Oборудование для очистки воды
Системы водоподготовки

т. 8 800 700 84 77

ИНГИБИТОРЫ, РЕАГЕНТЫ

Математическое моделирование технологических процессов очистки воды

ООО «МВТ» предлагает технологии водоподготовительных процессов, с полным циклом работ (проектирование, комплектация, изготовление, гарантийные, сервисные работы), с интеграцией в общий процесс производства промышленных предприятий, объектов индивидуального пользования (коттеджи, загородные дома).

Для исполнения технологических проектов, на начальной стадии проводятся предварительные расчеты для построения систем, комплексов по заявленным параметрам, с применением программного обеспечения на основе математического моделирования. Программное обеспечение включает в себя методику расчета установок умягчения, обезжелезивания/деманганации, сорбции органических соединений.

Автоматизация расчетов

Правильный расчет установки - это важный и трудоемкий процесс, сущность которого состоит в подборе оборудования по производительности установки, межрегенерационном периоде работы, качеству входящей воды и требования к очищенной воде. Наши программы позволяют рассчитать установку, сбалансированную по принципу "ЦЕНА-КАЧЕСТВО". Для автоматизированного решения данной задачи фирмой "МВТ" специально разработаны программы "MEGACHEM", важнейшими особенностями которых являются: высокая скорость и точность расчета универсальность, удобство в работе.

Высокие требования к сохранности информации определили использование современных разработок в области Баз Данных и сетевых технологий. Проверки и прозрачность всего хода решения, а также индивидуально настраиваемые параметры расчета позволяют мгновенно получать состав оборудования и быть уверенным в его правильности. Комплекс возможностей, предоставляемых программой "MEGACHEM", экономит ваше время, защищает от случайных ошибок и вводит максимальную упорядоченность, ясность в работу, связанную с расчетом установки.

Описание программы по расчету установки обезжелезивания Подробнее закрыть

Обезжелезивание

Программа «MEGACHEM-ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЕ» предназначена для проектных расчетов фильтров обезжелезивания и каскадных комплексов фильтров обезжелезивания. Программа разработана для технологии напорной фильтрации, с учетом насыпного объема фильтрующего, загрузочного материала, с автоматическим вычислением высота слоя, площади фильтрации. Программа не предусматривает автоматического ограничения скорости фильтрации через слой сорбента для данного типа фильтра. Регулирование производительности фильтров осуществляется в ручном режиме. При аппроксимациях используется скорости фильтрации (литров в час) через слой сорбента, катализатора в зависимости от обменной, сорбционной емкости.

Входящими программными параметрами являются: содержание железа в исходной воде, требуемый уровень железа на выходе из фильтра, сорбционная емкость загрузки по железу, а также производительность фильтрующей установки по очищенной воде. Все входящие параметры вносятся в соответствующие окна модуля «ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ». После ввода исходных данных в окнах модуля «ХАРАКТЕРИСТИКИ МОНОФИЛЬТРОВ» появляются значения объема очищенной воды (объем между регенерациями), который можно достигнуть, используя данную фильтрующую установку. Программа предусматривает два расчетных режима. В режиме «ПРОИЗВОДСТВО» содержание железа в воде на выходе из установки не должно превышать проектное, заданное в модуле «ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ». В режиме «КОТТЕДЖ» содержание железа в воде на выходе из установки по меньшей мере не должно превышать уровень железосодержания входящей воды. В модуле «ХАРАКТЕРИСТИКИ МОНОФИЛЬТРОВ» предусмотрен также расчет общей стоимости фильтрующей установки с учетом электронного регулирующего клапана.

В модуле «ХАРАКТЕРИСТИКИ БИНАРНЫХ ФИЛЬТРОВ» производится проектный расчет парных каскадов монофильтров. При этом учитывается неаддитивность объемов очищенной на установки воды. Так, если объем воды между регенерациями фильтра 1465 в режиме «Производство» был равен ~19,8 м3, то при использовании каскада «Фильтр 1465 + Фильтр 1465» объем воды между регенерациями, вычисленный в этом же режиме, возрастает в ~ 3,7 раза и составляет уже 73,5 м3. В этом заключается эффект высоты слоя сорбента, позволяющий кратно увеличивать производительность фильтрующих установок. Для монофильтров в режиме «ПРОИЗВОДСТВО» предусмотрен модульный блок «ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ОПЦИИ». Данный комплект включает модуль «СТЕПЕНЬ ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЯ» и модуль «ХАРАКТЕРИСТИКИ МОНОФИЛЬТРОВ».

