Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Автоматизация технологических процессов и производств, на современном этапе, внедряется во все отрасли промышленности. Одним из главных преимуществ АСУ ТП является снижение, вплоть до полного исключения, влияния человеческого фактора на управляемый процесс, сокращение персонала, минимизация расходов сырья, повышение качества производимого продукта, и в конечном итоге существенное повышение эффективности производства. Основные функции, выполняемые подобными системами, включают в себя контроль и управление, обмен данными, обработку, накопление и хранение информации, формирование сигналов тревог, построение графиков и отчетов

1. Характеристика сточной воды на предприятия

Сточные воды - любые воды и атмосферные осадки, отводимые в водоёмы с территорий промышленных предприятий и населённых мест через систему канализации или самотёком, свойства которых оказались ухудшенными в результате деятельности человека.

Сточные воды бывают:

Производственные (промышленные) сточные воды (образующиеся в технологических процессах при производстве или добыче полезных ископаемых), отводятся через систему промышленной или общесплавной канализации

Бытовые (хозяйственно-фекальные) сточные воды (образующиеся в жилых помещениях, а также в бытовых помещениях на производстве, например, душевые кабины, туалеты), отводятся через систему хозяйственно-бытовой или общесплавной канализации

Поверхностные сточные воды (делятся на дождевые и талые, то есть образующиеся при таянии снега, льда, града), отводятся как правило через систему ливневой канализации.

Производственные сточные воды могут быть разделены:

По составу загрязнителей на:

Загрязнённые по преимуществу минеральными примесями;

Загрязнённые по преимуществу органическими примесями;

Загрязнённые как минеральными, так и органическими примесями;

По концентрации загрязняющих веществ.

В составе сточных вод выделяют две основных группы загрязнителей - консервативные, т.е. такие, которые с трудом вступают в химические реакции и практически не поддаются биологическому разложению (примеры таких загрязнителей соли тяжёлых металлов, фенолы, пестициды) и неконсервативные, т.е. такие, которые могут в т.ч. подвергаться процессам самоочищения водоёмов.

В состав сточных вод входят как неорганические (частицы грунта, руды и пустой породы, шлака, неорганические соли, кислоты, щёлочи); так и органические (нефтепродукты, органические кислоты), в т.ч. биологические объекты (грибки, бактерии, дрожжи, в т.ч. болезнетворные).

Технологический процесс объекта

Вся наружная установка оборудована бетонным покрытием с уклоном к сливным лоткам, для сбора атмосферных осадков и возможных проливов продуктов переработки.

Сбор от сливных лотков направляется в заглубленные емкости Е-314/1,2, расположенные по разным концам установки (технологическая схема). Собранная в емкостях вода откачивается насосами Н-314/1,2 в химзагрязненную канализацию (ХЗК) на КОС, при удовлетворительных результатах анализа собранной воды и получения разрешения на откачку у сменного мастера КОС. При откачке ведется контроль за наличием масляного слоя, и при его обнаружении откачка прекращается.

При значительном загрязнении воды, она по возможности разбавляется оборотной водой или вывозится шламовозкой в шламонакопитель КОС.

При обнаружении масляного слоя, его направляют на повторную переработку, через емкость О-23, используя бензовоз. Уровень в емкости Е-314/1 контролируется прибором LIA - 540.

Схема технологического процесса

Недостатки существующей системы:

- нет возможности отслеживать и анализировать уровень масляного слоя, снимаемую с датчика, что в свою очередь не позволяет нам контролировать весь технологический процесс.

- нет автоматизированной системы контроля и управления процессом.

- одними из главных преимуществ АСУ ТП, что не наблюдается в данной системе, является снижение влияния так называемого человеческого фактора на управляемый процесс, сокращение персонала, минимизация расходов сырья, повышение качества конечного продукта, и в конечном итоге существенное повышение эффективности производства.

- существующие устройства, внедренные в систему подвержены влиянию окружающей среды.

Общие принципы построения автоматизированных систем контроля и управления технологическими процессами

Существуют различные принципы построения систем контроля технологическими процессами, которые определяются: 1) местом в цепи управления оператора и 2) территориальным размещением технологических объектов.

Исходя из первого принципа, возможны следующие варианты построения систем.

Информационная система позволяет управляющему персоналу следить за ходом, протекающего процесса по вторичным измерительным приборам, в зависимости от показаний принимать то, или иное решении о регулировании хода процесса и, при необходимости, производить регулирование с помощью устройств с ручным управлением.

