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

еле полного или частичного отстаивания. По таком}' принципу была предпринята попытка сделать систему оптимального регулирования режима работы контакт­ ных осветлителей в АКХ им. Памфилова. Для упроще­ ния задачи и уменьшения инерционности системы была использована модель контактного осветлителя. Опти­ мальному режиму осветления воды отвечают окрестно­ сти точки перегиба А на кривой контактной коагуляции

жиму осветления отвечает доза коагулянта 0, при кото­ рой вторые производные

^= 0 и ^ > 0 .

Для соблюдения этого условия необходимо, чтобы

Оптимизирующее устройство, работая в режиме по­ иска, должно обеспечивать подачу коагулянта, соответ­ ствующую приведенному соотношению.

Структурная схема автоматического регулирования включает модель осветлителя с задатчиками дозы на вводе коагулянта, анализатор мутности (цветности) во­ ды, оптимизирующее устройство.

В модель контактного осветлителя подается часть об­ рабатываемой воды и заданная доза реагента. Обрабо­ танная вода, пройдя через модель, поступает на анали­ затор мутности (цветности) воды. После каждого цикла измерений доза коагулянта, поступающего в осветлитель и в его модель, получает приращение + Д 6 и изменяется

185

до тех пор, пока не будет найден режим, удовлетворяю­ щий оптимальным условиям.

В Институте коллоидной химии и химии воды АН • УССР для очистки высокоцветных природных вод раз­

При регулировании процесса коагуляции по цветно­ сти обработанной воды могут быть большие экономиче­ ские потери, связанные с перерасходом коагулянта, или недостаточная степень обесцвечивания из-за большого запаздывания и связанного с этим длительного перере­ гулирования системы. В результате исследований, про­ веденных в ИКХиХВ АН УССР, получена зависимость между значением времени t, необходимого для измере­ ния дозы коагулянта, и конкретными условиями процес­

В 2 (С0 — С2 )

Согласно полученному уравнению предложен вари­ ант решения задачи оптимизации процесса дозирования коагулянта с прогнозированием времени на изменение дозы и рассмотрена блок-схема САР дозирования коагу­ лянта, близкая к оптимальной, с применением вычисли­ тельного устройства-оптимизатора, вырабатывающего управляющий сигнал, пропорциональный рассчитанно­ му времени. Таким образом, в -качестве критерия опти­ мизации принята минимизация времени регулирования.

В Бакинском филиале ВНИИ ВОДГЕО А. Г. Блан­ ком и Р. Б. Беленьким [8] предпринята попытка по­ строить систему оптимального дозирования коагулянта при осветлении воды в осветлителях со взвешенным осадком. Основу системы составляет центробежная мо­ дель, ускоряющая процесс осветления в несколько раз. Основным элементом модели являются вращающиеся проточные прозрачные конические кюветы. Специальное фотометрическое устройство предназначено для опреде­ ления оптимальной дозы. Описанные выше оптимальные системы дозирования коагулянта находятся в стадии освоения или разработки и для широкого применения пока не рекомендуются.

186

Г л а в а V I I I

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ФТОРИРОВАНИЯ

ИОБЕСФТОРИВАНИЯ П Р И Р О Д Н О Й ВОДЫ

1.Принципы автоматизации процессов фторирования и обесфторивания

Природную воду, предназначенную для питьевых це­ лей, фторируют или обесфторивают в тех случаях, когда

В отечественной практике наибольшее распростране­ ние получили три варианта технологических схем приго­ товления реагентов: 1) приготовление насыщенного рас­ твора реагента в сатураторах; 2) приготовление разбав­ ленного (или насыщенного) раствора в растворных ба­ ках; 3) использование реагента в сухом виде.

По схеме первого варианта реагент из бункера посту­ пает непосредственно в сатуратор, периодически загру­ жаемый. Вода подается снизу, скорость восходящего по­

мы — громоздкое оборудование и сложная схема комму­ никаций.

