Автоматическое устройство для регулированияпроцесса очистки сточных иприродных вод

Автоматическое устройство для регулированияпроцесса очистки сточных иприродных вод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

< ц829585

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБЬЕТЕ Н ЙЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соаетсиик

Социалистические

Ресттублик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 30. 08. 79 (21) 2813605/29-26 (51}М. Кл. с присоединением заявки Ю

С 02 Г 3/00

6 05 0 27/00

Государственный комитет

СССР (23) Приоритет по делам изобретении и открытнй

Опубликовано 15.05. 8!. Бюллетень ¹ 18

Дата опубликования описания 1 7 .05. 81 (5З} УДК 66.012..52 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. А. Кузьмин и Я. И. Чернин

Всесоюзный научно-исследовательски канализации, гидротехнических соор гидрогеологии (71) Заявитель (54) АВТО11АТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ПРОЦЕССОВ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ И ПРИРОДНЫХ ВОД

Изобретение относится к очистке сточных и природных вод, в частности к устройствам для автоматического регулирования процессов очистки этих вод по содержанию растворенного кисло5 рода.

Известно автоматическое устройство для регулирования процессов очистки сточных и природных вод по содержанию растворенного кислорода, состоящее из взаимосвязанных с электронными блоками электрохимических ячеек (1 ).

Однако это устройство не обеспечивает требуемой точности регулирования и надежности в работе вследствие значительного влияния на процесс регулирования сложного физико-химического .состава сточных и природных вод.

Известно также автоматическое устройство для регулирования процессов очистки сточных и природных вод по содержанию растворенного кислорода, содержащее последовательно соединенную с электронным блоком электрохимическую ячейку со вспомогательным электродом, и измерительным электродом, размещенным по ее боковой поверхности 12 j.

Существенными недост-тками данно о устройства являются большая зависимость выходного сигнала его электрохимической ячейки (до + 10%/ С ) от температуры анализируемой воды и практически полная независимость выходногс сигнала от растворимости кислорода, изменяющейся вследствие колебаний температурного и солевого режимов сточных или природных вод, что в конечном счете ведет к недопустимой суммарной погрешности регулирования содержания растворенного кислорода в этих водах, достигающей + 15-20%, Цель изобретения — повышение точ-, ности регулирования, и надежности работы устройства в целом.

Указанная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит электрод опорного сигнала, размещенный

829585 по . оковой поверхности электрохимической ячейки и соединенный со вспомогательным и измерительным электродами через электронный блок, при этом элект— рохимическая ячейка снабжена двумя

5 кольцевыми камерами, в одной из которых, изолированной от анализируемой воды, установлен электрод опорного сигнала, а в другой с отверстиями на ее поверхности для подвода анализиру- 1О емой воды установлен измерительный электрод, а электронный блок снабжен коллектором растворимости кислорода, и тем, что кольцевая камера с электродом опорного сигнала снабжена шту- 15 церами для принудительного подвода и отвода атмосферного воздуха.

На фиг. 1 представлена конструкция электрохимической ячейки; на фиг.2 блок-схема предлаг аемого автомати- 20 ческого устройства.

Электрохимическая ячейка сОдержит измерительный электрод 1 и электрод 2 опорного сигнала, размещенные по ее боковой поверхности соответственно в 25 кольцевых камерах 3 и 4, вспомогательный электрод 5, погруженный в электролитную камеру 6, общую для электродов и 2, полимерную мембрану 7 в форме цилиндра, закрепленную на бо- 30 ковой поверхности корпуса 8 ячейки с помощью резиновых колец 9. Камера 6 снабжена пробкой !О для заливки электролита, а камеры 3 и 4 соответственно в своих верхней и нижнеи частях герме-35 тично закрыты резиновой прокладкой 11, прижатой к поверхности корпуса 8 и камер 3 и 4 кольцами 9. Камера 4 снабжена также раздельными штуцерами 12 для принудительного подвода 40 и отвода атмосферного воздуха (фиг.1), Электроды 1 и 2 и электрод 5 соединены между собой дифференциально посредством токоотводов 13 и контактного винта 14 через электронный 45 блок 15 (фиг. 1 и 2), снабженный коллектором 16 растворимости кислорода, а также переключателем 17 (18)диапазонов, регулятором 19 установки нуля, указателем 20 содержания раство- 50 ренного кислорода и нуль-индикатором 21 и связанный с электрохимической ячейкой 22.

Автоматическое устройство работает следующим образом.

При контактировании электрохимической ячейки 22 с анализируемой сточной или природной водой молекулы растворе ного кислорода диффунцируют чеРез полимерную мембрану 7 к измерительному электроду 1 из воды, поступающей через отверстия на поверхности кольцевой камеры 3 (фиг. 1 и2).

