Устройство для автоматизированного контроля качества сточных и природных вод Советский патент 1989 года по МПК C02F1/00 G05D27/00 C02F103/34 

114

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для автоматизированного контроля качества сточных вод предприятий различных отраслей промышленности, а также природных вод.

Целью изобретения является сокращение сброса неочищенных сточных вод

Блок 10 отбора и хранения проб держит фильтры, дозаторы, гидрора

и водоемы за счет повышения эффектов- 10 пределители, емкости для хранения

ности контроля.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство для автоматизированного- контроля качества сточных и родных вод содержит гидравлический блок 1, блок 2 датчиков физико-химических свойств воды, блок 3 связи, вычислительный блок 4, блок 5 памяти, блок 6 масштабирования, блок 7 срав- 20 ения, блок 8 выбора максимального шач-ения, блок 9 ввода результатов тбораторных анализов, блок 10 отбора и хранения проб, блок 11 сигнализаторов.25

Гидравлический блок 1 содержит заборные, транспортирующие, дозирующие устройства и фильтры.

Блок 2 датчиков физико-химичес- .ких свойств воды содержит определяемый составом сточных вод набор автоматических датчиков для контроля таких показателей как, например температура, электропроводность, концентрация хлоридов, мутнооть, расход воды и т.п.

30

35

проб и термостат.

Блок 11 сигнализаторов содержи набор специальных устройств, реаг ющих на превышение концентрации о деленного вещества либо группы ве ществ в контролируемой воде, напр мер биосигнализаторы, использующи в качестве .тестообъекта живых существ и растения.

Выходы гидравлического блока 1 соединены с входами блока 2 датчи физико-химических свойств воды, б ка 10 отбора и хранения проб и бл ка 11 сигнализаторов, выходы блок 2 датчиков физико-механических свойств воды, блока 9 ввода резул татов лабораторных анализов соеди ны с входами блока 6 масштабирова ния, выходы которого соединены с дами вычислительного блока 4, бло 7 сравнения, блока 8 выбора макси мального значения, выходы блока 5 памяти соединены с входами вычисл тельного блока 4 и блока 7 сравне ния, выходы вычислительного блока соединены с входами блока 3 связи блока 7 сравнения, а выходы после него соединены с входами блока 3 зи и блока 8 выбора максимального значения, выходы которого соедине с входами блока 3 связи и блока 1 отбора и хранения проб, в ыход бло 11 сигнализаторов соединен с вход блока 10 отбора и хранения проб.

Блок 3 связи содержит схему сопряжения либо с накопителем информации, либо с устройством отображения информации, либо с устройством передачи информации.

Вычислительный блок 4 предназначен для выполнения арифметических и логических действий.

Блок 5 памяти представляет собой запоминающее устройство.

Блок 6 масштабирования содержит устройство преобразования входных сигналов по заданному закону.

Блок 7 сравнения предназначен для сравнения входного сигнала с заданной уставкой и формирования выходного сигнала в зависимости от результатов сравнения.

Блок 8 выбора максимального значения сравнивает поступивший сигнал с предыдущим и выбирает из них максимальный. Выходной сигнал формируется при обнаружении тенденции уменьшения величины входного сигнала.

Блок 9 ввода результатов лабораторных анализов выполнен в виде фотосчитывателя, электрофицированный пишущей машины, видеотерминала и т.п.

Блок 10 отбора и хранения проб содержит фильтры, дозаторы, гидрораспределители, емкости для хранения

5 0 5

0

5

0

5

5

проб и термостат.

Блок 11 сигнализаторов содержит набор специальных устройств, реагирующих на превышение концентрации определенного вещества либо группы веществ в контролируемой воде, например биосигнализаторы, использующие в качестве .тестообъекта живых су ществ и растения.

