Вода всегда была важным и поддерживающим жизнь напитком для человека и необходима для выживания всех организмов. Водохозяйственные предприятия несут ответственность за производство безопасной питьевой воды для населения нации. Различные химические вещества, такие как квасцы и полиэлектролиты, необходимо смешивать с мутной природной водой. Количество дозировок таких химикатов очень важно в процесс очистки. В этой статье авторы изучили важность дозирования химикатов в течение определенного периода времени в водоочистной станции. Результаты показывают, что из-за отсутствия у операторов установок опыта дозирования, в питьевой воде имеется загрязнение избытком металлов, а также неожиданные дополнительные расход дозируемых химикатов. Поэтому авторы разработали программу-калькулятор дозирования как инструмент для расчета дозирования химикатов в водной промышленности для поддержки операторов установок. В этой статье авторы описали программное обеспечение для дозирования химикатов для проектирования и разработки калькулятора дозирования химикатов.   

Введение   

Вода – это жизнь, и она необходима для выживания всех организмов. Питьевая вода или техническая вода должны быть достаточно чистыми, чтобы ее можно было употреблять или использовать с минимальным риском немедленного или долгосрочного вреда. В большинстве стран вода, подаваемая в домохозяйства, торговлю и промышленность, соответствует стандарту питьевой воды, хотя на самом деле лишь очень небольшая ее часть потребляется или используется при приготовлении пищи. Поскольку чистой питьевой воды мало и она не всегда доступна, для получения питьевой воды необходима очистка сырой или мутной воды. Очистка воды описывает те процессы, которые используются для того, чтобы сделать воду более приемлемой для желаемого конечного использования. Они могут включать использование в качестве питьевой воды, промышленных процессов, медицинских и многих других целей.

Целью всех процессов очистки воды является удаление существующих загрязнений в воде или снижение концентрации таких загрязнений, чтобы вода стала пригодной для желаемого конечного использования. Одним из таких применений является возврат использованной воды обратно в природную среду без вредного воздействия на окружающую среду. Процессы очистки воды для питьевых целей могут включать в себя отделение твердых частиц с использованием физических процессов, таких как отстаивание и фильтрация, и химических процессов, таких как дезинфекция и коагуляция. Биологические процессы также используются при очистке сточных вод, и эти процессы могут включать, например, аэрированные лагуны, активный ил или медленные песочные фильтры. Соединения алюминия также используются для удаления примесей на водоочистных сооружениях и особенно полезны для снижения цветности, мутности и содержания бактерий в воде перед заключительными этапами очистки и дезинфекции.

Очень небольшое количество алюминия в виде квасцов при добавлении в процессе очистки, очень небольшое «остаточное» количество может остаться в водопроводе. Согласно рекомендациям ВОЗ, количество алюминия, остающегося в очищенной воде, значительно ниже допустимой нормы в 200 микрограммов на литр. В обычном процессе очистки воды квасцы (гидрат сульфата калия и алюминия) и полиэлектролиты используются для удаления осадка из мутной воды.

Дозировка таких коагулянтов зависит от содержания осадка в мутной воде. В лаборатории очистных сооружений для определения дозировки квасцов или полиэлектролита (в ppm), необходимой для удаления осадка, используется испытательный аппарат. На основании результатов испытаний в банке химик дает химическому предприятию указания о том, какие коагулянты следует смешивать с сырой водой перед осаждением осадка. Маточный раствор коагулянтов готовят заранее и хранят в резервуаре готовым к использованию. Дозирующие насосы соединены с баком маточного раствора. Эти насосы используются для подачи исходного раствора в канал сырой воды. Требуемое количество исходного раствора для смешивания с водой также зависит от скорости потока сырой воды в проточном канале.

