ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Автоматический контроль и регулирование процесса флотации из "автоматизация процессов очистки сточных вод химической промышленностью Издание 2" Флотация является одним из высокоэффективных методов очистки сточных вод. При одинаковой степени удаления загрязнений процесс флотационной очистки протекает в 5—6 раз быстрее отстаивания. На флотационных установках можно освободить сточную воду от тонкодисперсных взвесей, трудноокисляе-мых веществ, ПАВ и др. [c.106] В основе метода лежит взаимодействие удаляемых частиц с тонкодисперсными газовыми пузырьками, всплывание образующегося агломерата и удаление с поверхности воды полученного пенного продукта. Существующие разновидности метода флотации отличаются способами получения диспергированной газовой фазы. Известны напорная, импеллерная, химическая флотация, электрофлотация, а также некоторые другие способы. [c.106] В области очистки сточных вод наибольшее значение имеет напорная флотация. Этот метод используется для очистки сточных вод заводов химических волокон, нефтеперерабатывающих и целлюлозно-бумажных заводов. Сущность его состоит в насыщении сточной воды газом (воздухом) под избыточным давлением и последующем быстром снижении давления до атмосферного. [c.106] Успешно применялся для очистки сточных вод некоторых производств химической, пищевой и текстильной промышленности электрофлотационный метод. Пузырьки газа при этом способе получают посредством электролиза воды постоянным током. Преимущество электрофлотации состоит в возможности в широких пределах регулировать количество тонкодисперсной газовой фазы. [c.106] Имеются данные о применении для очистки сточных вод производства пластмасс и целлюлозно-бумажной продукции установок импеллерной флотации, однако в силу недостаточной эффективности промышленного применения этот способ пока не получил, так же как и остальные известные методы. [c.106] Принципы и практические схемы автоматического контроля и регулирования флотационного процесса очистки сточных вод рассмотрим на примерах напорной и электрической флотации. [c.106] Необходимость оснащения флотационных установок средствами автоматического контроля н регулирования обуславливается нестационарностью состава обрабатываемых сточных вод, высокой интенсивностью процесса и его повышенной чувствительностью к входным воздействиям. До недавнего времени промышленные флотаторы оснащались средствами релейной автоматики для управления операциями по включению и отключению оборудования установки. Непременным условием успешной и экономичной очистки сточных вод флотационными методами является точное дозирование реагентов в соответствии с входной концентрацией загрязнений и контроль за их действием, а также обеспечение эффективного режима разделения фаз путем регулирования количества тонкодисперсной газовой среды, вводимой во флотатор. Это может быть достигнуто только при помощи систем автоматического контроля и регулирования с использованием качественных и количественных параметров. [c.107] В общем случае комплекс средств контроля и регулирования процесса флотационной очистки решает следующие задачи контроль качества поступающей в аппарат воды (после реагентной обработки или без нее), контроль качества очищенной воды, управление подачей газовой фазы во флотатор, управление подачей реагентов, стабилизация заданного качества очищенной воды. Контуры автоматического регулирования, составляющие САР флотатора, взаимосвязаны как по регулируемому процессу, так и посредством цепей управления. Характер взаимосвязи определяется статическими и динамическими свойствами процесса по каналам возмущающих и управляющих воздействий, необходимой точностью поддержания параметров очищенной воды, требованиями к состоянию отводимой пены. [c.107] Экспериментальные статические характеристики различных способов флотации по каналу концентрация газовых пузырьков — качество очищенной воды имеют одинаковый вид кривых с участком насыщения. Насыщение, соответствующее максимальному эффекту очистки, проявляется при определенной концентрации газовой фазы, которая в каждом случае зависит от исходной концентрации загрязнений. [c.108] Способ регулирования концентрации газовой фазы зависит от метода флотационной очистки и технологической схемы. [c.108] При напорной флотации система ввода газовой фазы может быть выполнена в трех вариантах. В первом воздухом насыщается весь поток очищаемой сточной воды, во втором — только его часть, в третьем — часть осветленной воды, которая возвращается на вход флотатора (рециркуляция). Воздух обычно подают через эжектор, который устанавливается на обводной линии между всасывающим и напорным патрубками центробежного насоса сточной воды. Диапазон регулирования ограничен сверху снижением производительности и напора насоса, происходящих при подаче 4—5% воздуха от объема сточной воды. Дальнейшее увеличение количества подаваемого воздуха может привести к срыву насоса. Увеличить концентрацию газовой фазы можно, дополнительно подавая воздух в напорный резервуар, который служит для