Спосіб реагентного очищення багатокомпонентних стічних вод від важких металів

Реферат: Спосіб реагентного очищення багатокомпонентних стічних вод від важких металів включає попереднє підлужування води, подальше підлужування до pH осадження металів, відстоювання та фільтрування. Попереднє підлужування води проводять до значень pH, які відповідають повній нейтралізації кислотності стічної води. Підлужування води проводять за допомогою системи автоматичного керування технологічним процесом на базі адаптивної системи з використанням регулятора на основі нечіткої логіки. UA 78825 U (54) СПОСІБ РЕАГЕНТНОГО ОЧИЩЕННЯ БАГАТОКОМПОНЕНТНИХ СТІЧНИХ ВОД ВІД ВАЖКИХ МЕТАЛІВ UA 78825 U UA 78825 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до способів очищення стічних вод промислових підприємств від важких металів і може бути застосована для осадження важких металів у багатокомпонентних стічних вод шляхом реагентного підвищення pH. Відомий спосіб очищення кислих стічних вод гальванічних виробництв від важких металів, що включає підлужування стічної води до pH осадження важких металів, відстоювання та фільтрування стічної води [1]. Недоліком даного способу є недостатній ступінь очистки стічної води від важких металів. Це пояснюється тим, що при коливанні концентрацій забруднюючих компонентів, буферності та pH у вихідній стічній воді, крива зміни pH при підлужуванні багатокомпонентної стічної води із кислої області до лужної має логарифмічний характер і складається із трьох ділянок. На першій (граничній) ділянці зміна pH протікає повільно внаслідок необхідності нейтралізації буферності (кислотності) стічної води, на другій (перехідній) ділянці до початку осадження металів досить швидко і на третій (майже горизонтальній), де відбувається осадження важких металів, повільно до моменту повного осадження металів. Внаслідок цього при одномоментному введенні лугу спостерігається значне передозування або брак лугу, внаслідок чого відбувається неповне осадження важких металів або повторне розчинення утворених гідроксидів, що в обох випадках приводить до зниження якості очищення стічної води. Найбільш близьким до технічного рішення, що пропонується, є спосіб очищення багатокомпонентної стічної води від важких металів, що включає двоступеневе її підлужування, спочатку лугом з високою концентрацією до pH 4 - 5, а потім лугом з низькою концентрацією до pH повного осадження важких металів, відстоювання та фільтрування. Підлужування води проводять за допомогою системи автоматичного керування технологічним процесом з використанням промислового контролера та пропорційного закону регулювання для попереднього підлужування і пропорційно-інтегрально-диференціального закону регулювання для підлужування до pH осадження металів [2] (прототип). Цей спосіб сприяє більш високій ефективності вилучення металів в умовах багатокомпонентного складу забруднень стічної води, особливо при наявності органічних домішок та коливаннях вихідних значень pH і буферності водної фази. Однак недоліком даного способу є те, що вміст кислої складової у різних стічних водах залежить від виду кислот та домішок, що визначають буферність водної фази, концентрації органічних компонентів. Тому застосування зазначених або інших стабільних значень pH підлужування стічної води на першому ступені у багатьох випадках не відповідає області повної нейтралізації кислотності на першій (граничній) ділянці зміни pH. Внаслідок цього при введенні лугу спостерігається неточність досягнення потрібних для осадження металів значень pH і зниження якості очищення води. Крім того, підлужування води за допомогою системи автоматичного керування технологічним процесом з використанням пропорційного закону регулювання pH для попереднього підлужування і пропорційно-інтегрально-диференціального закону регулювання для підлужування до pH осадження металів не у всіх випадках дозволяє досягнути необхідної точності у регулюванні цього параметра внаслідок значної інерційності системи. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення ступеня реагентного очищення багатокомпонентних стічних вод від важких металів в умовах коливань концентрацій забруднюючих компонентів та буферності вихідної стічної води. Поставлена задача вирішується тим, що у способі реагентного очищення багатокомпонентних стічних вод від важких металів, що включає попереднє підлужування води, подальше підлужування до pH осадження металів, відстоювання та фільтрування, попереднє підлужування води проводять до значень pH, які відповідають повній нейтралізації кислотності стічної води. При цьому підлужування води проводять за допомогою системи автоматичного керування технологічним процесом на базі адаптивної системи з використанням регулятора на основі нечіткої логіки. Застосування попереднього підлужування води до значень pH, які відповідають повній нейтралізації кислотності стічної води, дозволяє на другому етапі дозування розчину лугу малої концентрації до pH осадження металів забезпечити необхідну точність у досягненні потрібних значень цього параметра у вузьких межах і тим самим отримати високий ступінь очищення стічної води. Застосування системи автоматичного керування технологічним процесом регулювання pH на базі адаптивної системи з використанням регулятора на основі нечіткої логіки дозволяє швидко адаптувати систему під конкретний тип багатокомпонентної стічної води і забезпечити високу точність підлужування при коливаннях вхідних параметрів. 1 UA 78825 U 5 10 15 20 25 30 35 Спосіб реагентного очищення багатокомпонентних стічних вод від важких металів здійснюється таким чином. У стічну воду спочатку дозується розчин лугу з високою концентрацією для попереднього підлужування стічної води до величини pH, яке відповідає повній нейтралізації кислотності води. Ці величини pH встановлюють на підставі лабораторних досліджень і вони є сталими для даного типу стічної води. Далі у воду знову дозується луг з низькою концентрацією для підвищення pH до величин, які відповідають значенням повного осадження важких металів. Далі вода відстоюється і фільтрується для вилучення утворених гідроксидів важких металів. Для автоматизації технологічного процесу дозування підлужуючого реагенту застосовують промисловий контролер, в якій вводять значення pH, необхідні для попереднього та кінцевого підлужування стічної води. Контролер керує роботою дозуючих пристроїв, які подають реагенти за допомогою системи автоматичного керування технологічним процесом на базі адаптивної системи з використанням регулятора на основі нечіткої логіки. Застосування адаптивної системи автоматичного регулювання дозволяє забезпечити високу функціональність системи при зміні вхідних параметрів, зокрема буферності, концентрацій домішок, pH в широких межах. Використання в даній системі регулятора на основі нечіткої логіки дозволяє швидко та ефективно адаптувати систему під конкретний тип багатокомпонентної стічної води при коливаннях вхідних параметрів. Таким чином, запропоноване технічне рішення має суттєві відмінності від відомих способів очищення стічної води від важких металів. Так, у запропонованому технологічному процесі попереднє підлужування води проводять до значень pH, які відповідають повній нейтралізації кислотності стічної води, що під час подальшого підлужування стічної води розчином лугу з малою концентрацією дозволяє отримати високу точність регулювання pH. У свою чергу, використання системи автоматичного керування технологічним процесом на базі адаптивної системи і регулятора на основі нечіткої логіки надає можливість уникнути негативного впливу коливань концентрацій забруднюючих компонентів у вихідній воді на якість регулювання pH. В результаті запропонований спосіб дозволяє одержати якісно новий результат - підвищити ступінь реагентного очищення багатокомпонентних стічних вод від важких металів в умовах коливань концентрацій забруднюючих компонентів та буферності вихідної стічної води. Крім того, застосування запропонованого способу дозволяє звести до мінімуму перевитрату хімічних реагентів та повністю автоматизувати процес дозування реагентів. Джерела інформації: 1. Смирнов Д. Н., Генкин В. Е. Очищення сточных вод в процессах обработки металлов. М.: Металлургия, 1989 - С. 15-23. 2. Патент України на корисну модель № 42955. Спосіб глибокої очистки багатокомпонентних стічних вод від важких металів. С 02 F 1/62. Бюл. № 14, 27.07.2009 (прототип). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 1. Спосіб реагентного очищення багатокомпонентних стічних вод від важких металів, що включає попереднє підлужування води, подальше підлужування до pH осадження металів, відстоювання та фільтрування, який відрізняється тим, що попереднє підлужування води проводять до значень pH, які відповідають повній нейтралізації кислотності стічної води. 2. Спосіб реагентного очищення багатокомпонентних стічних вод від важких металів за п. 1, який відрізняється тим, що підлужування води проводять за допомогою системи автоматичного керування технологічним процесом на базі адаптивної системи з використанням регулятора на основі нечіткої логіки. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2