Номер части:
Журнал
ISSN: 2411-6467 (Print)
ISSN: 2413-9335 (Online)
Статьи, опубликованные в журнале, представляется читателям на условиях свободной лицензии CC BY-ND

ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ ТРАДИЦИОННЫМИ ТЕХНОЛОГИЯМИ ПОДГОТОВКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ



Науки и перечень статей вошедших в журнал:
DOI:
Дата публикации статьи в журнале:
Название журнала: Евразийский Союз Ученых — публикация научных статей в ежемесячном научном журнале, Выпуск: , Том: , Страницы в выпуске: -
Данные для цитирования: . ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ ТРАДИЦИОННЫМИ ТЕХНОЛОГИЯМИ ПОДГОТОВКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ // Евразийский Союз Ученых — публикация научных статей в ежемесячном научном журнале. Технические науки. ; ():-.

Требования к качеству воды, предъявляемые потребителями, весьма разнообразны и зависят от ее назначения. Так, например, вода, используемая для питьевых и хозяйственно-бытовых целей, должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу, иметь благоприятные органолептические свойства.

В данной работе под традиционными технологиями подготовки питьевой воды  понимаются наборы методов химического и физического воздействия на воду, добываемую из поверхностных источников, реализованные в виде трех технологических схем сооружений, используемых повсеместно в Российской федерации и за рубежом.

Первая схема представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема с камерами хлопьеобразования и отстойниками:

1-подача исходной воды; 2- барабанные сетки; 3-смеситель; 4-камера хлопьеобразования; 5  -отстойник; 6 –резервуар чистой воды; 7- реагентное хозяйство; 8 – хлораторная.

 Время пребывания воды на  сооружениях  первой схемы составляет от 3,5 до 4,5 часов. В течение этого периода осуществляются три технологических процесса: коагуляция, отстаивание и фильтрование.

Вторая схема представлена на рисунке 2.

Рисунок 2. Схема с осветлителями со взвешенным осадком:

9 – осветлители со взвешенным осадком

В осветлителях со взвешенным осадком совмещены процессы коагуляции и отстаивания. Время пребывания воды на  сооружениях  второй схемы составляет от 2 до 2,5 часов

Третья схема представлена на рисунке 3.

Рисунок 3. Схема с контактными осветлителями:

10 – контактные осветлители

 В контактных осветлителях совмещены процессы коагуляции, отстаивания и фильтрования Время пребывания воды на  сооружениях  третьей схемы составляет от 1 до 1,5 часов.

Управление данными технологическими схемами в большинстве случаев осуществляется следующим образом: в соответствии с утвержденными графиками отбираются пробы исходной воды и в лабораторных условиях определяются показатели её качества (мутность, цветность и другие). Затем  с учетом этих показателей определяются или принимаются необходимые дозы реагентов (коагулянта, флокулянта и других), которые добавляются в исходную воду. Контроль качества очищенной воды осуществляется на выходе ее из основной цепочки сооружений при поступлении в резервуары чистой воды. При этом, во многих случаях, графики отбора проб воды на входе и на выходе не согласованы друг с другом. Поэтому такая система контроля является ненадежной, при этом, чем больше времени вода находится в сооружениях, тем менее надежной является ее очистка.

Регулирование процесса коагуляции воды основано  на     определении оптимальной дозы коагулянта по методике пробного коагулирования  [2, п.2.24]. Эта методика  осуществляется преимущественно в лабораторных условиях путем визуального наблюдения за процессами образования хлопьев в стеклянных цилиндрах с исходной водой, в которые добавляются различные дозы коагулянта. При этом фиксируются различные стадии процесса коагуляции (помутнение, образование мелких хлопьев, крупных хлопьев, начало осаждения). Такое определение является продолжительным, трудоемким и неточным, так как не учитываются реальные условия в сооружениях (температура воды, скорости ее движения в объемах сооружений, равномерность распределения раствора коагулянта по объему обрабатываемой воды и другие). Кроме того, при осуществлении этого метода  невозможно  следить за ходом процесса коагуляции и осаждения коагулированной взвеси в режиме реального времени,  следовательно, невозможно обеспечивать гибкое управление процессом коагуляции. Таким образом,  данный метод является  недостаточно надежным. При этом, последующие процессы отстаивания и фильтрования вообще никак не регулируются. Они планируются на стадиях проектирования сооружений и зависят только от  размеров сооружений.