В зависимости от технической базы средств измерения возможны следующие способы реализации измерительных систем:

В первом случае в качестве вторичных измерительных устройств используются показывающие приборы. Данный способ позволяет оператору контролировать ход протекания процесса по показаниям стрелочных или цифровых приборов, заносить данные в учетный журнал, принимать решение о регулировании хода процесса и проводить его. При всей архаичности данного способа он до сих пор широко применяется, тем более что возможно дополнение средств измерения различными средствами сигнализации и дистанционного управления;

Во втором случае в качестве вторичных средств измерения используются регистрирующие приборы: автоматические самописцы, потенциометры и другие подобные приборы, осуществляющие запись на диаграммную бумагу. Данный способ также требует постоянного наблюдения оператора за ходом процесса, но избавляет его от рутинной процедуры записи показаний. Для приведенных выше случаев характерна сложность поиска необходимых значений, зарегистрированных в различные промежутки времени, определенная сложность статистической обработки данных, т.к. требуется их ручная обработка или ручной ввод в ЭВМ, сложность создания замкнутой системы управления;

В третьем случае реализация информационной системы подразумевает сочетание средств измерения, обработки и хранения информации на базе электронно-вычислительной машины. Использование средств вычислительной техники позволяет создать автоматическую систему комплексной обработки информации о технологическом процессе. Такая система позволяет гибко подходить к обработке данных в зависимости от их содержания, кроме того, обеспечивается требуемая статистическая обработка полученных данных, хранение и представление их в необходимой форме на экране дисплея и твердом носителе, а также легко осуществляется передача сведений на значительные расстояния. Это обеспечивает возможность организации автоматизированной системы сбора, обработки, хранения, передачи и представления информации.

На современном этапе развития техники информационные и управляющие системы, построенные на базе средств цифровой вычислительной техники, служат основой автоматизированных и автоматических систем контроля и управления технологическими процессами и производством в целом.

Одной из разновидностью автоматизированных систем контроля является информационно-советующая система, иначе называемая системой поддержки принятия решения или экспертной системой. Данный вид систем реализует автоматический сбор технологических данных с объекта, необходимую обработку, хранение и передачу информации. Обработка информации позволяет преобразовать ее в формат пригодный для хранения в базе данных, извлечение из нее требуемых данных, на которых возможен синтез рекомендательной информации.

Развитием информационно-советующих систем является система автоматического управления (САУ). Построение САУ возможно как на базе аналоговой, так и на цифровой элементной базе. Наиболее перспективной базой, на данном этапе развития техники, являются микропроцессорные блочно-модульные системы сбора информации, дальнейшая обработка информации при помощи промышленных компьютеров, синтез управляющих воздействий и передача управляющих сигналов на объект управления передающими модулями блочно-модульной системы сбора - передачи информации.

Применение современной вычислительной техники позволяет также организовать передачу информации между различными системами автоматического управления, при наличии линий связи и соответствующих протоколов передачи информации. Таким образом, система автоматического управления, построенная на подобном принципе, обеспечивает решение задачи управления и контроля технологическим объектом, возможность интеграции системы с другими уровнями иерархии.

По территориальному расположению системы контроля и управления подразделяются на централизованные и распределенные системы.

Централизованные системы характеризуются тем, что объекты управления территориально рассредоточены и управляются с центрального пункта управления, реализованного на цифровой управляющей машине. При том достоинстве, что в одном пункте управления сосредотачивается вся информация о состоянии технологического процесса и производится управление, подобная система является существенно зависимой от состояния и надежности линий связи.

Распределенные системы управления позволяют управлять рассредоточенными объектами, на которые воздействуют автономные управляющие контроллеры. Связь с центральным пунктом осуществляется так называемым супервизорным контролем над всем ходом технологического процесса, а также вырабатываются и передаются необходимые сигналы коррекции на автономные управляющие контроллеры.

Кроме анализа общих принципов построения автоматизированных систем контроля, управления и требований, предъявляемых государственными стандартами при проектировании подобных систем, учитывались требования заказчика, предъявляемые к автоматизированной системе контроля технологическим процессом.

Прежде всего, сегодня необходимо объединить АСУ технологическими процессами и центральную диспетчерскую в единую информационную систему. Не менее важно автоматизировать трубопроводы. Это позволит точно и оперативно получать важную технологическую информацию: давление, температуру, расход транспортируемого вещества.

Информация подобного рода нужна технологам для проведения профилактических и ремонтных работ, оценки стабильности протекания технологического процесса. Измерение количества транспортируемой углекислоты необходимо для технологического учета. В конечном итоге появляется оперативный доступ к информации, что повышает качество принятия управленческих решений.

В работе поставлены и решены задачи:

1) Доскональное изучение всего технологического процесса и обоснование необходимости внедрения автоматизированной системы.

2) Подбор датчиков и приборов для реализации поставленной задачи.

3) Выбор аппаратной части системы.

4) Разработка функциональной схемы с учетом внедрения элементов автоматизации технологического процесса.

5) Разработка программно-аппаратных средств автоматизированной системы контроля и управления технологическим процессом.

6) Описание функциональности и технических возможностей внедренной автоматизированной системы.

Функциональная схема объекта с внедренной автоматизированной с и стемой

Описание функциональной схемы автоматизированной системы

Функциональная схема автоматизации технологического объекта представлена на рис. (2). На схеме указано расположение первичных измерительных преобразователей контроля технологически. Датчики системы выполнены из материалов, устойчивых к воздействиям окружающей среды и имеющих взрывозащищенное исполнение, а так же выдержки давления до 10,0 МПа. Автоматизированная откачка сточных вод из емкости Е-314/1 производиться с помощью регулирующего клапана позиции LV 540/1, работающим с волновым радарным датчиком уровня позиция LIDC 540 Rosemount 5300 (по разделу фаз). При достижении уровня воды 100% открывается регулирующий клапан FV 540/1. Который подает оборотную воду в емкость, за счет гидростатической силы. При достижении масляного слоя, который определяется датчиком уровня LIDC 540 (по разделу фаз) клапан закрывается.

