Автоматизация управления системами озонированной очистки сточных вод и отходящих газов

• Автор: Зайцев, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 144 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ОСОБЕННОСТИ УПРАВЛЕНИЯ

ОЗОНИРОВАННОЙ ОЧИСТКОЙ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОТОКОВ

1.1. Физикохимические и технологические особенности процесса озонированной обработки воды и отходящих газов

1.2. Особенности структурных схем установок очистки сточных

вод и отходящих газов с помощью озона.

1.3. Развитие средств и систем управления оборудованием и технологическими процессами озонирования
1.4. Эффективность, режимы и структура систем управления процессами озонированной очистки выбросов

1.5. Выводы по главе 1.

2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ КИНЕТИКИ

ПРОЦЕССОВ ОЗОНИРОВАННОЙ ВОДО И ГАЗООЧИСТКИ

2.1. Научное обоснование выбора типа кинетической модели исследуемого класса технологических процессов
2.2. Модель К. Скоробь реакции несопоставимо велика по сравнению со скоростью массообмена.
2.3. Модель К2. Скорость реакции заметно больше скорости массообмена
2.4. Модель К3. Скорость реакции мала по сравнению с массопередачей, но сравнима с нею
2.5. Модель К4. Скорость реакции лимитирует суммарную скорость процесса
2.6. Выводы по главе 2.
3. ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПРОЦЕССОВ
ОЗОНИРОВАННОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД и отходящих ГАЗОВ
3.1. Построение математической модели процесса озонированной
сероочистки сточных вод
3.2. Построение математической модели процесса озонированной сероочистки отходящих газов
3.3. Постросииспрощенной идеализированной модели для целей оперативной автоматической оптимизации
3.4. Выводы по главе
4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И СТАТИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ОЗОНИРОВАНИЯ
4.1. Идентификация парамефов и установление адекватности математических моделей процессов озонирования.
4.2. Уточнение структуры математических моделей с учетом
времени преоывания потоков в объектах озонирования.
4.3. Исследование статических характеристик и построение
области допустимых значении управляющих воздействий
4.4. Формулирование и решение задачи статической оптимизации процессов озонирования.
4.5. Выводы по главе 4.
5. РАЗРАБОТКА СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО УРОВНЯ ИХ АВТОМАТИЗАЦИИ
5.1. Выбор и обоснование структурной схемы автоматического управления процессами озонированной очистки выбросов.
5.2. Автоматизация управления процессами при двухступенчатом озонировании обрабатываемых потоков
5.3. Определение заданий управляющим устройствам системы автоматической стабилизации технологических параметров.
5.4. Определение рационального уровня автоматизации технологических систем озонированной очистки.
5.5. Рекомендации к рабочему проектированию комбинированных систем автоматического управления
5.6. Выводы по главе 5.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Особенности статических характеристик позволили в качестве критерия оптимальности принять минимум показателя, характеризующего отношение количества израсходованного озона к количеству окисленного загрязнителя. Совместное рассмотрение допустимой рабочей области и линий уровня, вдоль которых критерий оптимальности сохраняет постоянное значение, показало, что его минимум находится в точке пересечения заданных значений выходных параметров. Определение координат этой точки возможно путем решения уравнений материального баланса процесса. Сравнение разработанной системы стабилизации параметров, характеризующей автономный режим управления, с системой оптимизации, построенной с учетом изменения критерия оптимальности в области допустимых управляющий воздействий, показало нецелесообразность использования диспетчерского режима управления. Оценка выполнялась по результатам расчета заданий регуляторам, при которых величина критерия, получающаяся при стабилизации параметров была наиболее близкой к ее оптимальному значению. Повышение качества управления и упразднение недостатков системы стабилизации возможно с помощью комбинированной системы, использующей принципы регулирования и по отклонению и по возмущению, включающей помимо контуров стабилизации управляющих воздействий специализированное вычислительное устройство, осуществляющее коррекцию заданий регуляторам. Использовать озонирование в качестве одного из окислительных методов обеззараживания и улучшения органолептических свойств воды , было предложено 0 лет назад, когда II. П.Зимин в г. Русском водопроводном съезде отметил озонирование, кроме уничтожения в ней воде бактерий сообщает ей нужную бесцветность, блестящий вид и приятный освежающий вкус, оно устраняет из воды дурной запах и не вводит в волу никаких посторонних веществ. Впервые озонирование было практически применено в г. СанктПетербурге. В настоящее время озонирование применяется во многих странах США, Канаде, Швейцарии и др. Франции, где около воды, поступающей из системы централизованного водоснабжения, озонируется. В ряде крупных городов России и стран СНГ озонированная обработка природных вод для питьевых целей также получила широкое распространение. Достаточно сказать, что еще лет назад в Москве на Восточной водопроводной станции введена в строй крупнейшая в мире озонаторная установка, обрабатывающая в сутки более 1 млн. Позднее, в шестидесятые годы прошедшего века, озонирование стали использовать при очистке бытовых и производственных сточных вод, технологических и дымовых выбросов . В настоящее время озонирование применяется для очистки сточных вод от фенолов, нефтепродуктов, сероводорода, соединений мышьяка, ПАВ, цианидов, красителей, канцерогенных ароматических углеводородов, пестицидов и др. В водном растворе озон диссоциирует быстрее, чем в воздухе очень быстро диссоциирует в слабощелочных растворах. В кислотных растворах озон проявляет большую стойкость. В чистом сухом воздухе он разлагается очень медленно. При обработке воды озоном происходит разложение органических веществ и обеззараживание воды бактерии погибают в несколько тысяч раз быстрее, чем при обработке воды хлором. Растворимость озона в воде зависит от и содержания в воде растворимых веществ. Небольшое содержание кислот и нейтральных солей увеличивает растворимость озона. Присутствие щелочей снижает растворимость Оз. Действие озона во всех перечисленных выше процессах очистки вредных выбросов может происходить в трех различных направлениях непосредственное окисление с участием одного атома кислорода присоединение целой молекулы озона к окисляемому веществу с образованием озонидов каталитическое усиление окисляющего воздействия кислорода, присутствующего в озонированном воздухе. Таким образом, механизм реакции разложения озона довольно сложен, поскольку на скорость деструкции влияет множество факторов условия диффузии озона из газовой фазы в жидкость, соотношение между парциальным давлением газа и его растворимостью в водном растворе, кинетика окисления озоном находящихся в очищаемых потоках загрязнителей.