Система управления процессом мембранной очистки оборотных промышленных вод металлургических предприятий : на примере ЗАО "Метахим"

• Автор: Павлов, Роман Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 176 с. : ил.

Содержание

Условные обозначении.

Введение.

Глава 1. Методы очистки ПВ

1.1 Состав ПВ металлургических предприятий, характеристика основных загрязнений и методы очистки.

1.2 Механические методы очистки.

1.2.1 Тонкослойное отстаивание.

1.2.2 Фильтрация в зернистом фильтре.

1.2.3 Фильтрация в фильтре тонкой очистки

1.3 Химические методы очистки.

1.3.1 Нейтрализация

1.3.2 Реагентное осаждение.
1.4 Физикохимические методы очистки
1.4.1 Флокуляция.
1.4.2 Ионный обмен.
1.4.3 Мембранная очистка.
1.5 Обработка осадка
1.5.1 Уплотнение осадка
1.5.2 Обезвоживание осадка.
1.6 Схемы водоснабжения и водоотведения промышленных предприятий.
1.7 Выводы по главе.
Глава 2. Экспериментальные исследования по очистке оборотных
ПВ металлургических предприятий с повышенным содержанием
фосфатов
2.1 Обследование ЗАО Метахим
2.1.1 Анализ состава ПВ и ПДС
2.1.2 Расчет необходимой производительности ОС.
2.2 Экспериментальные исследования по очистке оборотных Г1В ЗАО Метахим.
2.2.1 Предварительная очистка
2.2.2 Глубокая очистка.
2.3 Многоступенчатая технология очистки ПВ.
2.4 Выводы по главе
Глава 3. Разработка модели ОУ.
3.1 Общие принципы построения моделей
3.2 Среда моделирования МаОаЬ
3.3 Разработка ММ комплекса технологических процессов
3.3.1 Взаимодействие исходной ПВ с СаОН2.
3.3.2 Взаимодействие ПВ с ЫаОН.
3.3.3 Взаимодействие ПВ с флокуляитом
3.3.4 Отстаивание обработанной ПВ
3.3.5 Фильтрация ПВ в зернистом фильтре
3.3.6 Фильтрации ПВ в ионообменном фильтре
3.3.7 Результаты моделирования узла предварительной очистки.
3.3.8 Смешение Г1В с фильтратом 2й ступени ОО
3.3.9 Нейтрализация ПВ добавлением Н
3.3. Фильтрация Г1В в фильтре тонкой очистки
3.3. Фильтрация ПВ в 1й и 2й ступенях ОО
3.3. Результаты моделирования узла глубокой очистки.
3.4 Анализ и исследование разработанной ММ
3.5 Выводы по главе.
Глава 4. Разработка системы управленш.
4.1 Постановка задач управления.
4.2 Структура системы управления
4.2.1 Общая структура управления ОС.
4.2.2 Структура системы управления мембранной установкой
4.3 Синтез системы управления многоступенчатой мембранной установкой.
4.3.1 Принцип работы регулятора с прогнозирующей моделью.
4.3.2 Прогнозирующая модель
4.3.3 Оценка состояния.
4.3.4 Задача оптимизации.
4.3.5 Квадратичное программирование
4.3.6 Решение алгоритма управления по прогнозирующей модели
4.4 Построение системы управления в МАТЪАВ
4.5 Выводы по главе.
Заключение.
Список литературы


Гидрофильные и гидрофобные коллоидные примеси этой труппы образуют с водой системы с особыми молекулярно-кинетическими свойствами. В зависимости от физических условий, примеси этой группы способны изменять свое агрегативное состояние. Малый размер частиц затрудняет их осаждение под действием силы тяжести. При разрушении агрегативной устойчивости примеси выпадают в осадок. К третьей группе относят примеси с размером частиц ‘6 - ‘7 см. Они имеют молекулярную степень дисперсности. При их взаимодействии с водой образуются растворы. Для очистки ПВ от примесей третьей группы применяют физико-химические методы. Примеси четвертой группы имеют размер частиц 1СГ - '8 см, что соответствует ионной степени дисперсности. В большинстве случаев технология очистки ПВ не позволяет изменить солесодержание воды. Для снижения концентрации солей применяют методы ионного обмена и мембранной фильтрации. Сложность состава ПВ и невозможность определения каждого из загрязняющих веществ приводит к необходимости выбора таких показателей, которые характеризовали бы определенные свойства воды без идентификации отдельных веществ. Основными показателями являются следующие: температура, прозрачность, pH, сухой остаток, ВВ, химическая потребность в кислороде (ХПК), биологическая потребность в кислороде (ВПК). А также содержание фосфатов, хлоридов, сульфатов, тяжелых металлов, поверхностноактивных веществ, нефтепродуктов и др. На современных ОС осуществляются последовательные многостадийные технологические процессы удаления загрязняющих веществ из ПВ и обработки осадка. Механические методы очистки предназначены для задержания нерас-творенных примесей. К ОС этого метода относятся решетки, песколовки, отстойники и зернистые фильтры. Преимуществом этих методов являются возможность применения при нормальной температуре и без добавления химических реагентов. Химические методы очистки способствуют очищению ПВ от растворенных и ВВ, и включают в себя реагеитное осаждение, нейтрализацию, окисление, восстановление и т. Физико-химические методы очистки включают в себя сорбцию, экстракцию, ионный обмен, флотацию, выпарку, диализ, и др. Перечисленные методы очистки ПВ в большинстве случаев предусматривают извлечение из них ценных веществ, и поэтому относятся к т. Эти методы применяются для наиболее концентрированных ПВ. Механическую очистку ПВ применяют преимущественно как предварительную, поэтому ее задача заключается в подготовке воды к последующей более сложной очистке. Механическая очистка обеспечивает удаление ВВ из ПВ до -% и является в известной степени самым дешевым методом очистки, потому всегда целесообразна наиболее глубокая очистка ПВ механическими методами, т. В настоящее время к очистке предъявляют большие требования. Это приводит к созданию высокоэффективных методов очистки, интенсификации процессов очистки, разработке технологических схем с сочетанием механических и физико-химических способов очистки и повторным использованием очищенной воды в технологических процессах. Высокий эффект механической очистки ПВ достигается различными способами интенсификации гравитационного отстаивания, осветления во взвешенном слое (отстойники-осветлители) и в тонком слое (тонкослойные отстойники). Фильтрацию применяют для задержания более мелких частиц. В фильтрах для этих целей используют фильтровальные материалы в виде сеток, слоя зернистого материала или химических материалов, имеющих определенную пористость. При прохождении ПВ через фильтрующий материал на его поверхности или в поровом пространстве задерживается выделенная из ПВ взвесь. В качестве зернистого материала используют кварцевый песок, гранитный щебень, дробленый антрацит, керамзит, горелые породы, чугунолитейный шлак и др. Преимущество указанных процессов заключается в возможности их применения без использования химических реагентов []. Механическую очистку как самостоятельный метод применяют тогда, когда осветленная вода после этого способа очистки может быть повторно использована в технологических процессах производства или спущена в водоемы без нарушения их экологического состояния.