2. Перечень применяемых приборов

1) Уровень LIDA - 540: Rosemount 5300

Rosemount 5300 - это двухпроводные волноводные уровнемеры для измерения уровня и уровня границы раздела жидкостей, а также уровня сыпучих сред. Rosemount 5300 обеспечивают высокую надежность, современные меры обеспечения безопасности, простоту использования и неограниченные возможности подключения и интеграции в системы АСУТП.

Принцип действия волноводных уровнемеров:

Rosemount 5300 основан на технологии рефлектометрии с временным разрешением (TDR = Time Domain Reflectometry). Микроволновые наносекундные радарные импульсы малой мощности направляются вниз по зонду, погруженному в технологическую среду. Когда радарный импульс достигает среды с другим коэффициентом диэлектрической проницаемости, часть энергии импульса отражается в обратном направлении. Разница во времени между моментом передачи радарного импульса и моментом приема эхо-сигнала пропорциональна расстоянию, согласно которому рассчитывается уровень жидкости или уровень границы раздела двух сред. Интенсивность отраженного эхо-сигнала зависит от диэлектрической проницаемости среды. Чем выше коэффициент диэлектрической проницаемости, тем выше интенсивность отраженного сигнала. Волноводная технология имеет ряд преимуществ по сравнению с другими методами измерений уровня, поскольку радарные импульсы практически невосприимчивы к составу среды, атмосфере резервуара, температуре и давлению. Поскольку радарные импульсы направляются по зонду, а не свободно распространяются в пространстве резервуара, то волноводная технология может с успехом применяться в малых и узких резервуарах, а также в резервуарах с узкими патрубками. В уровнемерах 5300, для удобства применения и обслуживания в различных условиях, использованы следующие принципы и конструкторские решения:

Модульность конструкций;

Усовершенствованная аналоговая и цифровая обработка сигнала;

Возможность использования зондов нескольких типов в зависимости от условий применения уровнемера;

Подключение двухпроводным кабелем (питание подается по сигнальному контуру);

Поддержка коммуникационного цифрового протокола HART, что обеспечивает вывод данных в цифровом виде и возможность дистанционной настройки прибора при помощи портативного коммуникатора модели 375 или 475 либо персонального компьютера с установленным программным обеспечением Rosemount Radar Master.

2) FV 540 - запорно - регулирующий клапан

Запорно-регулирующий клапан предназначен для автоматического управления потоками жидких и газообразных сред, включая агрессивные и пожароопасные, а также для перекрытия трубопроводов.

Принцип действия регулирующего клапана заключается в изменении гидравлического сопротивления, а, следовательно, пропускной способности клапана за счет изменения проходного сечения дроссельного узла. Управление перемещением плунжера осуществляется приводом. При перемещении штока привода под действием управляющего сигнала плунжер клапана совершает возвратно - поступательное движение во втулке. На цилиндрической поверхности втулки в зависимости от требуемой условной пропускной способности и проходной характеристики выполнен набор отверстий или профилированных окон. Площадь отверстий, через которые дросселируется рабочая среда, зависит от высоты подъема плунжера.

Мембранно-пружинный привод прямого или обратного действия преобразует изменение давления сжатого воздуха, подаваемого в рабочую полость, в перемещение штока. При отсутствии давления сжатого воздуха в рабочей полости привода плунжер под действием усилия, развиваемого пружиной, устанавливается в крайнее нижнее положение в приводе НЗ (исполнение - нормально - закрытый).

Позиционер предназначен для повышения точности позиционирования штока привода и соединенного с ним штока клапана.

3) Технограф -160М

Приборы показывающие и регистрирующие ТЕХНОГРАФ 160М предназначены для измерения и регистрации по двенадцати каналам (К1-К9, КА, КВ, КС) напряжения и силы постоянного тока, а также не- электрических величин, преобразованных в электрические сигналы постоянного тока или активное сопротивление.

Приборы могут применяться в различных отраслях промышленности для контроля и регистрации производственных и технологических процессов.

Приборы позволяют осуществлять:

Позиционное регулирование;

Индикацию номера канала на одноразрядном табло и значения измеряемой величины на четырехразрядном;

Аналоговую, цифровую или комбинированную регистрацию на диаграммной ленте;

Обмен данных по каналу RS-232 или RS-485 с ПК;

Измерение и регистрацию мгновенного расхода (корнеизвлечение), а также регистрацию среднего или суммарного значения расхода за час.

Регистрация осуществляется шестицветной фломастерной печатающей головкой, ресурс записи один миллион точек для каждого цвета.

Параметры интерфейса: скорость передачи 2400 бит/с, 8 бит данных, 2 стоп-бита, без контроля на четность и без сигналов готовности.

4) Универсальны й промышленный регулятор КР5500

Регуляторы универсальные промышленные серии КР 5500 предназначены для измерения, индикации и регулирования силы и напряжения постоянного тока или активного сопротивления от датчиков давления, расхода, уровня, температуры и др.

