Автоматическое управление работой отстойников и осветлителей

Отстойники и осветлители применяют для снижения содержании в сточных водах труднооседающих веществ. В результате совмещения процессов осаждения, хлопьеобразования и фильтрации сточной воды через слой взвешенного осадка эффективность очистки достигает 70 %.Отстойники и осветлители должны обеспечивать заданную степень предварительного осветления и обесцвечивания заданных количеств воды перед ее подачей на фильтры.Имеются конструкции осветлителей как с предварительной коагуляцией и агрегацией вод, так и без таковых, с совмещением этих процессов в одном аппарате.

1 АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ РАБОТОЙ ОТСТОЙНИКОВ И ОСВЕТЛИТЕЛЕЙ

Несмотря на кажущуюся простоту процессов, происходящих в отстойниках, довольно трудно добиться их работы в оптимальном режиме с эффективным использованием всего объема рабочего пространства. Особенно сложно стабилизировать режим работы осветлителей со взвешенным слоем осадка, где на гидродинамику процесса накладываются колебания температуры. Такие осветлители нуждаются в автоматизации в большей степени, чем отстойники.Схема АСР гидравлической нагрузки на осветлитель, выполненная на элементах серийной системы «Каскад», обеспечивает регулирование нагрузки, превышающей 50% номинальной, по расходу воды, подаваемой в осветлитель, и по уровню воды в сборном резервуаре. Помимо этого, система регулирует поступление в осветлитель воды от промывки фильтров.Рисунок 1 – Схема АСР гидравлической нагрузки на осветлитель: 1 – уровнемер воды в баке-сгустителе; 2 – измерительный блок; 3,6 – регуляторы; 4 – задвижки с исполнительным механизмом; 5 – расходомер воды, поступающей на осветлитель; 7 – задатчики; 8 – расходомер промывной воды; 9 – бак промывной воды; 10 – насосНасос тор 3 с измерительным блоком 2, получая входные сигналы от расходомера 5 и уровнемера 7, воздействует на исполнительный механизм задвижки на трубопроводе подачи исходной воды и таким образом регулирует расход воды, поступающей на осветлитель, в зависимости от уровня воды в промежуточном баке. Регулятор 6, получая сигналы от расходомеров 5 и 8, воздействует на исполнительные механизмы задвижек 4 и таким образом регулирует соотношение между расходами исходной воды и промывной воды, поступающей от механических фильтров. Расход промывной воды, поступающей на осветлитель, составляет 2-6% полного расхода. Соотношение между расходом воды на осветлитель, расходом промывной воды и уровнем в промежуточном резервуаре задается задатчиками 7.В качестве средств контроля и управления горизонтальные и вертикальные отстойники оборудуют расходомерами и дистанционно управляемыми задвижками или затворами на линиях, подводящих воду к каждому отстойнику, и на трубопровбдах, отводящих осадок из отстойника. Это позволяет равномерно распределять гидравлическую нагрузку между отстойниками. Оптимальная гидродинамика обеспечивается также чисто технологическими средствами – устройствами для равномерного распределения воды по поперечному сечению на входе в отстойник и для распределенного отведения ее на выходе из отстойника.Обобщенным параметром, характеризующим работу отстойного сооружения, служит степень осветления воды, оцениваемая по выносу взвешенных веществ. Согласно рекомендации СНиП, количество взвешенных веществ в воде после отстойников или осветлителей не должно превышать 8-12 мг/л. Наиболее простой метод контроля – периодическое определение содержания взвешенных веществ в воде, выходящей из отстойника, с помощью переносных мутномеров М-101, имеющих датчики погружного и проточного типов. В этом случае к месту отбора пробы или установки погружного датчика должен быть подведен электрический ток для подключения к прибору. Однако при более тщательном контроле за работой отстойников, когда качество воды ухудшается и содержание взвешенных веществ определяется несколько раз в сутки, желательно иметь более совершенную систему контроля за работой отстойников. В этом случае устанавливают один автоматический мутномер на два-три отстойника с поочередным подключением прибора. Для этой цели можно применять автоматические проточные мутномеры ТВ-205, работающие в диапазоне концентраций взвешенных веществ 5-500 мг/л.Для контроля за наполнением отстойника осадком и автоматизации его выпуска используют фотоэлектрические сигнализаторы СУФ-210, СУ-101.Для удаления из воды мелкодисперсных и коллоидных частиц, не задержанных в отстойниках и осветлителях, используют обычные скорые фильтры с инертной зернистой загрузкой (песок, гравий, дробленый антрацит). Рабочие циклы (фильтрование) периодически прерываются для восстановления фильтрующей способности загрузки путем промывки чистой водой.При устройстве АСР производительности фильтров и скорости фильтрования различают два способа наполнения открытых фильтров водой. По первому способу подача воды производится напуском с разрывом напорного потока. В этом случае фильтры не имеют между собой гидравлической связи: производительность и скорость фильтрования отдельного фильтра могут регулироваться по уровню воды или по потерям напора, а общая производительность фильтровального отделения регулируется графиком вывода фильтров на промывку и ремонт.По второму способу вода на фильтр подводится под уровень воды, т.е. под небольшим напором. При таком способе увеличение сопротивления загрузки в одном из фильтров или вывод фильтра на промывку влечет за собой перераспределение воды по другим фильтрам. Скорость фильтрования регулируется по расходу воды, прошедшей через фильтр, а общая производительность – по уровню в резервуарах чистой воды. По такой схеме работают все напорные фильтры. На станциях небольшой производительности применяют регуляторы скорости фильтрования прямого действия (поплавковые с дроссельной заслонкой или гидравлические).Система управления открытыми фильтрами состоит из двух не связанных между собой подсистем — для регулирования скорости фильтрования и управления промывкой фильтра.Рисунок 2 – Схема АСР производительности фильтров по уровню в резервуаре чистой воды: 1 – регулятор; 2 – дифманометр; 3 – задвижка с исполнительным механизмом; 4 – фильтры; 5 – резервуар чистой водыПервая действует по отклонению расхода фильтрата от заданного значения и построена на базе расходомера и П-регулятора. Осветленная вода через открытую задвижку 3 отводится в резервуар чистой воды. Расход воды воспринимается сужающим устройством 2 с дифманометром 7, электрический сигнал с которого поступает в регулятор 8, управляющий приводом задвижки с помощью магнитного пускателя 9. Задвижка открывается до тех пор, пока уменьшение ее сопротивления не скомпенсирует прирост потерь в зернистой загрузке. Перепад напора в фильтре измеряется дифманометром 4 и вторичным прибором 5 с позиционным регулятором, по сигналу которого приводится в действие подсистема управления промывкой.Когда наполнение фильтра производится не под уровень воды и между фильтрами нет гидравлической связи, регулирование скорости фильтрования производится по уровню с помощью электродного датчика 1, регулятора 6 и магнитного пускателя 9 привода задвижки 3.Рисунок 3 – Схема АСР производительности фильтров по уровню водыв фильтреСхема АСР производительности фильтра с автоматическим задатчиком реализует зависимость скорости фильтрования от уровня в открытом подводящем коллекторе. Система применяется только в тех случаях, когда между фильтрами имеется гидравлическая связь. Восстановление фильтрующей способности фильтра связано с рядом операций, производимых в определенной последовательности с заданной продолжительностью: отключение фильтра от общей магистрали (0,5-1 мин); включение промывных насосов (напорного резервуара) и воздуходувок и водовоздушное взрыхление загрузки (3-5 мин); отключение воздуходувок (процесс промывки 5-10 мин); спуск первого фильтрата после промывки (3-5 мин); включение фильтра в рабочий цикл (1-2 мин).Выполнение перечисленных операций связано с открытием и закрытием пяти-шести задвижек на каждом фильтре, включением и отключением насосов и воздуходувок. При большом числе фильтров выполнение этих операций возможно только при дистанционном или автоматическом управлении. Задача автоматизации фильтров заключается не только в оперативном и надежном управлении переключательными операциями, но и в том, чтобы добиться максимальной продолжительности фильтроцикла с наименьшими затратами воды.Рисунок 4 – Схема АСР производительности фильтров по притоку воды на станцию:1 – датчик уровня в резервуаре исходной воды; 2 – дифманометр уровнемера; 3 – сужающее устройство расходомера; 4 – расходомер; 5 – регулятор; 6 – задатчик