По схеме второго варианта реагент из бункера пода­ ется в растворные баки, где он перемешивается сжатым воздухом и растворяется в воде в течение 30 мин, а за­ тем отстаивается в течение 2 ч. Концентрация раствора (без подогрева воды) 2,5 г/л.

Для получения раствора принятой концентрации в нижней части бункера имеется секторный дозатор, при вращении которого засыпается требуемая порция реа­ гента; затем в растворную емкость заливается необхо­ димое количество воды.

При использовании реагента в сухом виде (третий вариант) дозаторы непрерывно подают необходимое ко­ личество реагента в растворную камеру. В камере рас­ твор интенсивно перемешивается струями воды, пода-

187

ваемой под давлением через сопло, по типу сегнерова ко­ леса. Растворная камера рассчитана на 5-минутное пре­ бывание в ней воды. При сухом дозировании реагента применяются серийно выпускаемые весовые дозаторы ДВС-2.

Для обесфторивания воды в настоящее время при­ меняют следующие методы: а) ионный обмен на селек­ тивных по отношению к фтору анионитах (активирован­ ная окись алюминия и гидроксилапатит); б) сорбция свежевыделенными осадками — гидроокисью алюминия и гидроксилапатитом; в) сорбция свежевыделенными осадками — гидроокисью алюминия и гидроокисью магния.

2. Приборы для контроля содержания фтора в воде

Поддержание концентрации фтора в воде на опти­ мальном уровне как фторированием, так и обесфториванием требует оперативного контроля. Для этой цели желательно иметь автоматические анализаторы, кото­ рые давали бы результаты анализа непрерывно или дискретно, но с приемлемой для практики частотой.

СКВ АП разработало и сейчас выпускает автомати­ ческий анализатор воды на фтор — аппарат АФ-297 (рис. 81). Этот прибор (в брызгозащищенном исполне­ нии) предназначается для измерения и регулирования (сигнализации) концентрации фтора в питьевой воде на водопроводных станциях, на фторирующих и обесфторивающих установках, в системах водоподготовки и в ла­ бораториях санэпидстанций.

Техническая характеристика прибора АФ-297

188

довательно, и оптической плотности исследуемой смеси в измерительной кювете вызывает изменение освещенно­ сти фотоприемника, которое, в свою очередь, вызывает изменение величины сопротивления фоторезистора и на­ рушение равновесия моста.

Возникающий при этом сигнал рассогласования мо­

значение освещенности фотоприемника, при котором из­ мерительный мост придет в равновесие. Поворот оптиче­ ского клина изменяет положение показывающей стрелки , на шкале прибора. Таким образом, мерой отсчета явля­ ется угол поворота оптического клина.

Для компенсации ошибок, которые могут возникнуть вследствие загрязнения стекла кюветы остатками рас­ твора, запыления элементов оптики, старения лампы на­ каливания и т. п., введен режим автоматической под­ стройки нуля.

В этом режиме двигатель М-1 отключается от усили­ теля. Оптический клин с помощью механизма установки клина на нуль, работающего от сжатого воздуха, авто­ матически устанавливается в положение, соответствую­ щее нулю шкалы, а ползунок реохорда дистанционной передачи показаний и сигнальные контакты остаются в положении, предшествующем подстройке. Кювета про­ мывается и заполняется контролируемой водой без ин­ дикатора, по оптической плотности которой устанавли­

Сигнал рассогласования моста, вызванный, например, загрязнением стекол кюветы, после усиления вызывает вращение двигателя М-2 с подстроечным клином до ус­ тановления равновесия моста. По окончании подстройки двигатель М-2 отключается от усилителя, и оптический клин возвращается в положение, предшествовавшее под­ стройке. К усилителю подключается двигатель М-1, и прибор работает в прежнем режиме.

Когда возможности подстройки оптическим подстро­ ечным клином исчерпаны, включаются сигнальные лам­ пы «Промыть кювету».

190