Регуляторы могут применяться в металлургической, нефтехимической, энергетической и других отраслях промышленности для контроля и регулирования производственных и технологических процессов. Несомненным преимуществом этих приборов является расширенный диапазон климатических условий их применения: они могут работать в диапазонетемператур -5…+55°С при влажности 10…80%.

Универсальные промышленные регуляторы серии КР 5500 являются высокоточными и надежными приборами самого современного уровня, с программируемым пользователем законом регулирования (П, ПИ, ПИД) и с 1 или 2-мя выходами различных типов. Обмен данными с ПК осуществляется посредством интерфейсов RS 422 или RS 485. Функции корнеизвлечения и возведения в квадрат позволяют контролировать не только температуру, но и другие параметры технологических процессов - давление, расход, уровень в единицах измеряемой величины. Результаты измерений отображаются на светодиодном табло.

Назначение

Регуляторы с цифровой индикацией и программируемым типом закона регулирования - ПИД, ПД, П - предназначены для измерения и регулирования температуры и других неэлектрических величин (давления, расхода, уровня и др.), преобразованных в электрические сигналы силы и напряжения постоянного тока.

Заключение

сточный технологический контроль автоматизированный

В данной работе был рассмотрен вопрос об автоматизации технологического процесса сбора очистки сточных вод.

Первоначально было установлено, какие параметры нам необходимо контролировать и регулировать. Затем выбраны объекты регулирования и оборудование, с помощью которого можно достичь поставленной цели.

Высокая эффективность применения автоматизированного регулирования параметров и оптимизации работы различных технологических систем с механизмами, работающими в переменных режимах, подтверждена многолетним мировым опытом. Применение автоматизации позволяет оптимизировать работу технологических установок и улучшить качество выпускаемой продукции.

Список литературы

1. Проектная документация цеха ИФ - 9. ОАО «Уралоргсинтез» 2010

2. Уровнемеры волноводные Rosemount 5300. Руководство по эксплуатации.

3. Каталог продукции «Современные средства контроля, регулирования и регистрации технологических процессов в промышленности» НФП «Сенсорика» Екатеринбург.

4. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности / Лапшенков Г.И., Полоцкий Л.М. Изд. 3-е, перераб. и доп. - М.: Химия, 1988, 288 с.

5. Каталог продукции и применений ОАО «Теплоприбор» Челябинск

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Обзор основных функций автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП), способы их реализации. Виды обеспечения АСУ ТП: информационное, аппаратное, математическое, программное, организационное, метрологическое, эргономическое.

презентация , добавлен 10.02.2014


Обоснование необходимости очистки сточных вод от остаточных нефтепродуктов и механических примесей. Три типоразмера автоматизированных блочных установок для очистки. Качество обработки воды флотационным методом. Схема очистки вод на УПН "Черновское".

курсовая работа , добавлен 07.04.2015


Изучение технологического процесса сушки макарон. Структурная схема системы автоматизации управления технологическими процессами. Приборы и средства автоматизации. Преобразования структурных схем (основные правила). Типы соединения динамических звеньев.

курсовая работа , добавлен 22.12.2010


Определение концентрации загрязнений в сточной воде перед очистными сооружениями. Требуемые показатели качества очищенных сточных вод. Горизонтальные песколовки с круговым движением воды. Гидромеханизированный сбор песка. Схема очистки бытовых вод.

контрольная работа , добавлен 03.11.2014


Система регулирования и контроля температуры в реакторе-автоклаве при производстве поливинилхлорида. Структурная схема автоматизации технологического процесса фильтрования. Принцип действия приборов системы регулирования. Конструкция шлангового клапана.

курсовая работа , добавлен 01.02.2014


Метрологические характеристики и погрешности измерений и измерительных приборов. Технические данные, назначение, устройство и принцип работы логометров. Основные виды, принципы действия и области применения механических и гидростатических уровнемеров.

контрольная работа , добавлен 02.11.2010


Проблемы автоматизации химической промышленности. Возможности современных систем автоматизированного управления технологическими процессами предприятий химической промышленности. Главные особенности технологического оснащения химических предприятий.

реферат , добавлен 05.12.2010


Классификация сточных вод и методы их очистки. Основные направления деятельности предприятия "Мосводоканал". Технологическая схема автомойки и процесс фильтрации воды. Структурная схема управления системой очистки воды, операторы программы CoDeSys.

отчет по практике , добавлен 03.06.2014


Анализ возможности автоматизации процессов очистки сточных вод. Составление структурной схемы уровня воды для наполнения резервуара. Разработка алгоритма функционирования системы автоматизации и интерфейса визуального отображения измерительной информации.

дипломная работа , добавлен 03.06.2014


Исследование технологического процесса систем тепловодоснабжения на предприятии и характеристики технологического оборудования. Оценка системы управления и параметров контроля. Выбор автоматизированной системы управления контроля и учета электроэнергии.

Автоматизация очистных сооружений

Объем работ по автоматизации в каждом конкретном случае должен подтверждаться экономической эффективностью и санитарным эффектом.