В модуле «Степень обезжелезивание воды» производится расчет разности между уровнем железа входящей воды и воды на выходе из установки. Для этого следует ввести в соответствующее окно объем воды, отфильтрованной (очищенной) к данному моменту времени. Например, если исходный уровень железа составляет 1,8 мг/л, а требуемый на выходе - 0,3 мг/л, то после прохождения через установку 20 м3 воды степень обезжелезивания для фильтров 0844, 1054 будет равна нулю (уровень железа на выходе равен входящему железосодержанию), а для фильтра 1365 степень обезжелезивания составляет 0,9 мг/л. Для фильтров 1665 – 2160 степень обезжелезивания максимальна и практически равна входящему железосодержанию. Результаты расчетов в модуле «СТЕПЕНЬ ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЯ» оформляются графически для всех монофильтров в координатах «Степень обезжелезивания – Объем отфильтрованной воды».

Модуль «ХАРАКТЕРИСТИКИ МОНОФИЛЬТРОВ» блока «ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ОПЦИИ МОНОФИЛЬТРОВ» используется для проектирования установок с переменным объемом применяющегося сорбента. При вводе объема сорбента перестают действовать программные настройки, касающиеся стандартных объемов сорбента для напорных фильтров. В модуле характеристики монофильтров появляются значения объемов очищенной воды (объемы между регенерациями) для всех типов монофильтров, рассчитанные в режиме «ПРОИЗВОДСТВО». При этом, наиболее эффективны фильтры с наименьшим сечением, так как они позволяют сформировать фильтрующий слой максимальной высоты. В блоке «ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ОПЦИИ» предусматривается также расчет степени обезжелезивания воды для любого количества фильтрующего сорбента и любого объема пропущнной через фильтр воды.

Подробнее: Обезжелезивание

Построение математических моделей квазистационарных процессов умягчения воды методом инсталяции Подробнее закрыть

Умягчение

Задача математического моделирования квазистационарных процессов в открытых термодинамических системах сводится к нахождению общего вида функции:
Ψ = f(Si),
где: Ψ – функция отклика системы;
Si – переменные факторы.
Наиболее полно такие процессы описываются трехмерными уравнениями. Это значит, что функция отклика варьируется в трехмерном пространстве переменных термодинамических координат. Так, степень очистки воды (∆С) при фильтрации через насыпной слой специфического сорбента практически полностью описывается следующим уравнением:
∆С = f(L, W, V), (1)
где: L – высота насыпного слоя;
W – количество активных центров сорбента;
V– скорость фильтрации.

Для построения стационарной модели фильтрации достаточно двух переменных – L и W. В динамических условиях к этим координатам прибавляется скорость фильтрации V. Таким образом, для степени очистки справедливо выражение полного дифференциала:
d(∆С) = (∂(∆С)/∂L)dL + (∂(∆С)/∂W)dW + (∂(∆С)/∂V)dV (2)

Данное выражение является основным уравнением квазистационарной модели фильтрации в дифференциальной форме. Данный тип фильтрации отличается от реальной динамической фильтрации тем, что происходит в равновесных условиях, то есть, полагаем, что за время прохождения слоя сорбента устанавливается равновесие обменных реакций между водой и активными центрами сорбента.

Для нахождения интегральной формы можно решить уравнение (2), выбрав определенные зависимости для частных производных. Например, производная (∂(∆С)/∂L)=f(L) наиболее легко выражается в гиперболическом приближении, а производная (∂(∆С)/∂W) =f(W) – линейна. Решение задачи сводится к ступенчатому усложнению вида частных производных, как функций от всех трех переменных. Это приводит к значительным математическим трудностям при нахождении первообразных таких функций, что уже было показано в [книге].

Другой метод «вложенных» коэффициентов основан на нахождении непосредственно первообразных функций вида ∆С = f(Si). Здесь также применяется ступенчатое усложнение (инстоляция) зависимостей: ∆С = f(L) → ∆С = f(L, W) → ∆С = f(L, W, V). Сам принцип инстоляции представляет собой конструирование итоговой трехмерной зависимости ∆С = f(L, W, V) путем подбора оптимальных коэффициентов.
Рассмотрим инстоляцию функции ∆С = f(L, W, V) для ионообменных сорбентов («АС», иониты). При этом, катионообменная емкость остается неизменной. Варьирование переменных удобнее всего начинать с высоты насыпного слоя L. По литературным данным зависимость ∆С = f(L) имеет вид гиперболы: ∆С = a/(3-L). Параметр «а» является переменным и также зависит от L. Зная значения ∆С при Lmin и Lmax, находим значения параметра «а» при Lmin и Lmax. При этом параметр W=Wmin и не варьируется. Полагая, что зависимость а =f(L) прямолинейна, получим общий вид функции ∆С = f(L):
∆С = (а1 + b*L)/(3-L) (1)

