Способ автоматического управления процессом фильтрования Советский патент 1982 года по МПК B01D37/04 

(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ФИЛЬТРАЦИИ

V

Изобретение относится к автоматичес кому управлению процессом фильтрации И может быть использовано при очистке сточных вод.

Известен способ автоматического контроля ионообменного процесса в установ- ке, включающей фильтр и индикаторную колонку, зап лненную ионитом, путем из-мерения напряжения на индикаторной колонке при подаче на нее пробы воды с удельным расходом, равшлм удельному pacxcity воды через фильтр fl

Недостатком этого способа является невозможность регулировать производительность фильтра. При этом скорость 4яльтрОБания обышо отличается от оптимальной и пропускная способность фильтровальной установки используется неполностью. Кроме того, с помощью стекляичных электродов, используемых в нем, контролируется активность ионов; в механических фильтрах необходимо контролировать адгезионную способность фильтрующей загрузки.

. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату $шляется способ автоматического управления процессом фильтрации путем регулирования скорости фильтрования очищаемой жидкости через загрузку фильтра t2 .

Недостатком известного способа является невозможность поддерживания максимальной провзводнтельпоств фильтра при заданном качестве очистки, так как не учитывается изменение адгезионной способности загрузки в зависимости от колебаний состава фильтруемой жидкости или добавления реагента, а также изменения свойств самой загрузки.

Цель изобретения - поддержание максимальной производительноств фильтра при заданном качестве очистки.

Поставленная цель достигается тем, что на эталонную ячейку с загрузкой. идентичной загрузке фильтра, непрерывно подают часть фшьтрата, поддерживают постоянным перепад давлений на эталонной ячейке, Измеряют на ней дзета-потеншгал загрузки и регулируют скорость фильтрования очищаемой жидкоста в зависимости от измеренной величины дзета-потенциала. На фиг. 1 показана система автомати ческого управления процессом фкотьтрования, 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 фйльтроциклов. Способ осуществляется следующим образом. Очищаемую жидкость по трубопроводу 1 подают через клапан 2 на фильтр 3. Очищенная жидкость проходит сужающее устройство 4, по перепаду давлений на котором с помощью регулятора 5 и клапайа 2 регулируют скорость фильтрации. Пробу фильтрата через отбор 6 и вентил 7 подают на эталонную ячейку 8 с загрузкой 9 фильтрующего материала, на которой поддерживают постоя1тый перепад- давлений по манометру 10 с помощью вентиля 7 (давление на выходе эталонно ячейки 8 постоянно). С йомощью spcTpoeHHbix в ячейку 8 никелевых электродов 11 контролируют дзета-потещгаал загрузки 9, измеряя потенциал протекания (или ток течения). Сигнал с электро дов 11 подают на потенциометр 12, шка ла которого отградуирована в значениях дзета-потенциала. С выхода потенциомет ра 12 сигнал подают в качестве.задания на регулятор 5, который воздействует на исполнительный механизм клапана 2. Если в исжздную жидкость дозируется реагент (например, коагулянт), сигнал с выхода потенциометра 12 подают на исполнительный механизм, регулирующий до зу реагента (не показан). П р и м е р. На фильтр, загруженны кварцевым песком, подают воду следующегчэ состава: содержание взвешенных веществ 85 мг/л; рН 6,42; концентрация . хлористого кальция меняется. Снимаются зависимости максимальной скорости фильтрации и потенциал протека ния Е от концентрации в воде кальцтга (фиг. 2). Максимальную скорость фильтрования при данной концентрации кальция определяют, увеличивая .скорость фильтрования до тех пор, пока концентрация взвешенных веществ не достигает 2 мг/л. Контроль значения дзета-потенциала загрузки осуществляют по потенциометру 12, подключенному к электродам 11 эталонной ячейки 8. Полученные зависимости используются для настройки системы автоматического регулирования (CAP). В течение двух рабочих фйльтроциклов, характерных колебаниями качества исходной воды, в зависимости от состава фильтруемой воды скорость фильтрования с помошью САР изменяется, как показано на фиг. 3. YlpH этом мутность фильтрата не превьпцает допустимой величины 2 мг/л. Производительность по сравнению со средней при постоянной (расчетной) скорости фильтрования, равной 6 м/ч, возрастает в первом mnme/v в 1,5 раза, во втором гщклел/в 1,3 раза. Адгезионная способность фильтрующей загрузки зависит от вида самой загрузки и солевого состава фильтрующей жидкости. Например, при увеличении жесткости воды, т.е. концентрации катионов Са и Mg , происходит сжатие диффузной части двойного электрического слоя зерен загрузки и абсолютная величина дзета-потенциала уменьшается. Это сопровождается улучшением прилипания взвешенных веществ к зернам загрузки и снижением мутности фильтрата. Таким образом, при увеличении сопе- содержания фильтруемой жидкости может быть увеличена производительность фильтра путем повьпиения скорости фильтрования до определенной максимальной величины, соответствующей данному солесодерж.анию и установленной эксперкмен- . тально. При снижении солесодержания происходит увеличение дзета-потенциала загрузки, ее адгезионная способность уменьшается и может начаться проскок мутности в фильтр. Поэтому необходимо снижать скорость фильтрования. В случае контактной коагуляции адгезионная спос:обность загрузки, изменяется при изменении дозы коагулянта. То же самое происходит и при добавлении любого другого реагента. Напряжение, снимаемое с эталонной ячейки 8, соответствует потенциалу протекания Е и непосредственно зависит от значения дзета-потешгаала загрузки / Р g. где - дзета-потешшал; Л Р- перепад давлений на ячейке; ,t o соответственно диэлектрическая проницаемость, динамическая вязкость и удельная электропроводность жидкости. Использование данного способа позволяет вести процесс фильтрования с максимальной производительностью, поддерживат заданное качество.фильтрования в течение всегопроцесса, получить экономию до 7% за счет использования режима фильтрования с переменной скоростью фильтрования, экономить реагент путем поддержания оптимальной его дозы, автоматически регулировать адгезионную способность загрузки (по величине ее дзета-потенциала) путем изменения состава фильтруемой жидкости, например, j меняя дозу коагулянта или иного реагента, и осуществлять выбор фильтрующей загрузки в зависимости ог состава и рН фильтруемой жиакостш,. х Формула изобретения Способ автоматического управления процессом фильтрации путем регулирования скорости фильтрования очищаемой жидкости через загрузку фильтра, отличающийся тем, что, с целью поддержания максимальной производительности фильтра при заданном качестве очистки, на эталонную ячейку с загрузкой, идентичной загрузке фильтра, непрерывно подают часть фильтрата, поддерживают постояншлм 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 при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 757474, кл. С 02 Г 1/42, 1978. 2.Авторское свидетельство ЧССР № 173953, кл. С 12 С 7/16, 1978.

/

Г-/У

lit П 10

S 6 Фм.2 Утах п S1012 HoMifeffmpaqt/fr Лг