На очистных сооружениях могут быть автоматизированы:

1. устройства и приборы, регистрирующие изменения технологического режима при нормальной эксплуатации;
2. устройства и приборы, обеспечивающие локализацию аварий и обеспечивающие оперативные переключения;
3. вспомогательные процессы в работе сооружений, особенно это относится к насосным станциям (залив насосов, откачка дренажных вод, вентиляция и т. д.);
4. сооружения обеззараживания сточных под, прошедших очистку.

Наряду с комплексным решением автоматизации целесообразно автоматизировать отдельные технологические процессы: распределение сточных вод по сооружениям, регулирование уровней осадков, ила.

Частичная автоматизация в перспективе должна предусматривать возможность перехода на комплексную автоматизацию всего технологического цикла.

Относительно небольшое внедрение установок автоматического управления в технику очистки сточных вод на предприятиях пищевой промышленности объясняется тем, что большинство очистных станций имеет малую или среднюю производительность, в силу чего капитальные затраты на автоматизацию часто выражаются значительными суммами н не могут быть компенсированы соответствующей экономией эксплуатационных затрат. В перспективе на очистных сооружениях широко будет применяться автоматическая дозировка реагентов и контроль эффективности очистки сточных вод.

Технические требования к автоматизации процессов очистки сточных вод могут быть сведены к следующему:

1. любая система автоматического управления должна допускать возможность местного управления отдельными механизмами при их осмотре и ремонте;
2. должна быть исключена возможность управления одновременно двумя способами (например, автоматическое и местное);
3. перевод системы с ручного управления на автоматическое не должен сопровождаться отключением находящихся в работе механизмов;
4. схема автомагического управления должна обеспечить нормальное протекание технологического процесса и обеспечивать надежность и точность работы установки;
5. при нормальной остановке агрегата схема автоматики должна быть готова к следующему автоматическому пуску;
6. предусматриваемая блокировка должна исключать возможность автоматического или дистанционного пуска после аварийного отключения агрегата;
7. во всех случаях нарушения нормальной работы автоматизированной установки должен подаваться аварийный сигнал на пункт с постоянным дежурством.

1. насосные станции — основные агрегаты и дренажные насосы; включение и отключение в зависимости от уровня жидкости в резервуарах и приямках, автоматическое переключение при поломке одного насоса на резервный; подача звукового сигнала в случаях выхода из строя насосных агрегатов н переполнения уровня в приемном резервуаре;
2. дренажные приямки — сигнализация аварийного уровня;
3. напорные задвижки насосных агрегатов (при пуске агрегата на закрытую задвижку) — открытие и закрытие, сблокированное с работой насосов;
4. механические грабли — работа в соответствии с заданной программой;
5. электроотопнтельные приборы — включение и отключение электронагревательных приборов в зависимости от температуры в помещениях;
6. приемные резервуары иловых насосных станций — взмучивание сточной жидкости;
7. напорные трубопроводы иловых насосных станций — опорожнение после остановки насосов;
8. здание решеток с механической очисткой — включение и отключение механических граблей в зависимости от перепада уровней до и после решетки (засорение решетки) или по временному графику;
9. песколовки — включение гидроэлеватора для откачки песка по временному графику или в зависимости от уровня песка, автоматическое поддержание постоянного расхода;
10. отстойники, контактные резервуары — выпуск (откачка) ила (осадка) по временному графику или в зависимости от уровня ила; работа скребковых механизмов по временному графику или в зависимости от уровня ила; открытие гидравлического затвора при пуске подвижной скребковой фермы;
11. станции нейтрализации сточных вод, хлораторные на х торной извести — дозирование реагента в зависимости от расхода стоков.

Характерной особенностью сточных вод предприятий пищевой промышленности является отсутствие нормы азота и фосфора для биохимических процессов.

Поэтому возникает необходимость в добавлении недостающих элементов в виде биогенных добавок.

Внесение добавок сопряжено со сложностью регулирования объема добавок в зависимости от размеров поступления сточных вод и загрязнений. С учетом изменяющегося расхода сточных вод дозирование биогенных добавок особенно сложно, поэтому для измерения расхода сточных вод институтом Союзводоканалпроект разработана схема автоматизации, в которой применены диафрагмы и поплавковые показывающие дифманометры типа ДЭМП-280 с индукционными датчиками.

Импульсы от дифманометра передаются на электронный регулятор соотношения ЭРС-67, который электрическим исполнительным механизмом типа МГ, воздействуя на регулирующий клапан, приводит расход биогенных добавок в соответствие с размером поступления сточных вод. При этом необходимое расчетное соотношение между расходом сточных вод и биогенных добавок задается регулятору в зависимости от изменения концентрации загрязнений в сточных водах, поступающих на очистные сооружения.

