hi boy
Журнал «Уголь»

ЭКОЛОГИЯ


Оригинальная статья

УДК 681.5:628.31© П.П. Иванов, С.Г. Пачкин, Р.В. Котляров, Л.А. Иванова, Е.С. Михайлова, 2024

ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 06-2024 /1181/

DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2024-6-101-106

Название

Автоматизация процесса непрерывной коагулянтной очистки карьерных сточных вод

Авторы

Иванов П.П., канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры мехатроники и автоматизации технологических систем ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет», 650000, г. Кемерово, Россия, e-mail: ipp7@yandex.ru

Пачкин С.Г., канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры мехатроники и автоматизации технологических систем ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет», 650000, г. Кемерово, Россия, e-mail: sergon777@inbox.ru

Котляров Р.В., канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры электропривода и автоматизации ФГБОУ ВО «Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева», 650000, г. Кемерово, Россия, e-mail: kotlyarovrv@kuzstu.ru

Иванова Л.А., канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры техносферная безопасность ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет», 650000, г. Кемерово, Россия, e-mail: lyuda_ivan@mail.ru

Михайлова Е.С., канд. хим. наук, начальник управления по реализации КНТП ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет», 650000, г. Кемерово, Россия, e-mail: e_s_mihaylova@mail.ru

Аннотация

Одним из способов очистки карьерных сточных вод является коагуляция, которая осуществляется непрерывным вводом коагулянта и образованием суспензии, содержащей агрегаты частиц загрязняющих веществ. Процесс разделения суспензии и удаления дисперсной фазы может быть эффективно выполнен с применением гидроциклона. Стабильность работы гидроциклона и качество процесса разделения обеспечиваются расчетом и выбором конструктивных параметров гидроциклона, а также автоматическим регулированием технологических переменных процесса разделения. Предложена схема автоматизации процесса коагуляции. Рассмотрена система автоматического регулирования (САР) основного технологического параметра – давления в гидроциклоне. Составлена структурная схема САР давления, получены передаточные функции элементов САР. Выполнен расчет параметров автоматического регулятора давления. Анализ результатов моделирования САР с применением инструментов приложения Simulink Matlab показал эффективность применения ПИД-закона регулирования давления в гидроциклоне.

Ключевые слова

Коагулянтная очистка, карьерные сточные воды, гидроциклон, система автоматического регулирования давления, передаточная функция, автоматический регулятор, моделирование.

Список литературы

1. Буренин В.В. Очистка и обезвреживание производственных сточных вод промышленных предприятий // Безопасность жизнедеятельности. 2019. № 1. С. 25-34. Burenin V.V. Treatment and disposal of industrial wastewater from industrial enterprises. Bezopasnost’ zhiznedeyatel’nosti. 2019;(1):25-34. (InRuss.).

2. Ромащенко М.М., Нестерова Н.В. Промышленная очистка воды // Конструирование, использование и надежность машин сельскохозяйственного назначения. 2019. № 1. С. 358-363. R omashchenko M.M., Nesterova N.V. Industrial water treatment. Konstruirovanie,ispol’zovanie i nadezhnost’ mashin sel’skohozyajst-vennogonaznacheniya. 2019;(1):358-363. (In Russ.).

3. Овчинников, Н.П., Зырянов И.В. Гидромеханизированный комплекс по очистке шахтных вод от крупных механических примесей // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2022. № 5-2. С. 114-123. DOI: 10.25018/0236-1493-2022-52-0-114. Ovchinnikov N.P., Zyryanov I.V. Hydromechanized complex for purification of mine waters from large mechanical impurities. Gornyj informatsionno-analiticheskij byulleten’. 2022;(5-2):114-123. DOI: 10.25018/0236-1493-2022-52-0-114. (In Russ.).

4. Фалова О.Е., Каменскова Т., Титова Д. Перспективные методы очистки сточных вод // Вестник Луганского национального университета имени Владимира Даля. 2019. № 10(28). С. 140-142. F alova O.E., Kamenskova T., Titova D. Promising methods of wastewater treatment. Vestnik Luganskogo natsional’nogo universiteta imeni

Vladimira Dalya. 2019;10(28):140-142. (In Russ.).

5. Модернизацияоборудованияиреконструкциязаводовчернойметаллургиизарубежом // Чернаяметаллургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2022. Т. 78. № 1. С. 86-91. Modernization of equipment and reconstruction of ferrous metallurgy plants abroad. Ferrous metallurgy. Chernaya metallurgiya. Byulleten’nauchno-tekhnicheskoj i ekonomicheskoj informatsii. 2022;78(1):86-91. (InRuss.).

6. Соломахин А.М., Боронтова М.А. Совершенствование систем очистки поверхностного стока предприятий // Молодой ученый. 2022. № 46(441). С. 18-22. Solomahin A.M., Borontova M.A. Improving surface runoff treatment systems. Molodoj uchenyj. 2022;46(441):18-22. (InRuss.).

7. Применение аппаратов с интенсивной гидродинамической средой для очистки крупнотоннажных промышленных стоков от нерастворимых примесей / Д.В. Алексеев, А.А. Шагивалеев, Л.Р. Уразбахтина, и др. // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17. № 20. С. 234-241. A lekseev D.V., Shagivaleev A.A., Urazbahtina L.R., Pavlova I.V. The use of devices with an intense hydrodynamic environment for the purification of large-scale industrial wastewater from insoluble impurities. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta. 2014;17(20): 234-241. (In Russ.).

8. R ui Wang, Ziang Zhang, Xiaokang Yan, Haijun Zhang, Lijun Wang. Hydrocyclone separation enhancement of fine particles based on interface control. Minerals Engineering. 2024;(209):108-128. DOI: 10.1016/j.mineng.2024.108628.