Выходы гидравлического блока 1 соединены с входами блока 2 датчиков физико-химических свойств воды, блока 10 отбора и хранения проб и блока 11 сигнализаторов, выходы блока 2 датчиков физико-механических свойств воды, блока 9 ввода результатов лабораторных анализов соединены с входами блока 6 масштабирования, выходы которого соединены с входами вычислительного блока 4, блока 7 сравнения, блока 8 выбора максимального значения, выходы блока 5 памяти соединены с входами вычислительного блока 4 и блока 7 сравнения, выходы вычислительного блока 4 соединены с входами блока 3 связи и блока 7 сравнения, а выходы последнего соединены с входами блока 3 связи и блока 8 выбора максимального значения, выходы которого соединены с входами блока 3 связи и блока 10 отбора и хранения проб, в ыход блока 11 сигнализаторов соединен с входом блока 10 отбора и хранения проб.

Устройство работает следующим образом.

Гидравлический блок 1 осуществляет забор, фильтрацию, транспортировку и дозировку контролируемой воды к блоку 2 датчиков физико-химических свойств воды, блока 10 отбора и храг- нения проб и блоку 11 сигнализаторов. В случае наличия в контролируемой воде веществ в количествах, превышающих уровень срабатывания сигнализаторов, блок 11 сигнализаторов формирует сигнал, поступающий в блок 10 отбора и хранения проб. При прс.- туплении этого сигнала гидрораспределительная система блока 10 осуществляет забор, дозирование и заполнение свободной емкости контролируемой водой. При поступлении контролируе- мой воды в блок 2 датчиков физико- химических свойств воды осуществляется автоматическое измерение необходимых параметров. Полученная информация поступает в блок 6 масштаби- рования, где происходит приведение к требуемому масштабу по установленному для каждого параметра закону. Чаще всего масштабирование осуществляется по линейному закону

л у - ах + Ъ,

где у - выходной сигнал; х - входной сигнал;

а,Ь - коэффициенты.

Из блока 6 масштабирования инфор- мация о физико-химических свойствах воды, полученных блоком 2, поступает в блок 7 сравнения. Туда же из блока 5 памяти поступает конкретное для каждого параметра значение устав- ки. В случае превышения входным сигналом величины уставки на выходе блока 7 формируется сигнал начала нарушения контролируемым показателем установленной нормы. Этот сигнал посту- пает на вход блока 3 связи и блока 8 выбора максимального значения. Блок 3 связи выдает полученную информацию пользователю на устройство отображения информации либо устройство накоп- ления информации, либо устройство передачи информации. При поступлении на вход блока ,8 выбора максимального значения сигнала начала нарушения блок 8 начинает обрабатывать инфор- мацию о физико-химических свойствах воды, поступающую на его вход с выхода блока 6 масштабирования. Происходит сравнение текущего значения параметра со значением, полученным на предыдущем цикле опроса датчиков блока 2. При выполнении условия у yj, / (где у; - текущее значение параметра У; предыдущее значение параметра), в ячейке памяти блока 8, хранящей значение параметра У , происходит замена величины параметра у, н / на значение у- . При выполнении условия у; . у;.,- . сигнал о величине параметра у поступает с выхо- да блока 8 на вход блока 3 связи. Кроме того, формируется сигнал на отбор пробы, поступающей с выхода блока 8 на вход блока 10 отбора и

хранения проб. Информация, вводимая в устройство через блок 9 ввода результатов лабораторных анализов, поступает на вход блока 6 масштабирования. С выхода блока 6 масштабирования преобразованная информация с физико-химических свойств воды, данных лабораторных анализов и расходе воды поступает на вход вычислительного блока 4„ В вычислительном блоке 4 рассчитывается текущий по отдельным веществам

„ с; ч;,

где т; - сброс к-го вещества на

i-ом цикле опроса; С| - концентрация к-го вещества

на i-ом цикле опроса; q. - расход воды на i-ом цикле

опроса.

