В настоящее время получает развитие новый этап автоматизации водопроводно-коммунального хозяйства городов - создание автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП).
АСУ ТП предназначены для оперативного управления технологическими процессами, а также для выработки и реализации управляющих воздействий на технологический объект в соответствии с принятым критерием управления. На нижнем уровне АСУ ТП решают задачи стабилизации технологических величин, на верхнем — задачи оптимизации технологических режимов.
Современные АСУ ТП – это человеко-машинные системы, и человеку отводится в них существенная роль. Технологические средства решают задачи по известному алгоритму;
на человека же возлагается нахождение решения более сложных задач.
Совместно с технологическим объектом управления (ТОУ) АСУ ТП составляет автоматизированный технологический комплекс (АТК). На рис.1 приведена обобщенная функциональная схема АТК, отображающая основные связи между ТОУ, технологами-операторами, контролирующими управление технологическим процессом и информационной и управляющей подсистемами.
Автоматизация процессов очистки.
Применение системы контроля и управления технологическими процессами, происходящими в водоочистительных сооружениях, полностью или частично обеспечивающей их работу без участия обслуживающего персонала. К контролируемым технологическим параметрам относятся расход сточной воды и реагентов, величина рН, электрическая проводимость, концентрации растворенных органических, минеральных, и механических примесей. Основными автоматизируемыми процессами являются реагентная, ионообменная, электрохимическая очистки, флотация. Контроль и регулирование расхода сточных вод и раствора реагентов осуществляют с помощью сужающих устройств (диафрагм, труб Вентури и др.), оборудованы вторичными показывающими или записывающими приборами.
Величина рН является одним из основных параметров автоматического контроля и регулирования процессов очистки сточных вод, который обеспечивает информацию о степени загрязнения их кислотами и щелочами, во многих случаях определяет скорость и направление хим. реакций. Значения рН измеряют с помощью рН-метров типа рН-220, выпускаемых серийно. Электрическая проводимость, определяемую общим соле-содержанием, измеряют кондуктометрическими концентратомерами. К их числу относятся приборы типа АКК-01 и АКК-02, а также специализированные многопредельные кондуктометрические анализаторы с автоматическим переключением диапазонов типа АУМ-201, предназначенные для измерения удельной электрической проводимости сточных вод, загрязненных кислотами, щелочами и солями. Концентрацию растворенных загрязняющих примесей в сточных водах измеряют при помощи потенциометрического, фото-метрического, амперометрического и кондуктометрического методов контроля.
Для контроля цианидов и шестивалентного хрома существуют сигнализаторы наличия или отсутствия их в сточных водах — СЦ-2 и СХ-2. Эти приборы снабжены устройством электрохимической очистки электродных систем, что позволяет исключить влияние примесей железа, СПАВ и нефтепродуктов, мешающих измерению. Для определения концентрации шестивалентного хрома существует автоматический фотоколориметрический концентратомер АХСВ-201, имеющий два диапазона: О— 0,5 мг/л — для очищенной воды и 0— 100 мг/л — для загрязненной.
Для контроля и регулирования концентрации ионов натрия, кальция, хлоридов, нитратов и цианидов используют ионоселективные электроды и комплекте с высокоомными преобразователями типа П-215 или П-210. Для определения мутности сточной воды применяют серийно выпускаемые фотометрические приборы.
При использовании систем автоматического управления (САУ) процессов очистки сточных вод применяют серийно выпускаемые промышленностью линейные регуляторы, реализующие пропорциональный, пропорционально-интегральный, пропорционально-интегрально-дифференциальный законы регулирования. В некоторых случаях дополнительно необходима разработка специализированных корректирующих устройств.
Основная задача САУ процессов реагентной очистки сточных вод — обеспечение заданного качества очистки путем дозирования необходимого количества реагента. Часто применяют систему стабилизации качества очистки воды по отклонению рН от заданного значения.
При применении САУ процессов флотации очистки сточных вод учитывают тип флотации (напорная, электрическая, химическая), состав сточных вод, статические и динамические характеристики процессов флотации. Основным регулируемым параметром является мутность
очищенной воды.
Основными задачами САУ процессов ионообменной очистки сточных вод являются управление последовательностью и длительностью операций; определение момента истощения каждого из ионообменных фильтров и переключение его в режим регенерации; переключение потока обрабатываемой воды на регенерированные фильтры; управление процессом регенерации путем поддержания постоянства концентрации регенерационного раствора и отключения его по достижении требуемой степени регенерации; управление процессом отмывки фильтров от регенерационного раствора путем отключения подачи отмывочной воды по окончании процесса отмывки.
Кроме того, в схеме управления процессом ионообменной очистки должно быть предусмотрено переключение потока исходной сточной воды при повышении солесодержания до концентрации, исключающей ее подачу на ионообменную очистку, на установку реагентной очистки элюатов.
САУ процессов физико-химмческой очистки обеспечивают надежность работы очистных установок в сложных динамических режимах и служат основой для решения задач синтеза оптимизации энерго- и ресурсосберегающих автоматизированных химико-технологических систем очистки сточных вод.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
