Автоматизація процесу регулювання параметрів рН та Eh при очищенні багатокомпонентних металовмісних стічних вод

Abstract

Дисертація присвячена вирішенню актуальної науково-технічної задачі, яка полягає у розробці автоматизованої системи керування процесом очищення багатокомпонентних металовмісних стічних вод від окисно-відновних токсичних домішок шляхом регулювання параметрів активної реакції середовища рН та окисно-відновного потенціалу Eh. Розроблено метод комплексного багатоступінчастого керування процесом за виміряними значеннями окисно-відновного потенціалу Еh та активної реакції середовища рН та метод оцінювання наявності у багатокомпонентній металовмісній стічній воді окисно-відновних токсичних домішок в процесі їх вилучення. Побудовано математичну модель процесу очищення як об‘єкту керування із змінною структурою. Розроблено методику синтезу локальних систем регулювання рН та Eh. Розроблено методику вибору параметрів та алгоритм керування системи. Проведено техніко-економічну оцінку ефективності та рекомендації по проектуванню і впровадженню автоматизованої системи керування процесом очищення багатокомпонентних металовмісних стічних вод від окисно-відновних токсичних домішок шляхом регулювання параметрів рН та Eh. Диссертация посвящена решению актуального научно-технического задания, которое заключается в разработке автоматизированной системы управления процессом очистки многокомпонентных металлсодержащих сточных вод от окислительно-восстановительных токсичных примесей путем регулирования параметров активной реакции среды рН и окислительно-восстановительного потенциала Eh. Показано, что для автоматизированной системы управления процессом необходимо значительные колебания концентраций примесей, многокомпонентности и буферности металлосодержащих сточных вод. Исследования переходных процессов изменения рН и Eh свидетельствуют, что при их моделировании необходимо учитывать длительность стабилизации рН и Eh. Исследования математических моделей смесителей-реакторов как объектов управления показывают, что системы автоматизированного дозирования реагентов (САР) должны быстро реагировать на динамику смешивания, колебания входных показателей качества воды и взаимовлияние параметров рН и Eh в процессе химических реакций. Предложено применение комплексного многоступенчатого введения реагентов для постепенного доведения Eh до конечного значения с постоянной поддержкой величины рН в узкой области значений с последующей стабилизацией параметров. Проведено моделирование смесителя-реактора периодического действия как объекта регулирования, проведён выбор настроек локальных регуляторов параметров рН и Eh. Разработана структура и алгоритмы управления для созданной системы комплексного многоступенчатого управления процессом очистки многокомпонентных металлсодержащих сточных вод. Применение предложенной автоматизированной системы управления позволяет получить значительный экономический и экологический эффект за счет экономии химических реагентов и повышения качества очистки сточной воды от загрязняющих примесей. Dissertation is devoted to the decision of actual scientific and technical task, that consists in development of the automatic control system of cleaning process of multicomponent metal containing waste water from oxidated\reducted toxic submixes by active reaction of environment рН and oxidation\reduction potential Eh parameters regulation. Method of complex multistage process control by acquisitioned parameters of active reaction of environment рН and oxidation\reduction potential Eh and method of estimation of contain of oxidated\reducted toxic submixes in multicomponent metal containing waste water in its cleaning process is developed. Mathematical model of cleaning process as object of control with variable structure is built. Methodic of synthesis of pH and Eh local regulation systems is developed. Methodic of choosing of parameters and control system algorithm is developed. Technical-economical estimation of efficiency and recommendations for projection and installation of automatic control system of cleaning process of multicomponent metal containing waste water from oxidated\reducted toxic submixes by active reaction of environment рН and oxidation\reduction potential Eh parameters regulation.