Устройство для автоматического регулирования процесса биохимического потребления кислорода сточными и природными водами Советский патент 1983 года по МПК C02F3/14 

Изобретение относится к очистке сточных и природных вод, а более крн;кретно к устройствам для автоматического регулирования процесса био;Химического потребления кислорода этими водами, и может быть использо-, .вано в водоподготовке.

. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, для автоматического регулирования процесса биохимического потребления кислорода сточными и природньши водами, содержащее термо;статированный сосуд, снабженный по следовательно соединенными злектроконтактным манометром и электролизером, мешалкой с электродвигателем и контуром поглощения двуокиси углерода, счетчик временных интервалов, : связанный с блоком питания и интегратором, соединенным с вторничным приббpoMtl .

Недостатки устройства состоят в сложности обработки получаемой ин1)ормации, как следствие несовершенства схемного выполнения, и недос« гаточной точности работы устройства (не менее ±5%) при использовании сточ;ных и природных вод с трудноокисляе:мыми органическими веществами.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства путем увёличения точности регулирования про5 цесса.

Указанная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит генератор тактовых импульсов; блок синхронизации, усилитель-формирова10тель, промежуточный усилитель, блок управления и ключ антисовпадения таИтовых импульсов, регулятор скорости электродвигателя и турбинку-смеситель газовой фазы в сосуде, при этом блек

15 синхронизации подключен своими входами к одному из выходов генератора тактовых импульсов и выходу усили теля-формирователя, связанного с ма-} нометром, а выходом - к входу проме-

20 жуточного усилителя и одному их входав ключа антисовпадения, другой вход которого соединен с другим вых4 дом генератора тактовых импульсов, выходы ключа антисовпадения соеди25нены с входами счетчика временных интервалов и интегратора, выход промежуточного уснлителя подключен к блоку управления, связанного с блоком питания, а регулятор скорости