В кольцевую камеру 4, изолированную от анализируемой воды, через штуцеры 12 принудительно подается и отводится атмосферный воздух. Молекулы кислорода из воздуха также диффундируют через мембрану 7 к электроду 2 опорного сигнала. В результате на электродах 1 и 2 происходит процесс электровосстановления молекулярного кислорода. Потенциалы электродов и 2, находящиеся в области потенциалов предельного диффузионного тока электровосстановления кислорода, достигаются замыканием этих электродов со вспомогательным электродом 5. Таким образом, электрохимическая ячейка 22 работает как двойной гальванический элемент.

Полимерная мембрана 7 проницаема в основном только для кислорода, что обеспечивает относительную избирательность контроля его содержания на фоне остальных составляющих сточных и природных вод, а также атмосферного воздуха.

В результате процесса электровосстановления кислорода на электродах .l и 2 в цепи гальванического элемента, образованного электродами 1 ° и 5, возникает выходной сигнал (предельный диффузионный ток), в личина которого прямо пропорциональна содержанию кислорода в анализируемой воде. Аналогичный выходной сигнал (опорный) возникающий в цепи другого гальванического элемента, образованного электродами 2 и 5, прямо пропорци ональный содержанию кислорода ь атмосферном воздухе. Так как оба гальванических элемента включены по дифференциальной схеме, то на вход нуль индикатора 21 поступает результирующий сигнал, равный отношению выходных сигналов обоих элементов.

Благодаря симметричной конструкции электрохимической ячейки 22 и использованию общей полимерной мембраны 7 оба гальванических элемента имеют одинаковые температурные коэффициенты. Учитывая также, что опорный сигнал при данной температуре постоянен вследствие постоянства содержания кислорода в атмосферном воздухе, 829585 результирующий сигнал электронного блока 15 зависит только от содержания кислорода в анализируемой воде и не зависиг от ее температуры.

Кроме того, результирующий сигнал электронного блока 15 поступает также на вход системы автоматического регулирования очистными сооружениями, в результате чего достигается поддержание оптимального кислородного режи- 0 ма очистки сточных и природных вод.

Регистрация содержания растворенного кислорода производится по указате лю 20 с помощью нуль-индикатора 21 и с учетом введения коллектором 16 is поправок на изменение растворимости кислорода от температуры воды и ее солесодержания.

Вследствие включения в состав предлагаемого автоматического устрой- 20 ства электрода опорного сигнала, размещенного по боковой поверхности электрохимической ячейки в кольцевой камере с атмосферным воздухом, изолированной от анализируемой воды,;-. 2З соединенного по дифференциальной схеме через электронный блок, снабженный корректором растворимости кислорода, со вспомогательным электродом и измерительным электродом, установленным ЗО в кольцевой камере с отверстиями на ее поверхности для подвода анализируемой воДы, обеспечивается практически полное устранение температурного эффекта электрохимической ячейки, повы- 3s шение точности регулирования (до «+ 67 ) и надежности работы устройства в лабораторных, полевых и производственных условиях.

Формула изобретения

1. Автоматическое устройство для регулирования процессов очистки сточных и природных вод по, содержанию растворенного кислорода, содержащее соединенную с электронным блоком электрохимнческую ячейку со вспомогательным электродом и измерительным электродом, размещенным по ее боковой поверхности, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования и надежности работы устройства, оно дополнительно содержит электрод опорного сигнала, размещен- ° ный по боковой поверхности электрохимической ячейки и соединенный со вспомогательным и измерительным электродами через электронный блок, при этом электрохимическая ячейка снабжена двумя кольцевьМи камерами, в одной из которых, изолированной от анализируемой воды, установлен электрод опорного сигнала, а в другой с отверстиями на ее поверхности для подвода анализируемой воды установлен измерительный электрод, а электронный блок снабжен коллектором растворимости кислорода.

2. Устройство по и. I о т л и ч а ю щ е е с я тем, что кольцевая камера с электродом опорного сигнала снабжена штуцерами для принудительного подвода н отвода атмосферного воздуха..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Смирнов Д.Н. и др. Автоматизация. Л., "Химия", 1972, с. 110-119.

2. Смирнов Д.Н. Авто этическое регулирование процессов очистки сточных и природных вод. М., Стройиздат.

1974. с. 1 0.

829585

Составитель P. Клейман

Редактор И. Петрова Техр Т.Иаточка Ко ктор Н. Стец

Заказ 3694/76 Тиран 1007 Нодпнсное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушская иаб. д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Уигород, ул. Проектная, 4