Устройство для автоматического контроля процессов очистки хромсодержащих сточных вод Советский патент 1986 года по МПК C02F1/48 G05D27/00 C02F1/48 C02F101/22 

Изобретение относится к технологии очистки сточных вод и может быть использовано для автоматического контроля и управления процессом реагентного обезвреживания хромсодержащих сточных вод цехов гальванопокрытий различных отраслей промьппленности.

Целью изобретения являются повышение точности контроля шестивалентного хрома и надежность работы устройства,

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для автоматического контроля процессов очистки хромсодержащих сточных въд; на фиг, 2 - кривые потенциометрического титрования.

Устройство (фиг, 1) для автоматического контроля процессов очистки /хромсодержащих сточных вод содержит электродный чувствительный-элемент 1 установленный в реакторе 2 и соединенный с входом высокоомного преобразователя 3 и выходом блока 4 гапь ванической развязки. Выход высокоомного преобразователя 3 соединен с входом измерительного органа 5. Вход блока 4 гальванической развязки соединен с выходом стабилизатора 6 тока. Один вход стабилизатора 6 тока соединен с выходом генератора 7, а другой - с выходом задатчика 8 резкима.

Электродный чувствительный элемен 1 включает в себя три электрода: измерительный (золотой), вспомогательный (хлорсеребряный) и дополнительный (графитовый).

Измерительный орган 5 с дискретным выходом может быть выполнен на базе промьпиленного самопишущего прибора с задатчиком и двухпозиционной контактной группой в качестве выходного устройства. Прибор осуществляет преобразование поступающего от высокоомного преобразователя 3 сигнала в перемещение стрелки, положение которой сравнивается с заданным значением. Заданное значение, .устанавливаемое задатчиком прибора, равно значению потенциала точки эквивалентности ( V, 5 ) реакции обезвреживания шестивалентного хрома, При прохождении текущего сигнала ( т э контактная группа формирует контрольный или регулирующий сигнал

Высокоомный преобразователь 3 .служит для согласования высокого выходного сопротивления электродов чувствительного элемента 1 ,с низким входным сопротивлением измерительного органа- 5, Для этих целей может

использоваться промьщ леннь1й высокоомный преобразователь.

Генератор 7 вырабатывает сигнал переменного тока. Форма выходного напряжения генератора может быть

синусоидальной или прямоугольной, возможно также применение других формвыходного напряжения при условии соблюдения симметричности положительных и отрицательных полупериодов. Частота генератора может быть различной в за висимости от типа измерительного электрода, вида реагента-восстановителя и наличия примесей в хромсодержащих стоках и находиться

в пределах 20-1000 Гц, Использование более низких частот ухудшает работу измерительного органа, а более высоких затрудняет достижение явления поляризации измерительного электрода чувствительного элемента,

Амплитуда колебаний генератора 7 при использовании золотого измерительного электрода ЭЗ-01 с учетом коррекции в стабилизаторе 6 тока

должна составлять 40 В. При использовании измерительных электродов с другой площадью рабочей поверхности или из других материалов возможны другие значения выходного напряжения

генератора.

Стабилизатор 6 тока осуществляет поддержание заданного значения переменного тока, протекающего через измерительный и дополнительный злектроды, при изменении сопротивления среда (а также при колебаниях напряжения питающей сети),

Задатчик 8 режима предназначен для осуществления настройки стабилизатора 6 тока на определенный выходной ток. Для электродов 33-01 оптимальный вьхходной ток составляет 535 МА в условиях обезвреживания хрома бисульфитом при рН 2,5 (данные получены в результате экспериментальной проверки группы электродов ЭЗ-01), В качестве стабилизатора тока и задатчика режима могут быть использованы соответствующие электронные устройства. Простейшим стабилизатором тока с задатчиком режима может служить переменный проволочный резистор мощностью Вт и сопротивлением 3-5 кОм. Блок гальванической развязки пред назначен для предотвращения прохожде ния постоянной составляющей тока в цепи измерительный электрод - дополнительный электрод и шунтирования вы сокого выходного сопротивления измг рительного электрода низким выходным сопротивлением стабилизатора тока, В качестве блока гальванической развязки может быть использован конденсатор емкостью мкФ с малыми токами утечки. Принцип действия устройства основан на явлении поляризации измерительного электрода. Измерительный электрод поляризуется переменным током определенной силы при нахождении его в среде окис лителя (Сг ) и деполяризуется или изменяется знак поляризации при нахождении его в среде восстановителя, причем контролируется только постоян ная (или интегральная) составляющая потенциала измерительного электрода. Явления, связанные с возникновением отклонения потенциала измерительного электрода от равновесного при наложении на него переменного тока, рассматриваются в теории диффузионного двойного слоя и объясняются неоднозначность дифферейциальной емкости от знака приложенного напряжения. Одновременно с эффектом поляризации происходит электрохимическая очистка поверхности измерительного электрода. На фиг. 2 изображены экспериментальные кривые, полученные для различных вариантов устройств при обезвреживании хромсодержащих сточных вод: 1 - известное устройство при обработке бисульфитом и наличии примесей, в том числе железа; 2 - предлагаемое устройство при обработке бисульфитом и наличии примесей, в том числе железа; 3 - то же, при обработке железным купоросом. Из графиков видно, что предлагаемое устройство обладает большей чувствительностью по сравнению с известными (в 3 - 5 раз). Кроме того, предлагаемое устройство -позволяет исключить влияние железа, а также ряда других примесей, типичных для стоков цехов гальванопокрытий. Существенно улучшаются динамические характеристики (постоянная времени переходного процесса уменьшается до 3-5 с), поскольку электродный чувствительный элемент находится непосредственно в реакторе. Наличие эффекта электрохимической очистки позволяет поддерживать высокую точность контроля () в течение длительного времени эксплуатации. Решение задачи исключения влияния елеза чисто электротехническими редствами существенно упрощает конструкцию устройства и повышает наежность.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССОВ ОЧИСТКИ ХРОМСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД, содержащее электродный чувствительный элемент. соединенный выходом через первый вход высокоомного преобразователя с входом вторичного прибора, о т л и ч ающи и с я тем, что, с целью повьппения точности контроля шестивалентного хрома и надежности его в работе, оно дополнительно снабжено генератором, стабилизатором тока, задатчиком режима и блоком гальванической развязки, при этом выход генератора соединен с одним из входов стабилизатора тока, другой вход которого связан с выходом задатчика режима, а выход стабилизатора тока подключен к входу блока гальваничес кой развязки, соединенного одним из выходов с входом электродного чувствительного элемента, а другим выходом - с вторым входом высокоомиого преобразователя. Отчетные стони