Устройство для автоматического регулирования процесса электрохимической очистки воды Советский патент 1985 года по МПК C02F1/46 G05D27/00 

сх со СП

Од

1 1

Изобретение относится к технике электрохимической очистки природных и промьшшенных сточных вод, а именно к устройствам для автоматического регулирования процессом электрохимической очистки, и может быть использовано в химической, машиностроительной, автомобильной, пищевой и других отраслях промьшленности.

Известно устройство для регулирования величины тока, расходуемого на процессе электролиза при электролитической очистке воды, обеспечивающее сравнение действительной величины этого тока с заданной величиной тока и при наличии отклонения осуществляющее регулирование процессом ll .

Однако устройство обеспечивает получение заданного качества очищенной воды лишь при постоянной концентрации органических веществ в исходной воде, что не всегда выполнимо в реальных условиях производства. При обработке незагрязненной воды с изменяющейся во времени концентрацией примесей (что всегда имеет место) данное устройство не способно поддерживать стабильно качество очгщенной воды, так как в этом случае необходимо было бы изменить заданное значение величины тока на электродах в зависимости от изменения концентрации примесей в воде.

Известно устройство для автоматрхческого регулирования электрофлотационного процесса очистки путем изменения плотности тока на электродах в зависимости от требуемого значения концентрации взвешенных веществ в очищенной воде 2j .

Существенным недостатком этого устройства является то, что при одной и той же степени очистки воды расход анодов различен, так как статическая зависимость, характеризующая степень очистки от концетрации взвешенных веществ является экстремальной. Это обуславливает нерациональный повышенный расход дорогостоящих анодов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для автоматического регулирования процесса электрохимической очистки воды, обеспечивающее изменение плотности тока на электродах в

34562

зависимости от концентрации растворенного металла анода в обрабатываемой воде. Заданное качество очищенной воды поддерживается по данному 5 методу с помощью экстремального регулятора, ведущего поиск экстремума функции зависимости степени очистки воды от концентрации металла анода в жидкости, уменьшая или увеличивая

0 при этом плотность тока 3j .

Недостатки известного способа состоят в непостоянстве гидродинамической структуры потоков в аппарате, вызываемое колебаниями расхода

5 загрязненной жидкости, плотности тока на электродах, а также процессом газовыделения, что приводит к неравномерному распределению продуктов растворения электродов в потоке жидкости. Это отражается на увеличении времени формирования регулятором управляющего воздействия, а, следовательно, и на степень очистки воды. Кроме того, существующие

5 анализаторы концентрации металла в жидкости имеют высокую погрешность (до 4% и более), что также отражается на степени очистки воды и приводит к нерациональному перерасходу

0 электродов.

Цель изобретения - уменьшение расхода электродов и повьшение степени очистки воды.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для автоматического регулировани.я процессом электрохимической очистки воды, включающем регулятор плотности тока, соединенный с источником питания растворимых

Q металлических электродов, дополнительно снабжено блоками измерения массы электродов и формирования задания, подключенных ко входу регулятора.

Регулирование плотности тока в зависимости от изменения массы растворимых электродов обеспечивает повышение эффективности очистки воды за счет применения в системе массоизме- рительных устройств, имеющих значи0 тельно меньшую погрешность (±0,5%)

по сравнению с анализаторами состава. Это позволяет получать достоверную информацию о теку1цем значении массы растворимых электродов, что позволяет свести до минимума потери металла анода при высокой степени очистки.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства для автоматического регулирования процесса электрохимической очистки воды.

Устройство состоит из электролизера 1, патрубка 2, электродов 3, патрубка 4, отстойной камеры 5, патрубков 6 и 7, весоизмерительного блока 8, изолирующих пластин 9, нити 10, задатчика 11, регулятора 12, источника 13 питания.

Устройство работает следующим образом.

Сточную воду для очистки непрерьшно подают в среднюю часть электролизера 1 через патрубок 2, расположенньй над системой расторимых элект родов 3, например из алюминия, размещенный в нижней части аппарата. Одновременно через патрубок 4 подают технически чистую воду, которая проходит восходящим потоком снизу вверх через межэлектродный зазор. При пропускании электрического тока через электроды происходит насыщение потока чистой воды продуктами растворения электродов 3 (гидроксида алюминия и газом). В результате смешения над электродами сточной воды с технически чистой содержащей продукты растворения элект родов, происходит электростатическое взаимодействие гидроксида алюминия с примесями, жидкости с образованием крупных агрегатов частиц. Отработанная жидкость сливается в отстойную камеру 5 электролизера 1, где осущестрляется разделение скоагулированных примесей от воды. Слой примесей отводится через патрубок 6, а очищенная вода - через патрубок 7.

Для непрерывного определения изменения массы анода в процессе электрохимического растворения над электролизером установлен весоизмерительный блок 8, соединенный с электродами 3 и с помощью изолирующей пластины 9 и нити 10.

Измеренная первоначальная величина массы электрода 3 сравнивается с помощью задатчика 11 с заданной величиной массы. Возникающие отклонения между фактическим и заданным значениями массы электрода воспринимаются регулятором 12, который вырабатьшает управляющее воздействия на источник 13 питания, тем самым регулируя величину, а следовательно и плотность тока на электродах 3. Таким образом, с изменением массы растворимых электродов регулятор 12, воздействуя на источники 13 питания, увеличивает или уменьшает плотность тока на электродах 3, поддерживая необходимую их массу, а следовательно, поддерживая высокую степень очистки жидкости. Предлагаемое устройство для очистки воды обеспечивает уменьшение расхода анодов по сравнению с известными устройствами в 1,3 раза, а также увеличение степени очистки до 0,5%.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ВОДЫ, содержащее регулятор плотности тока, соединенный с источником питания растворимых металлических электродов, отличающееся тем, что, с целью уменьшения расхода электрода и повышения степени очистки, оно дополнительно снабжено блоками измерения массы электродов и формирования задания, подключенных к входу регулятора. (Л