В отдельных случаях определение оптимальной дозы коагулянта  осуществляют на основании измерения дзета-потенциала взвешенных в воде частиц. Этот метод является более точным и с теоретической точки зрения наиболее оправданным, так как     «величина дзета-потенциала частицы определяет ее способность к коагуляции и во многих случаях является основным критерием полноты протекания процесса» [1,стр.29]. Однако при осуществлении этого метода также невозможно следить за ходом процесса и управлять им. В частности, при отборе проб исходной воды и определении дозы коагулянта каким – либо из указанных выше методов выяснить, действительно ли оптимальной была доза коагулянта, добавляемая в воду можно только после анализа воды на выходе из сооружений.

Для решения изложенных выше проблем в Вологодском государственном университете  разработаны новые технологии, позволяющие обеспечить гибкое управление системами осветления и обесцвечивания природных вод в режимах реального времени [7, с.47-48]. В частности, для управления процессами коагуляции разработан новый способ регулирования этого процесса [3]. При использовании этого способа  регулирование агрегативной устойчивости частиц взвеси в воде осуществляется на основе экспресс-измерения электрофоретической скорости движения этих частиц взвеси сверху вниз и сравнения ее с величиной электрофоретической скорости, соответствующей нижнему порогу коагуляции. Следует отметить, что именно электрофоретическая скорость является в формулах, по которым вычисляется величина дзета-потенциала, основной составляющей, которая напрямую характеризует электрокинетический заряд частицы. Кроме того, при необходимости, осуществляется  регулирование  процесса  флокуляции  на основании седиментационных экспресс-анализов путем определения гидравлической крупности взвеси в процессе образования хлопьев. Эту гидравлическую крупность сравнивают с оптимальной гидравлической крупностью хлопьев, которая устанавливается технологическим регламентом. На основании такого сравнения также в режиме реального времени  корректируется  доза флокулянта.

Для гибкого управления процессами очистки воды в осветлителях со взвешенным осадком и в скорых фильтрах также разработан новый способ [5]. В соответствии с этим способом  перед поступлением воды в смеситель при производят в режимах реального времени экспресс-измерения цветности, мутности, щелочности и электрофоретической скорости движения частиц взвеси сверху вниз в исходной воде и на выходе из смесителя, затем перед поступлением ее в осветлитель со взвешенным осадком осуществляют управление процессами очистки воды в коридорах осветлителя на основании седиментационного экспресс-контроля в режиме реального времени гидравлической крупности частиц взвеси.  Оптимальная величина гидравлической крупности  обеспечивается путем регулирования скорости отведения воды с осадком из осветлителя. В дальнейшем контролируется накопление осадка и обеспечивается периодическое его удаления на основании седиментационного экспресс-контроля поступающего в осадкоуплотнитель него количества взвеси.

Кроме того, в скорых фильтрах переключение с режима фильтрования на режим промывки и регулирование времени и интенсивности промывки производят на основании сопоставления результатов седиментационных экспресс-анализов количества взвеси, поступающей на фильтры и на выходе из фильтров. Таким образом, во второй схеме сооружений имеется возможность обеспечить гибкое управление в режиме реального времени всеми технологическими процессами очистки воды от входа до выхода. В результате повышается надежность  очистки воды.

Для гибкого управления процессами очистки воды в контактных осветлителях разработан новый способ и устройство для его осуществления [4]. В  процессе  движения очищаемой воды снизу вверх  через фильтрующую загрузку происходит образование хлопьев взвеси и задержание их в порах этой загрузки. Очищенная вода поступает в переливной желоб, из него — в верхний карман  осветлителя, а затем — в трубопровод отвода очищенной воды. Управление процессом коагуляции в стесненных условиях фильтрующей загрузки производится путем регулирования    скорости    фильтрования    на основании экспресс-контроля в режиме реального времени величины остаточного коагулянта в воде и в объеме его фильтрующей загрузки. Переключение с режима фильтрования на режим промывки осуществляют на основе экспресс-контроля цветности, мутности и щелочности исходной воды, а также цветности и мутности воды на выходе из контактного осветлителя. Время и интенсивность промывки  регулируют  на основе седиментационного экспресс-анализа взвеси на выходе из контактного осветлителя.

