Сабырханова Г.Ш СМИТ-12-2 рс

* ВВЕДЕНИЕ * * Актуальность работы: Вопросы экологии и охраны окружающей среды были и остаются одним из злободневных на сегодняшний день. К данной проблеме, в частности, относятся рациональное использование водных ресурсов и создание замкнутых систем водопользования. Для повторного использования очищенных сточных вод на производственные нужды большинства предприятий целесообразно ограничиться удалением из них взвешенных частиц (примесей). В структуре таких предприятий обязательными элементами являются очистные сооружения от жидких выбросов. Одним из основных условий на начальном этапе внедрения малоотходной и безотходной технологии является наличие систем повторного и оборотного использования воды, совершенствование методов очистки сточных вод. * Сточные воды большинства промышленных предприятий загрязнены в основном взвешенными веществами. При очистке таких стоков, с целью их повторного использования целесообразно удалить из них взвешенные частицы твёрдой фазы. * В процессах разделения твердых взвешенных веществ из жидкости большую трудность представляют частицы размерами менее 10 мкм. Поэтому для интенсификации процессов агрегации взвешенных веществ и последующего их удаления из таких стоков требуется разработка и исследование системы автоматизации технологического процесса реагентной водоочистки на базе программного комплекса LabVIEW. * Решение этой проблемы без понимания механизмов процессов, происходящих на границе раздела фаз "твердое-жидкость", явлений переноса отдельных частиц и взаимодействия системы "частица-частица", представляется затруднительным. * В связи с этим, исследование гидродинамических и кинетических закономерностей и разработка математических моделей процессов агрегации взвешенных частиц в камерах хлопьеобразования представляет большой научный и практический интерес, и весьма актуально, так как это открывает пути и возможности совершенствования действующих технологических установок, определения их оптимальных условий работы, а также автоматического управления ими.

Технологическая схема реагентной водоочистки Типовая схема очистки сточных вод, действующих на заводах, включает следующие операции: * 1. Процесс первичного осветления в отстойниках-сгустителях непрерывного действия одноярусного типа; * 2. Нейтрализацию - осветленной воды с одновременным получением взвеси; * 3. Вторичное осветление нейтрализованной воды, обработанной флокулянтом. * Вторично осветленная вода направляется в накопители для повторного использования. * Для сточных вод, имеющих рН > 5, особенно богатых высокодисперсными взвесями, при первичном осветлении с целью обеспечения надлежащей скорости осаждения взвесей применяют коагулянт - раствор сернокислого алюминия А1 2 (SO 4 ) 3.

* Научная новизна: * - выполнено математическое описание процессов агрегации взвешенных частиц в аппарате совмещённого действия с цилиндрическими перемешивающими устройствами; * - разработаны алгоритмы и программы расчета математической модели процесса хлопьеобразования, конструктивных и эксплуатационных параметров аппарата совмещённого действия для очистки сточных вод от взвешенных частиц. * - разработана и исследована система автоматизации технологического процесса реагентной водоочистки на базе программного комплекса LabVIEW. * Практическая ценность: * система автоматизации технологического процесса реагентной водоочистки на базе программного комплекса LabVIEW может быть применена в промышленности.

* Метод или методология проведения работы. * Для решения этой задачи рассмотрены существующие аппараты, используемые в практике водоочистки и возможности их использования в нашем случае.Коагуляция и флокуляция являются основными методами агрегации частиц. На стадии механического разделения твердых частиц от жидкости используются различные методы (седиментация, фильтрация, флотация) в зависимости от физических параметров агрегатов Физико-химические методы очистки сточных вод: сорбционные, экстракционные, электрохимические, обратного осмоса и ультрафильтрации, позволяющие интенсифицировать очистку сточных вод. Однако на практике в настоящее время главным образом используются и реагентные методы. * Результаты работы и их новизна. * - разработаны алгоритмы и программы расчета математической модели процесса хлопьеобразования, конструктивных и эксплуатационных параметров аппарата совмещённого действия для очистки сточных вод от взвешенных частиц; * - разработана и исследована система автоматизации технологического процесса реагентной водоочистки на базе программного комплекса LabVIEW; * - разработано математическое описание процессов агрегации взвешенных частиц в аппарате совмещённого действия с цилиндрическими перемешивающими устройствами. *

1 - отстойник I-ой ступени; 2 - нейтрализатор; 3 - отстойник II-ой ступени Рисунок 1- Узел нейтрализации сточных вод.