9. Wenjie Lv, Kaiqing Zhao, Shihao Ma, Lingkai Kong, Zhihong Dang, Jianqi Chen, Yanhong Zhang, Jun Hu. Process of removing heavy metal ions and solids suspended in micro-scale intensified by hydrocyclone. Journal of Cleaner Production. 2020;(263):121-133. DOI: 10.1016/j.jclepro.2020.121533.

10. Siti Khodijah Chaerun, Erian Jeremy, Raudhatul Islam Chaerun, Riri Lidya Fathira, Muhammad Iqbal Toynbee, Supandi Supandi, Tsutomu Sato. Coal mine wastes: Effective mitigation of coal waste slurry and acid mine drainage through bioflocculation using mixotrophic bacteria as bioflocculants. International Journal of Coal Geology. 2023;(279):104-117. DOI: 10.1016/j.coal.2023.104370.

11. Ejimofor M.I., Ezemagu I.G., Menkiti M.C. Physiochemical, Instrumental and thermal characterization of the post coagulation sludge from paint industrial wastewater treatment. South AfricanJournal of Chemical Engineering. 2021;(37):150-160. DOI: 10.1016/j.sajce.2021.05.008.

12. СедоваЕ.Л., ВоронцовК.Б., БурковаС.А. Влияниеусловийкоагуляционнойобработкинаэффективностьочисткилигнинсодержащейсточнойводыподаннымпланированногоэксперимента

// Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2019. № 4(370). С. 159-167. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.4.159. Sedova E.L., Voroncov K.B., Burkova S.A. The influence of coagulation treatment conditions on the efficiency of purification of lignincontaining wastewater according to a planned experiment. Izvestiyavysshih uchebnyh zavedenij. Lesnoj zhurnal. 2019;4(370):159-167. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.4.159. (In Russ.).

13. Jianqi Chen, Lu Wang, Shihao Ma, Yujie Ji, Bing Liu, Yuan Huang, Jianping Li, Hualin Wang, Wenjie Lv. Separation of fine waste catalyst particles from methanol-to-olefin quench water via swirl regenerating micro-channel separation (SRMS): A pilot-scale study. ProcessSafety and Environmental Protection. 2021;(152):108-116. DOI: 10.1016/j.psep.2021.05.037.

14. ГераськинВ.М. РазвитиеавтоматизациииинформационныхтехнологийнаГайскомГОКе // Горныйжурнал. 2019. № 7. С. 40-42. G eras’kin V.M. Development of automation and information technologies at Gaisky GOK. Gornyj zhurnal. 2019;(7):40-42. (In Russ.).

15. Ефремкин С.И., Верстаков Е.С., Пыльнева Д.В. Разработка автоматизированной системы плавучей насосной станции // Наукосфера. 2020. № 6. С. 235-237. Efremkin S.I., Verstakov E.S., Pyl’neva D.V. Development of an automated floating pumping station system. Naukosfera. 2020;(6):235-237. (In Russ.).

16. Технология и автоматизированное управление процессами современной калийной обогатительной фабрики / Б.А. Вишняк, Т.В. Сереброва, И.В. Колунтаев и др. // Горная механика и машиностроение. 2021. № 1. С. 29-39. Vishnyak B.A., Serebrova T.V., Koluntaev I.V., Hnykin A.G. Technology and automated process control of a modern potash concentration plant. Gornaya mekhanika i mashinostroenie. 2021;(1):29-39. (In Russ.).

17. Окунев С.М., Герасименко Е.Г., Кобыляцкая О.Г. Результаты модернизации и автоматизации основного оборудования обогатительной фабрики // Горный журнал. 2022. № 6. С. 35-37. Okunev S.M., Gerasimenko E.G., Kobylyatskaya O.G. Results of modernization and automation of the main equipment of the concentration

plant. Gornyj zhurnal 2022;(6):35-37. (In Russ.).

18. Разработка распределенной диспетчерской системы управления процессом доочистки карьерных сточных вод / С.Г. Пачкин, П.П. Иванов, Л.А Иванова и др. // Уголь. 2023. № 10. С. 82-88. DOI: 10.18796/0041– 5790-2023-10-82-88. Pachkin S.G., Ivanov P.P., Ivanova L.A., Mikhailova E.S., Semenov A.G.

Development of a distributed dispatch control system for the process of post-treatment of quarry wastewater. Ugol’. 2023;(10):82-88. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2023-10-82-88.

19. Чайка В.А. Автоматизированный электропривод и система управления насосными агрегатами на Балхашской обогатительной фабрике // Молодой ученый. 2019. № 2(240). С. 37-40. Chajka V.A. Automated electric drive and control system for pumping units at the Balkhash processing plant. Molodoj uchenyj. 2019;2(240):37-40. (In Russ.).

20. Чепурдеев А.А. Применение автоматизации на современной обогатительной фабрике // Научно-исследовательский Центр «Science Discovery». 2022. № 11. С. 612-619. Chepurdeev A.A. Application of automation in a modern concentrator plant. Nauchno Issledovatel’skij Tsentr “Science Discovery”. 2022;(11):612-619. (In Russ.).

Для цитирования

Автоматизация процесса непрерывной коагулянтной очистки карьерных сточных вод / П.П. Иванов, С.Г. Пачкин, Р.В. Котляров и др. // Уголь.2024;(6):101-106. DOI: 10.18796/0041-5790-2024-6-101-106.

Информация о статье

Поступила в редакцию: 15.04.2024

Поступила после рецензирования: 16.05.2024

Принята к публикации: 26.05.2024

СПЕЦИАЛЬНЫЙ ВЫПУСК



Свежий выпуск
Партнеры