Таким образом, имеется возможность обеспечить гибкое управление процессами очистки воды от входа до выхода в трех традиционных наиболее распространенных схемах водоочистных сооружений. Основными параметрами, которые необходимо контролировать в экспресс – режимах для успешной реализации новых технологий являются: мутность, цветность, электрофоретическая  скорость  движения  частиц  взвеси, гидравлическая крупность частиц взвеси, величина остаточного коагулянта в воде и другие. Все эти характеристики и показатели можно контролировать в автоматическом режиме с помощью устройства для анализа воды [2], которое также разработано в Вологодском государственном университете.

Список литературы:

  1. Бабенков Е.Д. Очистка воды коагулянтами / Е.Д.Бабенков. – Москва: Наука, 1977. — 346 с.
  2. Патент RU 2415399 Российская Федерация. Устройство для анализа воды/ С.М. Чудновский, А.А. Плеханов, Е.А. Данилова, А.В. Виноградова, А.А. Суконщиков; заявитель и патентообладатель Вологодский гос.тех.ун-т. – Опубл. 27.03.2011.-Бюл. №9.
  3. 3. Патент 2415814 Российская Федерация, Способ регулирования процесса коагуляции воды / С.М. Чудновский, Е.А. Жирихина, Н.Г Жаравина.; заявитель и патентообладатель Вологодский гос.тех.ун-т. – Опубл.10.04.2011. – Бюл.№10
  4. Патент 2471719 Российская Федерация. Способ регулирования процессов очистки воды в контактных осветлителях и устройство для его осуществления /С.М. Чудновский, Н.А.Кузнецова; заявитель и патентообладатель Вологодский гос.тех.ун-т. – Опубл.10.01.2013. – Бюл.№1
  5. Патент 2537609 Российская Федерация. Способ регулирования процессов очистки воды в технологических схемах, содержащих осветлители со взвешенным осадком и скорые фильтры / С.М. Чудновский, М.Э.Макушина, К.А. Семенова; заявители и патентообладатели — авторы .- Опубл. 10.01.2015. Бюл. №1
  6. Пособие по проектированию автоматизации и  диспетчеризации  систем водоснабжения (к СНиП 2.04.02-84). Утв. приказом Союзводоканал НИИпроекта от 5 марта 1985 г. №4.1. – Москва: Центральный институт типового проектирования, 1985. – 33с.
  1. Чудновский, С.М. Перспективы обеспечения гибкого управления системами осветления и обесцвечивания природных вод /С.М. Чудновский, О.И. Лихачева.- Materjals of the X International scientific and practical conference, «Modern European science»,-2014. Volume13, Ecology. Geography and geology/. Chemistry and chemical technology. Sheffield.UK. Science and education LTD- p.45 -48.[schema type=»book» name=»ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ ТРАДИЦИОННЫМИ ТЕХНОЛОГИЯМИ ПОДГОТОВКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ» description=»В данной работе рассматривается новые технологии, позволяющие обеспечить гибкое управление системами осветления и обесцвечивания природных вод в режимах реального времени » author=»Чудновский Семен Матвеевич, Лихачева Ольга Ивановна, Одинцов Владимир Васильевич» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-03-14″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_30.05.2015_05(14)» ebook=»yes» ]
Список литературы:


Записи созданы 9819

Похожие записи

Начните вводить, то что вы ищите выше и нажмите кнопку Enter для поиска. Нажмите кнопку ESC для отмены.

Вернуться наверх
slot terbaru slot thailand slot gacor slot dana rtp slot server luar demo slot slot gacor slot gacor gampang menang data hk slot gacor slot gacor hari ini slot gacor slot gacor terbaru
404: Not Found