Способ автоматического управления процессом фильтрования

Способ автоматического управления процессом фильтрования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союэ Советских

Социалистичесиик республик

ОП ИСАНИЕ 19

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 23.03.81(21) 3263716/23-26 (gi ) Я. (д. с присоединением заявки М (23) Приоритет

BOl З 37/04

3Ьвудвретеаемй комитет

СССР пв делен изабретенкй н открнтнй (53) УДК66. .0 12-52 (088. 8) Опубликовано 15.10.82- Бюллетень М 38

Дата опубликования описания 15.10.82 (72) Авторы изобретения

А. Г. Попов и В. М. Бобровник

Государственный проектный и научно-иссле институт по комплексному проектированию полиграфической промьццленности (7!) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦ ЕССОМ Ф ИЛЬТРА ПИИ

Изобретение относится к автоматичес кому управлению процессом фильтрации м может быть использовано при очистке сточных вод.

Известен способ автоматического контроля ионообменного процесса в установке, включающей фильтр и индикаторную колонку, заполненную ионитом, путем измерения напряжения на индикаторной ко-" лонке при подаче на нее пробы воды с удельным расходом, равным удельному расходу воды через фильтр (1 ), Недостатком этого способа является невозможность регулировать производительность фильтра. При этом скорость фильтрования обычно отличается от оптимальной и пропускная способность фильтровальной установки используется неполностью. Кроме того, с помощью стеклянных электродов, используемых в нем, контролируется активность ионов; в механических фильтрах необходимо контролировать адгезионную способность фильтруюшей загрузки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сутцности и достигаемому результату является способ автоматического управления процессом фильтрации путем регулирования скорости фильтрования очищаемой жидкости через загрузку фильтра P2) .

Недостатком известного способа является невозможность поддерживания максимальной производительности фильтра при заданном качестве очистки, так как не учитывается изменение адгезионной способности загрузки в зависимости от колебаний состава фипьтруемой жидкости или добавления реагента, а также изменения свойств самой загрузки. ю

Пель изобретения — поддержание максимальной производительности фильтра . прн заданном качестве очистки.

Поставленная цель достигается тем, что на эталоннтю ячейку с загрузкой, 3 96 идентичной загрузке фильтра, непрерывно подают часть фильтрата, поддерживают постоянным перепад давлений на эталонной ячейке, измеряют на ней дзета-потенциал загрузки и регулируют скорость фильтрования очишаемой жидкости в зависимости от измеренной величины дзета-потенциала.

На фиг. 1 показана система автоматического управления процессом фильтрования, реализующая данный. способ; на фиг. 2 — зависимость величины дзетапотенциала и максимально допустимой скорости фильтрования от концентрации хлористого кальция в воде; на фиг. 3— изменение скорости фильтрования в течение двух фяльтроциклов.

Способ осуществляется следующим образ ом.

Очищаемую жидкость по трубопроводу

1 подают через клапан 2 на фильтр 3.

Очищенная жидкость проходит сужающее устройство 4, по перепаду давлений на котором с помошью регулятора 5 и клапайа 2 регулируют скорость фильтрации.

Пробу фильтрата через отбор 6 и вентиль

7 подают на эталонную ячейку 8 с загрузкой 9 фильтруюшего материала, на которой поддерживают постоянный перепад давлений по манометру 10 с помощью вентиля 7 (давление на выходе эталонной ячейки 8 постоянно}. С помощью ,встроенных в ячейку 8 никелевых электродов 11 контролируют дзета-потенциал загрузки 9, измеряя потенциал протекания (или ток течения). Сигнал с электродов 11 подают на потенциометр 12, шкала которого отградуирована в значениях дзета-потенциала. С выхода потенциометра 12 сигнал подают в качестве. задания на регулятор 5, который воздействует на исполнительный механизм клапана 2.

Если в исходную жидкость дозируется реагент (например, коагулянт), сигнал с выхода потенциометра 12 подают на исполнительный механизм, регулирующий дозу реагента (не показан).

Пример. На фильтр, загруженный кварцевым песком, подают воду следующего состава: содержание взвешенных веществ 85 мг/л, рН 6,42 концентрация хлористого кальция меняется.