Количество сырой воды, текущей в трубе, значительно меняется со временем, что можно измерить расходомером. Поэтому непрерывный расчет дозировки необходим для удаления осадка, который очень сложно выполнить вручную. Это может потребовать множества вычислений за очень ограниченный период времени, что может привести к получению неверных данных. Таким образом, может возникнуть возможность неправильного/неправильного дозирования, что в конечном итоге может привести к серьезным последствиям для человека. Таким образом, уровень коагулянта в очищенной воде очень важен как с точки зрения здоровья, так и с точки зрения стоимости. Избыток калиевых квасцов может вызвать желудочные расстройства и тошноту при концентрациях всего 2 г, а в более высоких концентрациях может вызвать коррозию и даже смертельный исход. Водорастворимая форма алюминия также оказывает вредное воздействие. Длительное поглощение значительных концентраций алюминия может привести к серьезным последствиям для здоровья, таким как повреждение центральной нервной системы, деменция, потеря памяти, вялость и сильная дрожь.

В настоящей работе мы подготовили программу-калькулятор дозирования, которая дает нам представление о правильном количестве дозируемого раствора и скорости потока исходного раствора с помощью точного дозирующего насоса. Программное обеспечение также дает нам общий расход коагулянтов, необходимых для удаления осадка за определенный период времени. Все данные и результаты сохраняются мгновенно и доступны в виде отчета, что очень важно и полезно для управления предприятием. Таким образом, можно гарантировать, что уровень коагулянтов будет поддерживаться как можно более низким.

Ручное дозирование

Был рассмотрен случай обычного дозирования. Результаты и данные были собраны на водоочистной станции и показано сравнение мутности сырой воды при дозировании коагулянта. Из этого можно понять, что избыточное добавление коагулянта не может удалить большее количество осадка, чем требуется, но избыток коагулянта может вызвать серьезные вредные последствия для человека.

Автоматизация процессов дозирования

Для правильного расчета мгновенного дозирования коагулянта разработана программа-калькулятор дозирования. Разработана служебная программа на основе графического пользовательского интерфейса для расчета параметров дозирования химикатов, таких как квасцы, полиэлектролит и известь, на водоочистной станции. Это облегчает поиск необходимой скорости дозирования химикатов, а также позволяет пользователям находить настройки длины хода для каждого из дозирующих насосов в зависимости от общей скорости дозирования и различных данных о характеристиках насоса. Кроме того, эти пользователи также могут сохранять записи (т. е. скорости дозирования или настройки хода на каждый день) в базе данных для дальнейшего использования. Запуск программного обеспечения создает следующие рабочие страницы: На следующей домашней странице рассчитывается скорость дозирования и расход различных коагулянтов в течение определенного периода времени в зависимости от расхода сырой воды, концентрации исходного раствора и необходимого количества дозируемого раствора, рассчитанного на основе тестового эксперимента в банке.

Ежедневные результаты автоматически сохраняются в базе данных для дальнейшего использования следующим образом. На следующей странице рассчитываются настройки хода насосов для требуемого дозирования коагулянтов путем автоматического получения результатов с предыдущей страницы. Настройки хода насоса также зависят от данных о характеристиках насоса, предоставленных производителем. Данные о характеристиках насоса должны быть предоставлены изначально. На следующей странице также представлены возможности выбора насоса для дозирования воды в различных каналах. Рассчитанные настройки хода автоматически сохраняются в базе данных для дальнейшего использования.

Заключение

Правильное дозирование коагулянта для удаления осадка из сырой воды имеет важное значение для приготовления безопасной питьевой воды. Поскольку передозировка очень вредна для нашего здоровья, правильная дозировка также экономически эффективна. Программное обеспечение калькулятора дозирования очень полезно для этой цели на водоочистных станциях. Программное обеспечение очень точно рассчитывает точное количество дозируемого коагулянта, расход маточного раствора в канал сырой воды, а также общее количество дозируемого коагулянта, необходимое за определенный период времени. Программное обеспечение также рассчитывает настройки хода насосов для необходимой дозировки коагулянтов. Существует также возможность автоматического сохранения всех результатов и данных, что очень информативно для дальнейшего использования.