30 своими &ХОДОМ и выходом соединен с электродвигателем, на валу которого установлена турбинка-смеситель. На фит.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 рременные диаграммы его работы. Устройство содержит термостатированный сосуд. 1, который „оборудован электроконтактным манометром 2, элек ролизером 3, соединенным с блоком 4 литания, контуром 5 поглощения двуокиси углерода, состоящим из насоса 6 циркуляции газовой фазы,скруббера 7 с раствором щелочи для поглощения выделяющейся С0,2, сосуда 8 с дис тиллйрованной водой, а также змеевиком 9, связанным с термостатом 10, Механической гидромешалкой 11, установленной на общем валу 12 с многолопастной турбинкой-смесителем 13 газовой фазы в сосуде 1 и приводным электродвигателем 14, подключенным к регулятору 15 скорости. Манометр 2 снабжен компенсационнь Сосудом 16, а электролизер 3 - сосурами 17 и is. с дистиллированной водои Для подпитки анодной 19 и катод|Ной 20 камер электролизера 3 соОтветственно, разделенных ионнообменной мембраной 21. : К .ман.ометру 2 черв усилительформирователь 22 подключен блок 23 синхронизации по управляющему входу а по счетному входу - к генератору 24 тактовых импульсов. Выход блока 23 синхронизации подключен через промежуточный усилитель 25 и блок 26 управления к блоку 4 питания, а через ключ 27 антисозпадения тактовых импульсов - к счетчику 28 временныхинтервалов и интегратору 29, связанному с вторичным регистрирующим прибором 30. 1 Усхройство работает следующим образом. Проба анализируемой сточной или Природной водынаходится в сосуде 1 В процессе биохимического окисления органических веществ, содержащихся ;в анализируемой . проба, потребляется кислород, при этом падение его содержания в жидкой фазе приводит к падению давления в газовой фазе содуда 1. Это вызывает замыкание цепи электроконтактного манометра 2, сиг. нал от которого поступает на усилиЬель-формирователь 22. При замыкании электроконтактного jviaHOMeTpa 2 (;фиг.2С|) усилитель-формирователь 22 формирует сигнал, кото рый по амплитуде и фронтам (фиг,2 б достаточен для переключения блока 2 синхронизации, на управляющий вход которого поступает сигнал от усилителя-формирователя 22. На счетный ;вход-блока 23 синхронизации поступают сигналы от генератора 24 тактовых импульсов (фиг. 2 в . При разомк нутых KOHTaKlak манометра 2 сигнал .на чыходе усилителя-формирователя 22 отсутствует и,соответственно, на управляющем входе блока 23 синхронизации сигнал равен нулю, Та1 товые импульсы, поступающие на счетный вход блока 23 синхронизации, подтверждают нерабочее состояние этого блока и на его выходе сигнал отсутствует. При замыкании электроконтакт ного манометра 2 сигнал с выхода усилителя-формирователя 22 поступа- ., ет на управляющий вход блока 23 синхронизации. Тактовые импульсы, поступающие на счетный вход этого блока, устанавливают его в рабочее состояние и подтвержают последнее до замыкания электроконтактного манометра 2 и перемены сигнала, поступающего с ;вь;1хода усилителя-формирователя 22 на управляющий вход блока 23 синхронизации. На выходе последнего формируется сигнал (фиг.2 г), разрешающий прохождение тактовых импульсов через логическ ий клк1ч 27 антисовпадения к счетчику 28 временных интервалов (фиг.2 д. Этот сигнал поступает также к промежуточному усилителю 25, который усиливает сигнал по амплитуде до величины, достаточной для сра батывания блока 26 управления, кон:такты которого включают блок 4 пита- ния электролизера 3 {фиг. 2 в). При этом блок 4 питания электролизера 3 включается на промежутки времени, которые кратны периодам тактовых импульсов, а на счетчик 28 поступают тактовые импульсы в количестве, равном числу периодов из которых складыва,ется время работы блока 4 пит-ания Электролизера 3. При прохождении тока через электролизер 3 в результате разложения электролита, например 30%-го раствора КОН, в его анодной камере 19 -выделяется кислород, поступающий в сосуд 1 до тех пор, ;пока давление-газовой фазы в нем :не восстановится, после чего цепь электроконтактного манометра 2 разрывается, и блок 4 отключает питание электролизера 3. Дальнейшее потребление кислорода, как следствие продолжающегося- окислительного процесса, ведет к повторению цикла действия устройства вплоть, до полного окисления органических веществ в анализируемой пробе. Для компенсации колеба ний атмосферного давления второе колено манометра 2 соединено с компeнcaциoнным. сосудом 16. : Импульсный сигнал от ключа 27 поступает также на вход интегратора :29, причем по мере накопления на его .входе.определенного количества импульсов интегратор 29 подает на вход вторичного регистрирующего прибора 30 сигнал опреде.пенной величины (квант) Диркретизованной формы, т.е. поступ ление каждой серии импульсов на вхо интегратора 29 вызывает дискретное увеличение сигнала на его выходе, пропорционально общему количеству п (Ребляемого кислорода. Таким образом,регистрируемая вт ричным прибором 30 кривая носит ква тован1йый характер, причем уровень квантования выбирается произвольно в зависимости от характера биохимического окисления органических веществ, . Величина скорости потребления ки ;лорода,- представляющая собой коли чество импульсных сигналов, получен ных интегратором 29 за данный врёманный интервал и отнесенных к веашчине этого интервала, определяетс автоматически с помощью счетчика 28 Мембрана 21 в.электролизере 3 предотвращает смешение кислорода и водорода, образующихся в результа.те разложения электролита, обеспечивая в то же время электролитическ связь между камерами 19 и 20 и предотвращая влияние колебания атмос.ферного давления на работу манометра 2. Предлагаемое устройство позволяет оптимизировать процесс автоматического контроля биохимического пот ребления кислорода сточными и природными водами, содержащими как тру но-, так и легкоокисляемые органи.ческие вещества, по точности регули рования до 2,5%. Формула изобретения Устройство для автоматического регулирования процесса биохимического потребления кислорода сточными и природными водами, содержащее тер мостатированный сосуд, снабженный последовательно соед иненными электроконтактным манометром и электролизером, мешалкой с электродвигателем и контуром поглощения двуокиси углерода, счетчик временных интервалов, связанный с блоком питания j и интегратором, соединенным с втори ным прибором, отличающе- ес я тем, что, с целью повышения надежности в работе устройства, пу- тем увеличения точности регулирования процесса, оно дополнительно содержит генератор тактовых импульсов, блок синхронизации, усклитель-форми-j рователь, промежуточный усилитель, блок управления, ключ антисовпадения тактовых импульсов, регулятор скорости электродвигателя и турбинку-г смеситель газовой фазы в сосуде, при этом блок синхронизации подключен своими входами к одному из выходов генератора тактовых импульсов и выходу усилителя-формирователя, связанного с манометром, а выходом к входу промежуточного усилителя и одному из входов ключа антисовпадения, другой вход которого.соединен с другим выходом генератора такто- . вых импульсов, выходы ключа антисовпадения соединены с входами счетчика временных интервалов и интегратора, выход промежуточного усилителя подключен к блоку управления, связанного с блоком питания, а регулятор ско- рости своими входом и выходом соедиг нен с электродвигателем, на вгшу которого установлена турбинка-смеситель. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Манусова Н.Б. и др. Автоматизация процессов очистки сточных вод ,в текстильной промышленности. М.7 Лёгкая индустрия .1979, с. 68-74.