Теперь переходим ко второй ступени – определению общего вида функции ∆С = f(L, W). Известно, что сорбционная емкость сорбентов растет прямопропорционально числу активных центров сорбции. Поэтому необходимо получить линейные зависимости коэффициентов а1 и b в уравнении (1) от W. Для этого строится выражение, аналогичное уравнению (1), для Wmax, используя дополнительную точку ∆С = f(Lmax, Wmax). Сравнивая полученные уравнения находим линейные зависимости коэффициентов:
а1 = a2 + b1*W
b = a2` + b1`*W (2)
Подставляя выражения (2) в уравнение (1), получим:
∆С = [(a2 + b1*W) + (a2`+ b1`*W)*L]/(3-L) (3)
Так, например, выглядит уравнение для определения степени умягчения при использовании катионообменных сорбентов. Для алюмосиликатных сорбентов зависимость коэффициентов в уравнении (1) от W выбирается полулогарифмической. Тогда уравнение (3) принимает вид:
∆С = [(a2 + b1*lnW) + (a2`+ b1`*lnW)*L]/(3-L) (4)
Для построения уравнений (3, 4) использовались законы равновесной термодинамики.

На третьей ступени вводится скорость фильтрации, переводящая систему в квазиравновесное состояние. Решение уравнения ∆С = f(L, W, V) было найдено пока только для катионитов, для которых известно, что при скорости фильтрации V, превышающей оптимальную (Vopt=20 м/ч) в 3 раза степень умягчения воды составляет 1/10 от степени умягчения, наблюдающейся при оптимальной скорости фильтрации. Таким образом, необходимо построить уравнение ∆С = f(L, W, V), имеющее решение в интервале [Vopt ; 3* Vopt]. Очевидно, что в общем случае функция ∆С = f(V) – полином второй степени, поэтому все коэффициенты в уравнении (3) необходимо представить в виде полиномов общего вида (для коэффициента «а2»):
а2 = х1*V2 + y1*V. (5)

Этого можно добиться, решив систему из двух уравнений:
а2 = х1* Vopt 2 + y1* Vopt
{
а2/10 = х1*3*Vopt 2 + y1*3*Vopt

Из данной системы находятся коэффициенты x1 и y1 в полиномиальной зависимости (5). Такие системы уравнений составляются для всех четырех коэффициентов в уравнении (3). Далее находится максимум параболы (5), который затем трансформируется в точку Vopt. Для этого находится производная функции (5) по скорости фильтрации V:
d а2/dV = 2* х1* V + y1

В точке экстремума (V=Vmax) (d а2/dV) = 0, отсюда:
Vmax = - y1/2* х1 (6)

В общем случае Vmax ≠ Vopt. Поэтому из выражения (6) находим новое значение y1*, для которого Vmax = Vopt. Для того, чтобы значение а2(Vopt) осталось неизменным вводим новый коэффициент z, определяемый по уравнению:
а2 = х1* Vopt 2 + y1* * Vopt + z. (7)


Таким образом, все коэффициенты уравнения (3) приводятся к виду уравнения (7). Подставляя эти выражения в уравнение (3), получим искомое уравнение ∆С = f(L, W, V):
∆С=[((х1*V2+y1**V+z1)+(х2*V2+y2**V+z2)*W)+((х3*V2+y3**V+z3)+(х4*V2+y4**V+z4)*W)*L]/(3-L)

Итоговое уравнение учитывает влияние на процесс умягчения воды трех переменных факторов и содержит уже 12 коэффициентов (против 4 коэффициентов в уравнении (3)). Дальнейшее усложнение задачи, за счет введения новых переменных факторов (обменной емкости, степени гидратации зерен сорбента и др.), возможно за счет построения новых функциональных зависимостей для всех 12 коэффициентов.

Описание программы по расчету установки снижения цветности воды Подробнее закрыть

Снижение цветности воды

Описание программы по расчету установки удаления аммиака из воды Подробнее закрыть

Удаление аммиака

 

Технологическое оборудование очистки воды

Cерия «MWT»:

  1. Реагентная обработка воды - «MWT R».
  2. Обратный осмос - «MWT RO».
  3. Нанофильтрация воды - «MWT NF».
  4. Ультрафильтрация воды - «MWT UV».
  5. Обезжелезивание - «MWT F».
  6. Умягчение воды - «MWT Na».
  7. Сорбционная фильтрация - «MWT Uni».
  8. Дисковые фильтры с ручным, автоматическим управлением на базе ПЛК SIMENS.

Проектирование инженерных систем

Проектирование инженерных систем

Контакты

Очистка воды

г.Краснодар, ул. Вишняковой 2

тел.: +7(861) 267-59-14

тел.: +7(861) 270-77-47

тел.: +7(861) 270-06-92

mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Геолокация

Часы работы

Пн-Пт:        9.00-18.00
Суббота:          Выходной
Воскресенье:  Выходной





Заказать звонок

Закрыть