отделения нерастворившихся пузырьков от воды и проведения процесса хлопьеобразования. В схеме с рециркуляцией можно регулировать концентрацию газовой фазы в флотаторе изменением расхода воды в контуре рециркуляции. Однако значительное увеличение этого потока снижает производительность флотатора и нарушает его гидродинамический режим. Влияние регулирующего воздействия компенсируется изменением расхода поступающей воды. [c.108] При электрофлотации концентрацию газовой фазы во флотаторе изменяют, регулируя плотность тока на электродах посредством регулируемого выпрямителя, который служит звеном САР. [c.108] Автоматическое дозирование реагентов для предварительной обработки сточной воды, например для коагуляции, организуется на основе принципов, рассмотренных в главе VI. Дозы реагентов и заданные значения параметров могут быть взаимосвязаны с показателем качества воды на выходе из флотатора. [c.108] Однако исследования процессов флотации, проведенные во ВНИИ Водгео Б. В. Чебановым, показывают, что для оценки качества флотационной очистки сточных вод различного состава весьма часто можно применять универсальный показатель — оптическую плотность очищенной воды, т. е. решать задачу с помощью мутномеров. Такая возможность связана с особенностями флотационного разделения фаз при флотации между удалением твердой фазы, обуславливающей мутность воды, и загрязнений в жидкой фазе (нефтепродуктов, масел и т. д.) наблюдается устойчивая корреляционная зависимость, характерная для сточных вод ряда производств химической промышленности. Применение серийных мутномеров позволяет уже сейчас строить САР флотационных установок на основе стабилизации заданного качества воды, что создает предпосылки для ее повторного использования. [c.109] По сравнению с отстаиванием флотационные процессы обладают более высоким коэффициентом самовыравнивания по каналу основного неконтролируемого воздействия — концентрационной нагрузке. Происходит это потому, что скорость флотации, согласно уравнению (17), есть функция произведения числа диспергированных газовых пузырьков на число частиц загрязнений в единице объема жидкости. При фиксированной объемной концентрации газовой фазы рост концентрации загрязнений приводит к соответственному увеличению их выноса в пену. В результате отклонения выходных показателей флотационной очистки в несколько раз меньше, чем вызвавшие их возмущения. [c.109] При этом коэффициент самовыравнивания — величина переменная, зависящая от исходной концентрации. Высокое его значение (р 10) проявляется при концентрации загрязнений на входе не более 200—300 мг/л. При исходной концентрации порядка 10 000 мг/л p = 4- 5. Явление это можно объяснить переходом от свободной флотации в слабозагрязненном стоке, когда частица беспрепятственно уносится в пену одним или несколькими пузырьками газа, к условиям, близким к стесненной флотации, при которой подход пузырька к флотируемой частице затруднен, что ухудшает образование комплекса пузырек — частица, и, кроме того, более вероятно разрушение его в результате взаимного столкновения. [c.109] Другой существенной особенностью процессов флотационного разделения фаз являются их довольно высокие динамические свойства. Для большинства типов флотаторов постоянная времени по различным каналам управления и возмущения составляет 7—12 мин, что позволяет использовать в САР общеИро-мышленные непрерывные регуляторы. Однако при недостаточном газовыделении или кратковременном перерыве в подаче газовой фазы флотатор переходит в режим отстойника, вследствие чего на выходе наблюдается значительный или полный проскок загрязнений. Возвращение флотатора в нормальный режим работы занимает много времени, в течение которого он выдает воду с большим содержанием загрязнений. Поэтому требования, предъявляемые к надежности оборудования и автоматики системы подачи газовой фазы, должны быть достаточно высокими. [c.110] На рис. 41 показана блок-схема САР процесса очистки вод напорной флотацией со стабилизацией качества очищенной воды путем изменения потока рециркуляции, несущего во флотатор мелкодисперсную газовую фазу. [c.110] Сигнал, возникающий при увеличении на выходе флотато-рч / концентрации взвеси в воде выше заданного значения, с мутномера 3 поступает на электронный регулятор 4, который, воздействуя на исполнительный механизм 6, увеличивает расход потока рециркуляции, насыщаемого воздухом в напорном резервуаре 8. При этом увеличивается количество газовой фазы, переносимой потоком во флотатор, что обеспечивает уменьшение мутности очищенных стоков. Одновременно на выходе расходомера 2 возникает сигнал отклонения, который поступает на электронный регулятор 5. Регулятор 5, воздействуя на исполнительный механизм 7, уменьшает поступление сточной воды во флотатор, обеспечивая постоянство суммарного расхода через него. При снижении концентрации взвеси производительность флотатора соответственно увеличивается. [c.110] Применение описанной САР позволяет сократить объемы флотаторов в среднем на 17 /о при соблюдении заданного качества очистки. [c.110] Вернуться к основной статье