Устройство для измерения потребле-Ния КиСлОРОдА пРи биОлОгичЕСКОйОчиСТКЕ СТОчНыХ ВОд Советский патент 1981 года по МПК C02F3/00 G05D27/00 

КОМ постоянного тока и электролизером включен резистор, к котором подключены самопишущий прибор и электрон-ный интегратор, выход которого подключен к тому же самопишущему прибору. Исследуемая жидкость в реакторе перемешивается магнитной мешалкой Г2Т1.

Недостатками известного устройства являются: пониженная чувствительность, вызванная наличием и-образных электролизера и манометра, поплавка и его связью с дифференциально-трансформаторным преобразователем через систему тяг; невысокая точность и воспроизводимость измерения из-за отсутствия систем термостатирования и удаления газообразной двуокиси углерода, из-за отсутствия коррекции нелинейной зависимости производительности электролизера от тока; невозможность измерения высоких скоростей потребления кислорода из-за невысокого коэффициента массопередачи, обеспечиваемого магнитной мешалкой; сложность практической реализации связимежду пропорционяльно-интегральным регулятором с импульсным выходом (плюс - минус) н регулирующим источником постоянного тока, который должен иметь электромеханический преобразователь; возможность проскока из электролизера в реактор паров щелочи в виде аэрозоля, образующегося при подъеме пузырьков кислорода; искажение динамической картины потребления кислорода в реакторе из-за непосредственной связи кислородного выхода электролизера и датчика давления, кислород, выходящий из электролизера, имеет температуру на несколько градусов выше, чем газ в реакторе, что вызывает преждевременное отключение датчика давления, а затем более резкое его срабатывание при остывании кислорода; невозможность проверки герметичности устройства; невозможность использования устройства в качестве датчика систем контрюля и управления процессами биологической очистки сточных вод из-за отсутствия узлов подачи и отвода исследуемой жидкости.

Известно также устройство для измерения потребления кислорода при биологической очистке сточных вод, содержащее герметичный реактор, узлы подачи и отвода исследуемой жидкости систему термостатирования реактора, трехходовой кран, соединенный с реакTopOjM и атмосферой, систему удаления газообразной двуокиси углерода, включающую поглотитель двуокиси углерода, соединенный с реактором и микрокомпрессором, выход которого подключен к пневмоаэратору реактора, и систему измерения потребления кислорода, включающую датчик давления, покдлюченный через электронное реле

к электролизеру, и связанный с электролизером регистратор. Датчик давления состоит из поплавка и дифференциально-трансформаторного преобразователя. Поплавок плавает в измерительной трубе, Нижняя часть которой соединена с жидкой фазой реактора через вялую мембрану, а верхняя часть подключена к трехходовому крану, с помощью которого разовая фаза измерительной трубы может быть соединена

o либо с атмосферой, либо с газовой фазой реаткора. Кислородный выход электролизера соединен непосредственно с газовой фазой ре.актора Гз.

Недостатками известного устройства

5 являются невозможность работы в режиме непрерывной подачи и отвода исследуемой жидкости; невозможность непосредственного измерения скорости потребления кислорода; искажение

Q динамической картины потребления

кислорода в реакторе из-за непосредственной связи измерительной колонны с жидкой фазой реактора, вызывающей постоянные колебания поплавка под воздействием пневмоаэратора и, следовательно, преждейременное включение или отключение электролизера; возможность проскока в реактор паров щелочи в виде аэрозоля из электролизера и поглотителя газообразной двуокиси

0 углерода; невозможность проверки герметичности устройства; невысокая надежность работы из-за наличия поплав-. ка и вялой мембраны.

J Цель изобретения - повышение надежности работы устройства и расширение области его применения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит последовательно соединенные аналоговый регулятор, усилитель тока и функциональный преобразователь, при этом аналоговый регулятор соединен с датчиком давления, подключенным непосредственно к газовой фазе реактора, а

5 функциональный преобразователь связан с регистратором и электролизером, который подключен к узлу удаления газообразной двуокиси углерода.

Q На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство для измерения потребления кислорода в процессах биологической очистки сточных вод содержит герметичный реактор 1, узел 2 подачи исследуемой жидкости, узел 3 отвода исследуемой жидкости, состоящий из верхней камеры 4 и нижней камеры 5, соединенных между собой трубкой 6 на

0 уровне перелива из верхней камеры. При Этом верхняя камера 4 связана с . реактором 1 по газовой и жидкой фазам, а ОТВОДжидкости для.анализа или в канализацию осуществляется из