1 - отстойник 1-ой ступени; 2-нейтрализатор; 3-отстойник II-ой ступени; 4 - экспериментальная установка. Рисунок 2 - Технологическая схема реагентной водоочистки с аппаратом совмещённого действия с цилиндрическими перемешивающими устройствами

* Концентрация взвешенных в сточной и осветленной воде измеряется мутномерами, так как известно, что существует удовлетворительное соответствие между мутностью и количеством взвешенных частиц. И с пользованный промышленный мутномер М-101, позволяет осуществлять периодический контроль за процессом осветления воды. Прибор построен по оптической схеме однолучевого фотометра. Градуировка мутномера была произведена на сточной воде, поступающей в цех переработки фосфорного шлама. Для этого была отобрана проба воды после отстойника первый ступени и сотрудниками центральной заводской лаборатории проведен анализ на содержание взвешенных частиц. Концентрация взвешенных оказалась равной 837,3 мг/л. Далее эту пробу в кювете объемом 30 мл установили в прибор. Затем последовательно к 30 мл исходной суспензии добавлялось поочерёдно 30, 60, 90 и 120 мл дистиллированной воды, в результате этого получались пробы с концентрациями взвешенных частиц соответственно 418, 279, 209 и 167 мг/л. Эти пробы были исследованы на мутномере.

* LabVIEW является виртуальным измерительным приборам. Виртуальный прибор имитируют реальные измерительные приборы, такие как осциллографы и мультиметры а также содержит полный набор инструментов для сбора, обработки, отображения и регистрации данных. LabVIEW помогает отладить разрабатываемую программу, а также состоит из трех основных компонентов: окна лицевой панели, блок- диаграммы и иконки. LabVIEW управляет а также регулирует данных. * LabVIEW это язык графического программирования, в котором для создания приложения используются иконки вместо строк текста. В противоположность текстовым языкам программирования, где выполнение программы определяется последовательностью инструкций, LabVIEW использует потоковое программирование (dataflow programming), в котором последовательность выполнения определяется потоком данных. * Виртуальный прибор сохраняет результаты измерений концентрации в индикаторе. Блок-диаграмма имеет белый фон, а лицевая панель имеет серый фон рабочего пространства и включает элементы управления и индикаторы. Во- первых создаем алгоритм технологической схемы. Приведен пример на рисунке 3 технологической схемы.

Создаем виртуальный прибор, который измеряет концентрацию. При запуске LabVIEW на экране появится окно первоначального запуска Getting Started, затем создаем новый виртуальный прибор. Выбираем меню VIEW Getting StartedWindow.

Рисунок 5 - Лицевая панель виртуального прибора

* Заключение * В диссертационной работе разработана и исследована система автоматизации технологического процесса реагентной водоочистки на базе программного комплекса LabVIEW. * Для решения поставленной задачи разработано программное обеспечение и доработано математическое описание процессов агрегации взвешенных частиц в аппарате совмещённого действия с цилиндрическими перемешивающими устройствами * Рассмотрены управления технологическими процессами в аппарате совмещенного действия с цилиндрическими перемешивающими устройствами с применением графического программного обеспечения LabVIEW. * Разработаны алгоритмы и программы расчета математической модели процесса хлопьеобразования, эксплуатационных и конструктивных параметров аппарата совмещённого действия для очистки сточных вод от взвешенных частиц. * В результате выполнения работы на тему «Разработка и исследование системы автоматизации технологического процесса реагентной водоочистки на базе программного комплекса LabVIEW» произведен анализ процесса фильтрации воды как объекта управления и системно-технический синтез системы управления. * Результаты теоретических и экспериментальных исследований на полупромышленной установке. * Основной частью работы было создание компьютерной программы контроля и управления процесса очистки воды. Программа была реализована в LabVIEW. * Выбрано оборудование и датчики для измерения концентрации воды в колонне. Для выбранных датчиков в среде LabVIEW разработаны виртуальные приборы регистрации концентрации. *