Кроме того, рассчитывается сброс каждого вещества с начала контрольного периода

N

мк

т;

К.л

где М - сброс к-го вещества за контрольный период; N - количество циклов опроса в

контрольном периоде. На вход вычислительного блока 4 с выхода блока 5 памяти поступает информация о показателях относительной опасности отдельных веществ А

1 . к рТГ- (где Сп. - предельно-допусип$к 3 тимая концентрация к-го вещества)

для расчета приведенной массы сброса к-го вещества (МП ) и приведенного сброса по всем веществам (МП) за контрольный период

МП МК Ак;

нп 21 мл

к

где р - количество веществ в контролируемой воде, i

На основе данных о сбросе веществ

в вычислительном блоке 4 рассчитываются оценки ущерба, наносимого сбросом природному водному объекту:

текущая оценка ущерба по конкретному веществу

Э C-.J АК-ш ,

оценка ущерба по конкретному веществу за контрольный период

Э СГ-j МПК,

текущая оценка ущерба общего сброса по всем веществам

к ( . Ј-- к Э CJ- j 2 mi

оценка ущерба общего сброса за контрольный период

Э ОТ j « МП,

где (5 - константа, установленная дл различных водоемов (напри-. мер, для р.Северский Донец 6- 3,79);

j - константа, численное значе ние которой принимается равным 144 руб./усл.т при оценке ущерба от сбросов, - поступающих в водоемы, после 1985 года.

Информация о сбросе веществ в контролируемой воде и оценках ущерба поступает с выходов вычислительного блока 4 на входы блока 3 связи и блока 7 сравнения, в котором величина сброса и оценки ущерба сравниваются с установленными нормами, поступающими из блока 5 памяти. В случае превышения норм нормируется признак нарушения, передаваемый с выхода блока 7 на вход блока 3 связи, и далее, на устройстэа отображения, накопления или передачи информации пользователя. Формула изобретения

Устройство для автоматизированного контроля качества сточных и природных вод, содержащее взаимосвязанные гидравлический блок и блок датчиков физико-химических свойств воды, блок связи, вычислительный блок и блок памяти, отличающееся тем, что, с целью сокращения сброса неочищенных сточных вод в водоемы за счет повышения эффективности контроля, оно дополнительно снабжено блоками масштабирования, сравнения, выбора максимального значения, отбора и хранения проб и блоком сигнализаторов, при этом выходы гидравли5 ческого блока соединены с входами блока датчиков физико-химических свойств воды, блока отбора и хранения и блока сигнализаторов, выход блока датчиков физико-химических свойств

о воды -соединен с входом блока масштабирования, выходы которого соединены с входами вычислительного блока, блока сравнения и блока выбора макси мального значения, выходы блока па5 мяти соединены с входами вычислительного блока и блока сравнения, выходы вычислительного блока соединены с входами блоков связи и сравнения, а выходы последнего соедине0 ны с входами блока связи и блока выбора максимального значения, выходы которого соединены с входами блоков связи и отбора и хранения проб, выход/, блока сигнализаторов соединен с входом блока отбора и хранения

5

проб.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для автоматизированного контроля качества сточных вод предприятий различных отраслей промышленности, а также природных вод. Цель изобретения - повышение эффективности контроля путем определения максимальных отклонений сброса веществ от установленных норм и обобщенной оценки качества воды на основе данных автоматического и лабораторного анализов. Для этого гидравлический блок 1 осуществляет забор, фильтрацию, дозировку и транспортировку контролируемой воды к блоку 2 датчиков физико- химических свойств воды, блоку 10 отбора и хранения проб и блоку 11 сигнализаторов. Из блока 2 информация поступает в блок 6 масштабирования и затем в блок 7 сравнения туда же поступает из блока 5 памяти конкретное для каждого параметра значение уставки. В блоке 8 выбора максимального значения сигнала начала нарушения формируется сигнал на отбор пробы и поступает на вход блока 10. Информация о результатах лабораторных анализов поступает из блока 9 в блок 6. Информация о сбросе веществ в контролируемой воде и оценках ущерба поступает с вычислительного блока 4 на входы блока 3 связи и блока 7. В блоке 7 величины сброса и оценки ущерба сравниваются с установленными нормами, поступающими из блока 5. В случае превышения норм формируется признак нарушения, передаваемый с выхода блока 7 на вход блока 3 и далее на устройство отображения, накопления или передачи информации пользователя. 1 ил.

Редактор Г.Волкова

Составитель А.Попов

Техред Л.Сердюкова Корректор И.Муска

Заказ 1834/19

Тираж 824

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное