39. Система автоматического регулирования

процесса обезвреживания циансодержащих

сточ­

ных

вод

 

 

/ — реактор; II— насосы; / / / — бак-мешалка для хлорной

извести; IV — приемный бак; V—дозаторы типа

ДИМБА;

VI и VII — баки для известкового молока; / и 2— датчик и преобразователь прибора СЦ-1; 3 — потенциометры ре­

гистрирующие; 4 и 5 — датчик и преобразователь рН-метра; 6 — электромагнитные

клапаны; 7—импульсные пре­

рыватели; 8 магнитные пускатели; 9 — исполнительные механизмы дозаторов;

10 — сигнализаторы

уровней

рами СЦ-1 и СХ-1, являющимися звеньями САР (рис. 39). Активность протекающих реакций регулируется рНметрами с погружными датчиками типа ДПг. Все ука­ занные приборы имеют преобразователи П-261 и потен­ циометры КСП-4, позиционные регуляторы которых ис­ пользуются для подключения приводов дозирующих уст­ ройств. Вся аппаратура расположена на панели управ­ ления, состоящей из шести секций (длина панели 6,4 м, высота 2,25 м).

В данном случае применена не просто двухпозиционная система регулирования, а позиционно-импульсная. Ее особенность заключается в том, что приводы испол­ нительных механизмов дозаторов ДИМБА (хлорной из­ вести, известкового молока и раствора бисульфита нат­ рия) включаются в работу через ступенчатые импульсные прерыватели (СИП), позволяющие в широких пределах регулировать частоту рабочих импульсов. Благодаря этому регулирующий орган дозатора при поступлении импульса от прибора — датчика на подачу реагента — увеличивает дозу не сразу, а постепенно. Для контроля за наполнением растворных баков используются электри­ ческие сигнализаторы уровня ЭРСУ-2.

Нейтрализация кислотно-щелочных стоков и гидрата­ ция металлов осуществляются также в проточном реак­ торе (туда же поступают и хром- и циансодержащие стоки после их обезвреживания). Известковое молоко подается в реактор через дозатор типа ДИМБА, кислота (при сильнощелочных стоках) — насосами-дозаторами. Процесс нейтрализации регулируется по параметру рН. Эта САР построена также по принципу позиционно-им- пульсного регулирования с применением импульсного прерывателя СИП.

Качество обработки воды реагентами оценивают по величине рН в сборном колодце после отстойников. При­ боры контроля за остаточными концентрациями циани­ дов и хрома на выходе из очистных сооружений обычно не требуются. Наблюдения показали, что при нормаль­ ной эксплуатации очистной установки и при соблюдении расчетных режимов обработки контрольные анализы показывают либо полное отсутствие, либо следы циани­ дов и Сг6 + .

В особых случаях для повышения надежности устра­ нения ядовитых веществ применяют двухступенчатую очистку от цианидов и хрома. С этой целью и первая и

107