Способ автоматического управления процессом фильтрования

Совэ СоветскихСоциалистическихреспублик ОПИСАНИЕи 19 ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ) Дополни 2)Заявлено ельное к авт, свнд-ву(23) ПриоритетОпубликовано 15.10,8 т 1 жудвретееай квтете СССР доан изабретенкй5 З) УДК 66. .012-52 (088.8) летень М открнтн ликования опнс 15.10.82 ата о 72) Авторы изобретения В М Б Госуд янсти твенный проектный и научно-иссле по комплексному проектированию полиграфической промыщленност) Заявитель 5 СОВ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕН ПРОЦЕССОМ ФИЛЬТРАЦИИ ко пос ьт зобретение относ управлению про жет быть нспольз чных вод.ся к автоматичесссом фильтрации ано при очистке т автоматического ко о процесса в установльтр и индикаторную ую ионитом, путем изя на индикаторной кона нее пробы воды с м, равным удельному з фильтр 1 ,звестен ионообм пособ енног ей фи ке,коломерелонкудель включающ нку, зап ния напр яжени при подач ход чер с одь Недостатком этого способа являетсяневозможность регулировать производительность фильтра. При этом скорость - фильтрования обычно отличается от оптимальной и пропускная способность фильтровальной установки используется неполю постыл, Кроме того, с помощью стеклянных электродов, используемых в нем, контролируется активность ионов; в механических фильтрах необходимо контролировать адгезионную с обность фил рующей загрузки,Наиболее близким к предлагаемому потехнической сутцности и достигаемомурезультату является способ автоматического управления процессом фильтрациипутем регулирования скорости фильтрования очищаемой жидкости через загрузкуфильтра 121 .Недостатком известного способа является невозможность поддерживания максимальной производительности фильтрапри заданном качестве очистки, так какне учитывается изменение адгезионнойспособности загрузки в зависимости отколебаний состава фильтруемой жидкостиили добавления реагента, а также изменения свойств самой загрузки.11 ель 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 жидкостеи 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 фЪпьтроциклов.Способ осуществляется следующим образом.Очищаемую жидкость по трубопроводу 1 подают через клапан 2 на фильтр 3. Очищенная жидкость проходит сужаюшее устройство 4, по перепаду давлений на котором с помощью 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 помошью 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).П р и м е р. На фильтр, загруженный кварцевым песком, подают воду следующего состава: содержание взвешенных вешеств 85 мг/л, рН 6,42 концентрация хлористого кальция меняется,Снимаются зависимости максимальной скорости фильтрации и потенциал протекания Е от концентрации в воде кальция (фп. 2).Максимальную скорость фильтрования при данной концентрации кальция определяют увеличивая, скорость фильтрования 5474 до тех пор, пока концентрация взвешенных веществ не достигает 2 мг/л.Контроль значения дэета-потенциалазагрузки осуществляют по потенциометру12, подключенному к электродам 11 эталонной ячейки 8. Полученные зависимости используются для настройки системыавтоматического регулирования (САР) .В течение двух рабочих фильтроциклов, 10 характерных колебанияьа качества исходной воды, в зависимости от состава фильтруемой воды скорость фильтрования с помошью САР изменяется, как показано нафиг, 3,Ъ 1 ри этом мутность фильтрата непревышает допустимой величины 2 мг/л.Производительность по сравнению сосредней при постоянной (расчетной). скорости фильтрования, равной 6 м/ч, возрастает в первом циклев 1,5 раза, во 20 втором щпслеюв 1,3 раза.Адгезионная способность фильтруюшейзагрузки зависит от вида самой загрузкии солевого состава фильтруюшей жидкости. Например, при увеличении жесткости2+ 25 воды, т,е. концентрации катионов Са иМр, происходит сжатие диффу;.ной части.+двойного электрического слоя зерен загрузки и абсолютная величина дзета-потенциала уменьшается. Это сопровожда ется улучшением прилипания взвешенныхвеществ к зернам загрузки и снижениеммутности фильтрата.Таким образом, при увеличении солесодержания фильтруемой жидкости мажетбыть увеличена производительность фильтра путем повышения скорости фильтрования до определенной максимальной величины, соответствующей данному солесодержанию и установленной эксперимен- .тально, При снижении солесодержанияпроисходит увеличение дзета-потенциалазагрузки, ее адгеэионная способностьуменьшается и может начаться проскокмутности в фильтр. Поэтому необходимоснижатв скорость фильтрования. В случаеконтактной коагуляции адгезионная способность загрузки. изменяется при изменении дозы коагулянта. То же самое происходит и при добавлении любого другого 50реагента.Напряжение, снимаемое с эталоннойячейки 8, соответствует потенциалу протекания Е и непосредственно зависит отзначения дзета-потенциала загрузки.554 ЖА/ огде- дзета-потенциал;6 Р - перепад давлений на ячейке;,ц- соответственно диэлектрическаяпроницаемость, динамическаявязкость и удельная электропроводность жидкости,Использование данного способа позволяет, вести процесс фильтрования с максимальной производительностью, поддерживатьзаданное качество. фильтрования в течениевсегопроцесса, получить экономию до 7%за счет использования режима фильтрования с переменной скоростью фильтрования,экономить реагент путем поддержанияоптимальной его дозы, автоматически регулировать адгезионную способность загрузки (по величине ее дзета-потенциала) 15путем изменения состава фильтруемойжидкости, например,1 меняя дозу коагулянта или иного реагента, и осуществлятьвыбор фильтрующей загрузки в зависимостиот состава и рН фильтруемой жидкости:, . 20Формула изобретенияСпособ автоматического управленияпроцессом фильтрации путем регулирова-6ния скорости фильтрования очйщаемой жидкости через загрузку фильтра, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью поддержания максимальной производительности фшьтра 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 щри экспертизе1. Авторское свидетельство СССР% 757474, кл. С 02 Г 1/42, 1978. 2. Авторское свидетельство ЧССРго комитета СС ений и открытий 5, Раушская наб. 4 я Составитель Э, СРедактор Т. Веселова Текред Т,Иаточка Тираж 734 ИПИ Государственн по делал изобрет 3035, Москва, Ж