Способ потенциометрического контроля качества воды Советский патент 1993 года по МПК G01N27/416 

Изобретение относится к контролю качества воды, забираемой на нужды водоснабжения, и сточных вод, сбрасываемых , после очистки в водоемы. Изобретение обеспечивает экологическую безопасность при использовании воды в различных технологических процессах, например в судовых системах водоснабжения и канализации, а также в коммунальном хозяйстве.

Цель изобретения - расширение круга анализируемых объектов и повышение надежности контроля.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу потенциометрического кон- троля качества воды, включающему непрерывную подачу ее в проточную измерительную систему и измерение окислительно-восстановительного потенциала, снимают зависимость величины окислит ельно-восстановительного потенциала (ОВП) от расхода озона на контролируемой роде, соответствующей нормам санитарно- экологической безопасности, выбирают величину расхода озона, соответствующего максимальной скорости изменения ОВП, после чего проводят непрерывное озонирование воды выбранной дозой озона с одновременным измерением величины рН. а качество воды определяют по формуле:

гН2--|Ј- 2РН,

где гН2 интегральный показатель качества воды,

Еь - текущее значение ОВП, мВ, рН - текущее значение показателя рН в единицах рН.

На фиг. 1 схематично изображена проточная измерительная система для осуществления предлагаемого способа: на фиг. 2 представлена зависимость окислительно- восстановительного потенциала (ОВП) воды от дозы озона (D); на фиг. 3 - изменение во времени текущих значений показателей качества контролируемой воды в сопоставле- нии с контрольным значением интегрального показателя.

Измерительная система для осуществления способа содержит трубопровод 1 под- ачи воды непосредственно от контролируемого объекта, трубопровода 2 подачи контролируемой воды, прошедшей обработку до норм санитарно-экологиче- ской безопасности, переключающее устройство 3, эжектор 4, озонатор 5 с регулятором расхода озона 6, камеру 7 для отделения газовой фазы от жидкости, трубопровод 8, в котором установлены расходомер 9, рН-метр 10, измерительная ячейка 11 с электродами для измерения окислительно-восстановительного потенциала (ОВП), прибор 12 для регистрации показателя гН2 и отводящий трубопровод 13.

Способ осуществляется следующим образом. В начале в измерительную систему по трубопроводу 2 подают контролируемую воду, прошедшую обработку до норм сани- тарно-экологической безопасности. При по- степенном увеличении расхода регулятором 6 через эжектор 4 в воду (дозируют) озон и снимают зависимость величины ОВП от расхода (дозы) озона D (фиг. 2). При достижении максимальной скорости изменения ОВП выбирают эталонную дозу озона D и определяют соответствующее ей значение показателя гН2. Эталонную дозу озона фиксируют регулятором расхода 6. а соответствующее ей значение показателя гН принимают за контрольное. Затем с помощью переключающего устрыклня н и,-, мерительную систему подают воду из гру бопровода 1 непосредственно от контролируемого объекта. Производят не- прерывное озонирование этой воды фиксированной дозой озона с одновременным измерением показателей рН и ОВП. Качество воды определяют по формуле

гН2

§L 29

2рН,

где: гН2 - интегральный показатель качества воды; Еь - текущее значение ОВП, мВ;

рН -текущее значение показателя рН в единицах рН.

Отклонение текущих значений показателя гН2 от контрольного свидетельствует об изменении органического или минерального состава контролируемой воды (фиг. 3) Превышение текущих значений гНа и их равенство с контрольным свидетельствует о том, что весь озон вступил в реакцию окисления, т.е. по качественному составу контролируемая воды удовлетворяет требованиям сани- тарно-экологической безопасности. Снижение текущих значений гН2 ниже контрольного свидетельствует о появлении в воде дополнительных загрязнений, что по

влекло за собой снижение содержания озона в воде и соответствующее снижение показателя гН2.

При контроле воды питьевого качества

контрольное значение показателя гН2 может быть определено заранее по показателям воды стандартного качества.