5 нижней камеры 5 через трубку 7, таким образом, чтобы образовать гидравлический затвор между трубками 6 и 7. Реактор 1 снабжен мешалкой 8, си темой термостатирования, состоящей из -теплообменника 9 и регулятора 10 трехходовым Т-образным краном 11, с единенным с реактором 1 и атмосферо а также, системами удаления газообразной двуокиси углерода и измерени потребления кислорода. Узел удаления газообразной двуокиси углерода содержит поглотитель 12 двуокиси углерода, микрокомпрессор 13, четырехходовой Т-образный кран 14 и водяной скруббер 15, вклю ченные последовательно между реактором 1 и трехходовым краном 11. К четырехходовому крану 14 подключены также микроманометр 16 и кисло родный выход электролизера 17. Система измерения потребления кислорода содержит датчик 18 давлен с непрерывным выходным сигналом, аналоговый регулятор 19 с задатчико 20, усилитель 21 тока, функциональ ный преобразователь 22, включенные последовательно между реактором 1 и электролизером 17. К преобразователю 22 подключены регистратор 23 скорости потребления кислорода и интегратор 24. Регистратор 25 потребления кислорода подключен к интегратору 24. Устройство работает следующим образом.. В герметичный реактор 1 через узел 2 подается исследуемая жидкост (сточная вода, активный ил или их смесь). Исследуемая жидкость в реакторе 1 перемешивается и аэрируется мешалкой .8 и термостатируется с помощью теплообменника 9 и реглятора 10. Избыток исследуемой жидкости удаляется через узел 3 отв да. Объем жидкости в реакторе 1 зад ется перемещением трубки б в камере 4. .При этом трубка б жестко связана с нижней камерой 5, что обеспечивает герметичность реактора. Газообразная двуокись углерода, выделяемая активным илом в процессе его жизнедеятельности, поглощается раствором щелочи в поглотителе 12, установленном во всасывающей линии микрокомпрессора .13. Воздух из реак тора 1 после удаления газообразной двуокиси углерода нагнетается микро компрессором 1 3 через четырехходовой кран 14, водяной скруббер 15 и трехходовой кран 11 в реактор 1 к зоне всасывания мешалки 8. При прохождении воздуха через четырехходов кран 14 эжектируется кислород из электролизера 17. В водяном скруббе 15 осаждается аэрозоль щ елочи, захв тываетиый воздухом в поглотителе 12. электролизере 1.7. При потреблении кислорода в иссл дуемой жидкости уменьшается давление воздуха в реакторе 1, Даплемпе воздуха измеряется датчиком 18 давления, в качестве которого применен сильфонНый тягомер с непрерывным электрическим сигналом на выходе. Сигнал датчика 18 давления поступает на вход аналогового регулятора 19, усиливается усилителм 21 тока и направляется через функциональный преобразователь 22 к регистратору 23 скорости потребления кислорода и электродам электролизера 17, катодное и анодное пространства которого разделены полупроницаемой мембраной, а электроды секционирования. Образующийся кислород имеет температуру на нескольво градусов выше температуры в реакторе 1. Однако он быстро смешивается в четырехходовом кране 14 со значительно большим потоком воздуха, дополнительно охлаждается в водяном скруббере 15 и поступает в реактор 1 к зоне всасывания мешалки 8. Аналоговый регулятор 19 настроен таким образом, чтобы поддерживать задаггное давление в реакторе 1. При этом газовая и жидкая фазы реактора на ходятся в состоянии динамического равновесия - скорость потребления кислорода равна скорости его подачи, а последняя пропорциональна току электролита. Благодаря этому шкала регистратора 23 скорости потребления кислорода может быть градуирована в единицах скорости потребления кислорода, например мг/ч. Преобразователь 22 корректирует зависимость производительности электролизера ot тока и управляет числом рабочих электродов электролизера. С функционального преобразователя 22 снимается сигнал, пропорциональный скорости потребления кислорода. Этот сигнал может быть использован во внешних устройствах, например в измерителях биохимической потребности в кислороде сточных вод, в измерителях токсичности сточной воды, в измерителях степени регенерации активного ила, в системах автоматического управления процессами биологической очистки сточных вод и др. При необходимости ток электролиза интегрируется интегратором 24, выходной сигнал которого записывается регистратором 25 потребленного кислорода. С помощью трёхходового крана 11, четыр(ехходового крана 14 и микроманометра 16 обеспечивается нормальная работа устройтсва, залив или опорожнение реактора, поверка датчика давления и поверка герметичности всего устройства или отдельных его элементов по группам, что значительио повыиает удобство обслуживания устройства и тем самым надежность его работы.

Формула изобретения

Устройство для измерения потребления кислорода при биологической очистке сточных вод на установке, включакяцей реактор с узлом удаления газообразной двуокиси углерода и электролизер, содержащее датчик давления, связанный с реактором,и регистратор скорости потребления кислорода, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и расширения области его применения, оно дополнительно содержит последовательно соединенные

аналоговый регулятор, усилитель тока и функционги 1ьныЕй преобразователь, при этом аналоговый регулятор соедине с датчиком давления, подключенным непосредственно к газовой фазе реактора, а функциональный преобразова-. тель связан с регистратором и электролизером, который подключен к узлу удаления газообразной двуокиси углерода .

Источники информации, принятые ар внимание при экспертизе

1.Патент Франции 2289451, кл. С 02 С 1/06, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР № 614029, кл. С 02 С 5/10, 19773. Овterreichische-AbwasserRundschau, 1969, № 5, c.83-85.