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В отстойниках и осветлителях предусматривается устройство для автоматического контроля предельного уровня осадка. Автоматизации выпуска осадка должна осуществляться в тех случаях, когда предусмотренная проектом частота выпуска осадка из каждой секции больше одного раза в сутки.Автоматизацию выпуска осадка следует осуществлять по достижении предельного уровня, при котором сигнал от датчика уровня осадка должен подаваться на привод выпускной задвижки, или при механизированном удалении осадка на привод соответствующего оборудования, например, скребков.Возможно дистанционное управление выпуском осадка из ПУ по сигналу о достижении предельного уровня. Продолжительность выпуска осадка должна уточняться в процессе эксплуатации.При автоматическом выпуске осадка вводится блокировка, исключающая, как правило, возможность одновременного выпуска осадка из нескольких отстойников или осветлителей.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1) Беркут Л.И.Системы автоматического контроля технологических параметров. – М.: АСВ, 2005.2) Богомолов Н.В. Автоматизация управления технологическими процессами обработки воды. – Киев, Наукова думка, 1985.3) Герзон В.М. Управление водоподготовительным оборудованием и установками. – М.: Энергоатомиздат, 1985.4) Гороновский И. Т. Физико-химическое обоснование автоматизации технологических процессов обработки воды. – Киев, Наукова думка, 1985.