Снимаются зависимости максимальной скорости фильтрации и потенциал протекания Е от концентрации в воде кальция (афпг. 2).

Максимальную скорость фильтрования при данной концентрации кальция определяют, увеличивай .скорость фильтрования

5474 до тех пор, пока концентрация взвешенных веществ не достигает 2 мг/л.

Контроль значения дэета-потенциала загрузки осуществляют по потенциометру

l2, подключенному к электродам 11 эталонной ячейки 8. Полученные зависимости используются для настройки системы автоматического регулирования (САР) .

В течение двух рабочих фильтроциклов, t0 характерных колебанияыт качества исходной воды, в зависимости от состава фильтруемой воды скорость фильтрования с помошью САР изменяется, как показано на фиг, 3. Ъри этом мутность фильтрата не превышает допустимой величины 2 мг/л.

Производительность по сравнению со средней при постоянной (расчетной). скорости фильтрования, равной 6 м/ч, возрастает в первом цикле в 1,5 раза, во

20 втором шпелев 1,3 раза.

Адгезионная способность фильтрующей загрузки зависит от вида самой загрузки и солевого состава фильтруюшей жидкости. Например, при увеличении жесткости

2+

>5 воды, т.е. концентрации катионов Са и

Mg, происходит сжатие диффу;ной части

2+ двойного электрического слоя зерен загрузки и абсолютная величина дзета-потенциала уменьшается. Это сопровожда30 ется улучшением прилипания взвешенных веществ к зернам загрузки и снижением мутности фильтр ата. Гаким образом, при увеличении солесодержания фильтруемой жидкости может быть увеличена производительность фильтра путем повышения скорости фильтрования до определенной максимальной величины, соответствующей данному солесодержанию и установленной эксперимен- .

gp тально. При снижении солесодержания происходит увеличение дзета-потенциала загрузки, ее адгеэионная способность уменьшается и может начаться проскок мутности в фильтр. Поэтому необходимо снижатв скорость фильтрования. В случае контактной коагуляции адгезионная способность загрузки. изменяется при изменения дозы коагулянта. То же самое происходит и при добавлении любого другого

50 реагента.

Напряжение, снимаемое с эталонной ячейки 8, соответствует потенциалу протекания Е и непосредственно зависит от значения дзета-потенциала загрузки

4®4 о где — дзета-потенциал;

4 P — - перепад давлений на ячейке;

965474

,ц> 1 — соответственно диэлектрическая

> проницаемость, динамическая вязкость и удельная электропроводность жидкости.

Использование данного способа позво- 5 ляет, вести процесс фильтрования с максимальной производительностью, поддерживать заданное качество. фильтрования в течение всего процесса, получить экономию до 7% за счет использования режима фильтрова- <6 ния с переменной скоростью фильтрования, экономить реагент путем поддержания оптимальной его дозы, автоматически регулировать адгезионную способность загрузки (по величине ее дзета-потенциала) 15 путем изменения состава фильтруемой жидкости, например,1меняя дозу коагулянта или иного реагента, и осуществлять выбор фильтрующей загрузки в зависимости от состава и рН фильтруемой жидкости:, .

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом фильтрации путем регулирова-

d ния скорости фильтрования очищаемой жидкости через загрузку фильтра, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью поддержания максимальной производительности фш:ьтра при заданном качестве очистки, на эталонную ячейку с загрузкой, идентичной загрузке фильтра, непрерывно подают часть фильтрата, поддерживают постоянным перепад давлений на эталонной ячейке, измеряют на ней дзетапотенциал загрузки и регулируют скорость фильтрования очищаемой жидкости в зависимости от измеренной величины дзетапотенциала.

Источники информации, принятые во внимание rrpa экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 757474, кл. С 02 Г 1/42, 1978.

2. Авторское свидетельство ЧССР № 173953, кл. С 12 С 7/ 16, 1 978.

965474 ШИТ /У/у и р fg г

Янцентрация 1а + иг-экю.2,.

Фиг. Z

-Ю й. ®

Яюе. Я

Составитель Э. Склярскнй

Текред T Ìàòî÷êà Корректор O. Макаренко

Редактор Т. Веселова

Заказ 7730/6 Тираж 734 Поддисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делал1 изобретений. и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4