Пример. Контролю качества подвергают хозяйственно-бытовые сточные воды

после береговых очистных сооружений. Для осуществления контроля в проточную измерительную систему сначала подают сточную воду заведомо удовлетворяющую требованиям санитарно-экологической безопасности. Это проверяется лабораторными анализами очищенных стоков. В частности, эта вода имеет следующие качественные показатели: БП«5 - 10 мг/л, кали-индекс 1000 шт/л, взвешенные вещества - 10 мг/л.

Постепенно увеличивая расход озона, снимают зависимость величины окислительно- восстановительного потенциала ОВП от расхода озона. При максимальной скорости изменения ОВП на участке 1- 2 определяют

и фиксируют расход озона в измерительной системе. Одновременно измеряют показатели Eh и рН воды и опр -д мчют интегральный показатель гН; ,0 i-д in.;4tMuie

КОТОРОГО Принимают ,.} ,,, и1 И ,1

Фиг 3 это контрольное значение обозначено горизонтальной пунктирной прямой 1, соответствующей нормам санитарно-эколо- гической безопасности.

Затем в измерительную систему подают сточную воду от того же объекта для непрерывного контроля ее качества. При этом воду озонируют выбранной (фиксированной) дозой озона и, измеряя показатели Еь и рН, определяют текущие значения интеграль- ного показателя гН2 по формуле:

rH2-fЈ-+2pH.

где гН2 - интегральный показатель качества воды;

Eh - текущее значение ОВП, мВ;

рН - текущее значение показателя рН в единицах рН.

Результаты изменения во времени показателя гН2 контролируемой воды пред- ставлены кривой 2 на фиг. 3. При текущих значениях показателя гН2 больших или равных контрольному вода гарантированно соответствует нормам санитарно-экологи- ческой безопасности, т.е. качественные по- казатели БПКб - 10 мг/л, кали-индекс - содержание взвешенных веществ не превышают предельно допустимых значений. При снижении текущих значений интегрального показателя гН2 ниже контрольного подает- ся сигнал на очистные сооружения для интенсификации очистки стоков.

Предлагаемый способ обеспечивает надежный непрерывный контроль качества

воды широкого круга анализируемы. оОьек- тов, в том числе очистные сооружении смн ций подготовки воды на технологичрскис нужды и питьевого качества, систем контро ля загрязненности воздушной среды и почвы, основанных на растворении в воде загрязняющих веществ.

Формула изобретения Способ потенциометрического контроля качества воды, включающий непрерывную подачу ее в проточную измерительную систему и измерение окислительно-восстановительного потенциала, отличающийся тем, что, с целью расширения круга анализируемых объектов и повышения надежности контроля, снимают зависимость величины окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) от расхода озона на контролируемой воде, соответствующей нормам санитарно-экологической безопасности, выбирают величину расхода озона, соответствующего максимальной скорости изменения ОВП, после чего проводят непрерывное озонирование воды выбранной дозой озона с одновременным измерением величины рН, а качество воды определяют по формуле

гН2

§И 23

2 рН,

где гН2 - интегральный показатель качества воды;

Ей - текущее значение ОВП. мВ;

рН - текущее значение показателя рН.

Использование: очистка природных и сточных вод, охране окружающей среды, в частности к контролю качества воды потенциометрическим методам. Сущность изобретения: способ включает непрерывный отбор части контролируемой воды в проточную измерительную систему, измерение фи- зическихпараметрови окислительно-восстановительного потенциала и последующее сопоставление их значений с контрольными, Перед измерением окислительно-восстановительного потенциала и физических параметров производят озонирвоание воды постоянной дозой озона, которую предварительно устанавливают на контролируемой воде, соответствующей нормам санитарно-экологической безопасности, в качестве контрольного показателя качества воды используют показатель гН2. который определяют по формуле гН2 + 2рН, где Еь и рН - текущие значения окислительно-восстановительного потенциала в Мв и показателя воды в единицах рН соответственно, а дозу для озонирования контролируемой воды устанавливают в процессе наладки измерительной системы при постепенном увеличении расхода озона до значений, при которых достигается наибольшая скорость роста окислительно-восстановительного потенциала и показателя гН2. 3 ил. Ј

фиг. -/

ll/ОД

20

3 T.rf

Фиг. 2