Способ относится к области автоматизации процессов очистки сточных вод, в частности для очистки стоков промышленных предприятий. Способ включает нейтрализацию стоков подачей либо раствора кислоты, либо раствора щелочи для достижения заданного значения рН. Раствор кислоты или раствор щелочи подают в накопитель промышленных стоков. Стоки в зависимости от их концентрации поступают или в электрокоагулятор или в гальванокоагулятор для очистки. Регулирование качества очистки в электрокоагуляторе осуществляется регулированием тока в зависимости от электропроводности стоков. После этого проводят процесс осаждения посредством перетекания стоков из отстойника в отстойник при помощи электрических задвижек. Для ускорения процесса осаждения подают полиакриламид, нерастворенный осадок пропускают через фильтры очистки от соли и фильтры тонкой очистки, затем обезвоживают, а чистые стоки поступают в линию гальванического покрытия. Данный способ позволяет повысить качество очистки промышленных стоков для использования последних в оборотном цикле. 1 ил.

Изобретение относится к области автоматизации процессов очистки сточных вод, в частности для очистки стоков промышленных предприятий.Известен способ автоматического управления процессом коагуляции путем одновременного регулирования расхода кислоты и коагулянта в реактор и контроля цветности воды, при этом одновременно расход коагулянта регулируют в зависимости от цветности воды на выходе реактора и расход кислоты в зависимости от значения рН воды на выходе реактора (SU 1655830 A1, 15.06.1991).Однако этим способом не достигается полное осаждение ионов, что снижает качество очистки.Известен способ автоматического управления процессом очистки стоков промышленных предприятий, включающий измерение рН очищенной воды, регулирование расхода потока в аппарат, при этом измеряют окислительно-восстановительный потенциал очищенной воды, формируют сигнал установки регулятора, сравнивают его с заданным значением произведения, в результате чего формируют сигнал рассогласования и осуществляют регулирование расхода стоков промышленных предприятий при помощи регулятора через аппарат очистки в зависимости от величины рассогласования экспериментально установленной зависимости (RU 2071951 С1, 20.01.1997).Недостатком данного способа является невысокое качество очистки промышленных стоков, невозможность использования их в обратном цикле.Технический результат, достигаемый при реализации данного изобретения, заключается в повышении качества очистки промышленных стоков для использования последних в оборотном цикле.Технический результат достигается тем, что в способе автоматического управления процессом очистки стоков промышленных предприятий, включающем нейтрализацию стоков подачей либо раствора кислоты, либо раствора щелочи для достижения заданного значения рН, согласно изобретению раствор кислоты или раствор щелочи подают в накопитель промышленных стоков, затем стоки в зависимости от их концентрации поступают или в электрокоагулятор или в гальванокоагулятор для очистки, причем регулирование качества очистки в электрокоагуляторе осуществляется регулированием тока в зависимости от электропроводности стоков, после чего проводят процесс осаждения посредством перетекания стоков из отстойника в отстойник при помощи электрических задвижек, для ускорения процесса осаждения подают полиакриламид, нерастворенный осадок пропускают через фильтры очистки от соли и фильтры тонкой очистки, затем обезвоживают, а чистые стоки поступают в линию гальванического покрытия.Сравнение заявляемого изобретения с известными показывает, что применение существующих способов автоматизации не позволяет осуществить очистку сточных вод от ионов тяжелых металлов, что делает невозможным введение очищенных стоков в оборотный цикл предприятия, тогда как в заявляемом изобретении происходит полная очистка сточных промышленных вод, которая ведется ступенчато под контролем различных датчиков, позволяющих на первом этапе нейтрализовать стоки, затем в зависимости от концентрации стоков подвергнуть их электрокоагуляции либо гальванокоагуляции, при этом регулировать качество очистки с помощью переменного электрического тока путем подачи солевого раствора, произвести обезвоживание осадка с последующим его использованием, например, в гальваническом производстве, а отделенную воду использовать в оборотном водоснабжении.Представленная на чертеже схема автоматизации очистки промышленных сточных вод включает: накопитель стоков 1, датчик уровня 2, сигнализатор уровня 3, бак-дозатор кислоты 4, электрическую задвижку 5, бак-дозатор щелочи 6, электрическую задвижку 7, насос подачи стоков 8, электрокоагулятор 9, гальванокоагулятор 10, электрическую задвижку 11, солерастворитель 12, электроблокиратор 13, отстойники 14, бак-дозатор полиакриламида 15, электрозадвижку 16, емкость для очищенных стоков 17, фильтр очистки от соли 18, фильтр тонкой очистки 19, насос подачи очищенных стоков 20, электрозадвижку 21, процессор обезвоживания осадка 22, датчик рН-метра 23, рН-метр регулирующий 24, амперметр постоянного тока 25 выпрямительного агрегата электрокоагулятора, амперметр регулирующий 26, электроды 27, омметр регулирующий 28, датчик уровня 29, сигнализатор уровня 30.Способ реализуется следующим образом.Производственные стоки, например стоки гальванического цеха, подают в накопитель стоков 1. При достижении заданного верхнего уровня в накопителе стоков 1 датчик уровня 2 подает импульс сигнализатору уровня 3, который в свою очередь подает команду на подготовку стоков к очистке с заданным показанием рН. Для этого в накопитель стоков 1 автоматически подается либо раствор кислоты из бака-дозатора 4 посредством электрической задвижки 5, либо раствор щелочи из бака-дозатора 6 посредством электрической задвижки 7. После достижения в накопителе стоков 1 заданного рН, которое фиксируется с помощью датчика рН-метра 23 рН-метром регулирующим 24, рН-метр регулирующий 24 дает команду на включение насоса подачи стоков 8. В зависимости от концентрации стоков последние подают либо в электрокоагулятор 9 (при высокой концентрации), либо в гальванокоагулятор 10 (при средних или низких показателях концентрации), где и происходит очистка стоков. Регулирование качества очистки стоков в электрокоагуляторе осуществляется регулированием тока в электрокоагуляторе путем подачи солевого раствора из солерастворителя 12 в накопитель стоков 1, посредством электрической задвижки 11, управляемой амперметром регулирующим 26, подключенным к выходу амперметра постоянного тока 25 выпрямительного агрегата электрокоагулятора, с целью изменения электропроводности стоков, подающихся в электрокоагулятор 9.Если в процессе очистки значение электрического тока в электрокоагуляторе 9 опускается ниже заданного значения, электрическая задвижка 11 автоматически открывается и ток достигает заданного значения.Если в процессе очистки значение электрического тока в электрокоагуляторе 9 поднимается выше заданного значения, электрическая задвижка 11 автоматически закрывается и ток снижается до заданного значения.Регулирование качества очистки стоков в гальванокоагуляторе осуществляется регулированием подачи стоков в гальванокоагулятор с помощью электрической задвижки 21 в зависимости от концентрации стоков. Контроль и регулирование концентрации стоков в накопителе 1 осуществляется с помощью датчика 27 и омметра регулирующего 28.Для исключения сброса неочищенных стоков из электрокоагулятора 9 в аварийных ситуациях (например, засорение трубопровода при подаче солевого раствора в накопитель стоков 1) включается электроблокиратор 13.В случае, если значение электрического тока в электрокоагуляторе 9 в течение критического времени будет ниже заданного значения, происходит автоматическое отключение насоса подачи стоков 8, при этом загорается аварийное световое табло, подача стоков прекращается.Очищенные стоки из электрокоагулятора 9 и гальванокоагулятора 10 самотеком перетекают в первый отстойник 14, где происходит осаждение нерастворенного осадка. Для ускорения процесса осаждения осадка в первый отстойник 14 из бака-дозатора 15 автоматически подают полиакриламид посредством электронной задвижки 16.Для более полного осаждения нерастворенного осадка предусмотрены 2-й и 3-й отстойники 14, соединенные последовательно между собой.Такая система отстойников позволяет максимально осадить нерастворенный осадок.После проведения процесса осаждения в системе отстойников стоки самотеком поступают в емкость для очищенных стоков 17.Сигнализация уровней в емкости для очищенных стоков 17 осуществляется с помощью датчиков уровня 29 сигнализатором уровня 30.При достижении стоками датчика 29 верхнего уровня в емкости для очищенных стоков 17 происходит автоматическое включение насоса 20, который подает стоки в фильтр очистки от соли 18, а затем в фильтр тонкой очистки 19, откуда чистые стоки поступают в линии гальванического покрытия или в технологические схемы других производств.

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом очистки стоков промышленных предприятий, включающий нейтрализацию стоков подачей либо раствора кислоты, либо раствора щелочи для достижения заданного значения рН, отличающийся тем, что раствор кислоты или раствор щелочи подают в накопитель промышленных стоков, затем стоки в зависимости от их концентрации поступают или в электрокоагулятор, или в гальванокоагулятор для очистки, причем регулирование качества очистки в электрокоагуляторе осуществляется регулированием тока в зависимости от электропроводности стоков, после чего проводят процесс осаждения посредством перетекания стоков из отстойника в отстойник при помощи электрических задвижек, для ускорения процесса осаждения подают полиакриламид, нерастворенный осадок пропускают через фильтры очистки от соли и фильтры тонкой очистки, затем обезвоживают, а чистые стоки поступают в линию гальванического покрытия.

К механическим процессам очистки относят процеживание воды через решетки, пескоулавливание и первичное отстаивание. Структурная схема автоматизации процессов механической очистки сточных вод представлена на рис. 52.

Рис.52. Структурная схема АСУ:

1 – распределительная камера; 2 – решетка ступенчатого пита; 3 – горизонтальная песколовка;4 – первичный отстойник; 5 – песковой бункер

Для улавливания из сточных вод крупных механических примесей применяют решетки. При автоматизации решеток основная задача состоит в управлении граблями, дробилками, транспортерами и шиберами на подводящем канале. Вода проходит через решетку, на которой задерживаются механические примеси, затем по мере накопления отбросов, ступенчатая решетка включается и отчищается от отбросов.Автоматические устройства на решетках включаются при увеличении разности уровней сточных вод до и после решеток. Угол наклона решетки 60 о -80 о. Выключение грабель осуществляется либо контактным устройством, срабатывающем при падении уровня до заданного значения, либо с помощью реле времени (через определенный промежуток времени).

Далее после задержания крупных механических примесей сток направляется на песколовки, которые предназначены улавливания из сточных вод песка и других минеральных нерастворённых загрязнений. Принцип действия песколовки основан на том, что под влиянием сил тяжести частицы, удельный вес которых больше, чем удельный вес воды, по мере движения их вместе с водой, выпадают на дно.

Горизонтальная песколовка состоит из рабочей части, где движется поток и осадочной, назначение которой собирать и хранить выпавший песок до его удаления Время пребывания жидкости в горизонтальной песколовке принимают обычно 30 – 60 с, расчётный диаметр частиц песка 0,2 – 0,25 мм, скорость движения сточной воды 0,1 м/с. Автоматические устройства в песколовках применяют для удаления песка при достижении им предельного уровня. Для нормальной и эффективной работы песколовки необходимо следить и контролировать уровень осадка, если он будет подниматься выше допустимой величины, то будет происходить его взмучивание, и вода будет загрязняться ранее осевшими веществами. Также автоматическое удаление песка может производиться через определенные промежутки времени, установленные на основе опыта эксплуатации.

Затем сток поступает на первичный отстойник для задержания плавающих и выпадающих в осадок веществ. Вода медленно движется от центра к периферии и сливается в периферийный желоб с затопленными отверстиями. .Для удаления осадка из сточных вод служит медленно вращающаяся металлическая ферма с укрепленными на ней скребками, сгребающими осадок к центру отстойника, откуда он периодически откачивается гидроэлеватором. Время пребывания (отстаивания) сточной жидкости принимают 2 часа, скорость движения воды 7 м/с.

Автоматизация процесса физико-химической очистки сточных вод

В системах очистки сточных вод физико-химическими методами наибольшее распространение получила напорная флотация. При этом способе очистки сточные воды насыщаются газом (воздухом) под избыточным давлением, которое затем быстро снижается до атмосферного.

На рис. 53 показана блочная схема АСР со стабилизацией качества очищенной воды путем изменения расхода потока рециркуляции, несущего во флотатор мелкодисперсную газовую фазу.

Система состоит из флотационного резервуара 1, мутномера 2-1, измеряющего концентрацию взвешенных частиц в очищенной воде, сигнализатора 2-3, расходомера 1-1, регулятора 1-2 , регулирующих клапанов 1-3, который регулирует расход сточной воды, поступающей во флотатор, и клапана 2-2, который регулирует расход циркуляционного потока, насыщаемого воздухом в напорном ресивере 2.

Сигнал, возникающий при увеличении на выходе флотатора концентрации взвеси в воде выше заданного значения, с мутномера 2-1 поступает на регулятор, который через клапан 2-2 увеличивает расход потока рециркуляции. Новое количество газа уменьшает мутность очищенных стоков. Одновременно при увеличении расхода потока рециркуляции через флотационный резервуар появляется сигнал отклонения на выходе расходомера 1-1, который поступает на регулятор 1-2. Этот регулятор через 1-3 уменьшает поступление сточной воды во флотатор, обеспечивая постоянство суммарного расхода через него.

Рис. 53. Схема АСР процесса очистки сточных вод напорной флотацией

Полная автоматизация процессов водоочистки

Одно из ключевых преимуществ оборудования компании «Осмотикс» – это полная автоматизация процессов очистки.

Полная автоматизация процессов очистки сточных вод – участие человека сведено к минимуму.

Установка очистки управляется промышленным контроллером и функционирует в автоматическом режиме. Все происходящие процессы контролируются и управляются автоматически. Участие человека в работе системы сведено к минимуму.

Для автоматизации очистки стоков «Осмотикс» используются современные промышленные программируемые логические контроллеры производителей Schneider Electric, Omron. На базе данных систем строится отказоустойчивая система управления, в которой предусмотрена обработка аварийных ситуаций, дублирование управляющих сигналов, а так же блокировки, не позволяющие процессу выйти из предела значений, безопасного для обслуживающего персонала и эксплуатации оборудования.

Контроллер по заданному программистами алгоритму выдает управляющие сигналы на блоки управления оборудованием: частотные регуляторы, контакторы, реле и собственные блоки управления оборудования.

На оператора возлагается лишь принятие наиболее важных решений. Для работы оператора существует удобная система управления установкой, позволяющая настраивать ее работу, менять параметры процесса, следить за его состоянием.

Все параметры выводятся на экран управления и доступны оператору в любое время, хотя в автоматическом режиме его вмешательства и не требуется.

На экране управления представлены все основные показатели процесса, а так же выводятся предупредительные и аварийные сигнализации. При срабатывании критических аварийных сигнализаций контроллер автоматически скорректирует режим работы установки для недопущения аварийной ситуации.

Обратная связь с установкой происходит с помощью возвращаемых блоками управления оборудованием сигналов о работе или аварии, а так же с помощью показаний датчиков, передаваемых на контроллер с помощью электрических сигналов.

Создаваемые нами системы автоматизации позволяют с помощью различных интерфейсов, таких как RS-233, ModBus, или единичных электрических сигналов выдавать на системы управления заказчика данные о состоянии работы установки.
Так же существует возможность передачи данных по GPRS каналу на удаленные расстояния. Эти средства позволяют вести удаленный мониторинг и архив режимов работы установки за длительный промежуток времени.

Также ведется автоматическая отчетность, все параметры эксплуатации очистных сооружений «Осмотикс» доступны в виде журнала и при необходимости могут быть распечатаны, что удобно для отслеживания изменений в составе стоков и анализа работы оборудования.