(54) АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ И ПРИРОДНЫХ ВОД
1
Изобретение относится к очистке сточных и природных вод, в частности к устройствам для автоматического регу.г1Ирования процессов очистки этих вод по содержанию растворенного кислорода.
Известно автоматическое устройство для регулирования процессов очистки сточных и природных вод по содержанию растворенного кислорода, состоящее из взаимосвязанных с злектранными блоками электрохимических ячеек 1 .
Однако это устройство не обеспечивает требуемой точности регулирования и надежности в работе вследствие значйтельного влияния на процесс регулирования сложного физико-химического состава сточных и природных вод.
Известно также автоматическое устройство для регулирования процессов очистки сточных и природных вод по содержанию растворенного кислорода, содержащее последовательно соединенную с электронным блоком электрохимическую ячейку со вспомогательным электродом, и измерительным электродом, размещенным по ее боковой поверхности 2.
Существенными недостг тками данно:о устройства являются большая зависимость выходного сигнала его электрохимической ячейки (до ±10%/°С ) от температуры анализируемой воды и практически полная независимость выходног сигнала от растворимости кислорода, изменяющейся вследствие колебаний температурного и солевого режимов сточных или природных вод, что в конечном счете ведет к недопустимой суммарной погрешности регулирования содержания растворенного кислорода в этих водах, достигающей ±15-20%.
Цепь изобретения - повышение точт ности регулирования, и надежности работы устройства в целом.
Указанная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит электрод опорного сигнала, размещенный по ооковой поверхности электрохимичес кой ячейки и соединепньш со вспомогательным и измерительным электродами через электронный блок, при этом элек рохимическая ячейка снабжена двумя кольцевыми камерами, в одной из которых, изолированной от анализируемой воды, установлен электрод опорного сигнала, а в другой с отверстиями на ее поверхности для подвода анализируемой воды установлен измерительный электрод, а электронный блок снабжен коллектором растворимости кислорода, и тем, что кольцевая камера с электродом опорного сигнала снабжена штуцерами для принудительного подвода и отвода атмосферного воздуха. На фиг. i представлена конструкция электрохимической ячейки; на фиг.2 блок-схема предлагаемого автоматического устройства. Электрохимическая ячейка содержит измерительный электрод 1 и электрод опорного сигнала, размещенные по ее боковой поверхности соответственно в кольцевых камерах 3 и Д, вспомогател ный электрод 5, погруженный в электр литную камеру 6, общую для электродов 1 и 2, полимерную мембрану 7 в форме цилиндра, закрепленную на боковой поверхности корпуса 8 ячейки с помощью резиновых колец 9. Камера 6 снабжена пробкой 10 для заливки элек ролита, а камеры 3 и 4 соответственн в св.оих верхней и нижней частях герм тично закрыты резиновой прокладкой прижатой к поверхности корпуса 8 и камер 3 и А кольцами 9. Камера 4 снабжена также раздельными штуцерами 12 для принудительного подвода и отвода атмосферного воздуха (фиг.1 Электроды и 2 и электрод 5 соединены между собой дифференциально посредством токоотводов 3 и контакт ного винта 14 через электронный блок 15 (фиг. 1 и 2), снабженный кол лектором 16 растворимости кислорода, а также переключателем 17 (18}диапа.. зонов, регулятором i 9 установки нуля, указателем 20 содержания растворенного кислорода и нуль-индикатором 21 и связанньй с электрохимической ячейкой 22. Автоматическое устройство работает следующим образом. При контактировании электрохимической ячейки 22 с анализируемой ст ной или природной водой молекулы растворенного кислорода диффундируют через полимерную мембрану 7 к измери- тельному электроду 1 из воды, поступающей через отверстия на поверхности кольцевой камеры 3 (фиг. 1 и2}. В кольцевую камеру 4, изолированную от анализируемой воды, через штуцеры 12 принудительно подается и отводится атмосферный воздух. Молекулы кислорода из воздуха также диффундируют через мембрану 7 к электроду 2 опорного сигнала. В результате на электродах и 2 происходит 11роцесс электровосстановления молекулярного кислорода. Потенциалы электродов I и 2, находящиеся в области потенциалов предельного диффузионного тока электровосстановления кислорода, достигаются замыканием этих электродов со вспомогательным электродом 5. Таким образом, электрохимическая ячейка 22 работает как двойной гальванический элемент. Полимерная мембрана 7 проницаема в основном только для кислорода, чтс обеспечивает относительную избирательность контроля его содержания на фоне остальных составляющих сточных и природных вод, а также атмосферного воздуха. В результате процесса электровосстановления кислорода на злектро- дахс и 2 в цепи гальванического элемента, образованного электродами 1 и 5, возникает выходной сигнал (предельный диффузионный TOKj, величина которого прямо пропорциональна содержанию кислорода в анализируемой воде. Аналогичный выходной сигнал (опорный) возникающий в цепи другого гальванического элемента, образованного электродами 2 и.5, прямо пропорциональный содержанию кислорода fe атмосферном воздухе. Так как оба гальванических элемента включены по дифференциальной схеме, то на вход нульиндикатора 21 поступает результирующий сигнал, равный отношению выходных сигналов обоих элементов. Благодаря симметричной конструкции электрохимической ячейки 22 и использова1шю общей полимерной мембраны 7 оба гальванических элемента имеют одинаковые температурные коэффициенты. Учитывая также, что опорный сигнал при данной температуре постоянен вследствие постоянства содержания кислорода в атмосферном воздухе.
результирующий сигнал электронного блока 15 зависит только от содержания кислорода в анализируемой воде и не зависит от ее температуры.
Кроме того, результирующий сигнал электронного блока 15 поступает также на вход системы автоматического регулирования очистными сооружениями, в результате чего достигается поддержание оптимального кислородного режина очистки сточных и природных вод.
Регистрация содержания растворенного кислорода производится по указателю 20 с помощью нуль-индикатора 21 и с учетом введения коллектором 16 поправок на изменение растворимости кислорода от температуры воды и ее солесодержания.
Вследствие включения в состав предлагаемого автоматического устройства электрода опорного сигнала, размещенного по боковой поверхности элекрохимической ячейки в кольцевой камере с атмосферным воздухом, изолированной от анализируемой воды, :. соединенного по дифференциальной схеме через электронный блок, снабженный корректором растворимости кислорода, со вспомогательным электродом и измерительным электродом, установленным в кольцевой камере с отверстиями на ее поверхности для подвода анализируемой воДы, обеспечивается практически полное устранение температурного эффекта электрохимической ячейки, повышение точности регулирования (до i 6% ) и надежности работы устройства в лабораторных, полевых и производственных условиях.
Формула изобретения
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
./
qiift, Z
