Устройство для автоматического регулирования аэрационного режима сточных и природных вод Советский патент 1982 года по МПК C02F3/26 C02F3/00 

Изобретение относится к очистке сточных и природных вод, а более конкретно к устройствам для автоматического регулирования аэрационного режима этих вод по концентрации растворенного кислорода.

Известно устройство для автоматического регулирования аэрационного режима сточных и природных вод по концентрации растворенного кислорода, состоящее из электрохимического датчика и измерительного и регулирующего блоков {;1 J .

Однако конструктивные и схемные решения, принятые в известном устройстве, не удовлетворяют в полной мере требованиям технологии очистки сточных и природных вод по объему функционального использования в производственных условиях.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для автоматического регулирования аэрвгционного режима сточных и природных вод по концентрации растворенного кислорода, содержащее последовательно соединенные электрохимический датчик, состоящий из электродного блока и электролитной камеры, закрытой полимерной мембраной, и регулирующий преобразователь Г2 Т.

К числу недостатков известного ydrройства относится сложность его использования для автоматического регулирования аэрационного режима сточных и природных вод по концентрашш растворенного кислорода в условиях быстроменяющегося 4к зико-химического состава этих вод в производственных условиях.

Цель изобретения - оптимизация процесса регулирования.

Указанная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит блок центробежной подачи воды к электрохимическому датчику и блок-программатор, подключенный к блоку центробежной подачи воды, соединенному через электрохимический датчик с регулирующим преофазователем, при этом электрохимический датчик снабжен выносной камерой со вспомогательным электродом и носителем

электролита, электролитическим ключом, соединяющим выноеную и электролитную камеру, фиксатором и стабилизатором положения полимерной мембраны, установленной в торцЪвой части электролитной камеры, и держателем фиксатора и стабилизатора.

Причем блок центробежной йодачи воды к электрохимическому датчику выполнен в виде размещенных на общем валу приводного регулируемого двигателя, двух

магнитных полумуфт и крыльчатки, заключенной в цилиндрический кожух с горизонтальными прорезями на его боковой поверхности.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 конструкция электрохимического датчика; на фиг. 3 - конструкция блока центробежной подачи воды к электрохимическому датчику.

Устройство содержит последовательно соединенные электрохимический датчик 1 и регулирующий преобразователь 2, блок 3 центробежной подачи воды к датчику 1 блок-программатор 4, подключенный к блоку 3, соединенному через датчик 1 с преобразователем 2 (фиг. 1). К преобразователю 2 подключены регистратор 5 и регулятор 6, связанный через исполнительный механизм 7 с аэратором 8 в очистном сооружении (например, аэротенке) 9. Датчик 1 и блок 3 закреплены на общей раме 1О к ограждению 11 сооружения 9. I

Электрохимический датчик 1 состоит из электродного блока 12 и электролитной камеры 13, закрытой полимерной мембраной 14 (фиг. 1, 2). В блоке 12 размещены выносная камера 15 со вспомогательным электродом (анодом) 16 и носителем электролита 17, электролитический ключ (асбестовый щнур) 18, соединяющий камеры 13 и 15, стеклянный корпус 19 с впаянным в него точечным индикаторным электродом (катодом) 2О, терморезистор 21, закрытый металлической втулкой 22 с кольцом 23. Электроды 16и 20, терморезистор 21 с помощью токоотводов 24 соединены с кабельным вводом 25. Электролитная камера 13 снабжена отверстием 26, закрытым компенсатором давления (резиновой втулкой) 27. Камера 13 с корпусом 28 снабжена также фиксатором 29 из эластичного ма- 55 териала и стабилизатором 30 положения полимерной мембраны 14, выполненным из жесткого материала. Фиксатор 29 и

стабилизатор 30 крепятся к камере 13 держателем 31.

Блок 3 центробежной подачи воды выполнен в виде размещенных на общем

разрезном валу 32 приводного регулируемого двигателя 33, двух магнитных полумуфт 34 и крыльчатки 35, заключенной в цилиндрический консух 36 с горизонтальными прорезями 37 на его боковой по ёрхности для подачи воды к датчику 38 (фиг. 1, 3)..Кожух 36 соединен с втулкой 39 крепления датчика 38 диффузором 4О с соплом 41 для отвода подаваемой к датчику 38 воды. Датчик 38 за5 фиксирован во втулке 39 накидной гайкой 42 и сальником 43. Диффузор 40, двигатель 33 и крыльчатка 35 крепятся к общей арматуре (рама) 44, соединяемой скобами 45.

j Устройство работает следующим образом.

Блок 3 и датчик 1 устанавливается на общей раме 10 в очистном сооружении 9 на требуемой глубине.-Вода подается

, блоком 3 к датчику 1 в соответствии с заданной блоком 4 программой по производительности с учетом физико-химического состава воды, поступающей в сооружение 9 (фиг. 1).

Молекулярный кислород избирательно диффундирует на фоне остальных газовых компонентов из анализируемой воды через полимерную мембрану 14 датчика 1 к катоду 20, на котором происходит его элек- тровосстановление (фиг. 1, 2). В результате на выходе датчика 1 возникает ток электровосстановления, пропорциональный концентрации кислорода в анализируемой воде.

Выходной сигнал датчика 1 поступает

к преобразователю 2, в котором происходит его преобразование в пропорциональный управляющий сигнал с учетом температуры воды, который затем фиксируется регистратором 5 и с помощью регулятора

S 6 воздействует на исполнительный механизм 7, изменяющий подачу воздуха к аэратору 8 в соответствии с концентрацией растворенного кислорода. В результате в очистном сооружении 9 устанавли-

0 веется оптимальный аэрационный режим процесса очистки воды.

Образующиеся при электровосстановле- НИИ кислорода продукты реакции на аноде 16 фильтруются ключом 18 по отношению к камере 13. , Фиксатор 29 деформируется при затягиваник держателя 31 в результате нажима стабилизатора ЗО и герметизирует.

тем самым, камеру 13, сохраняя механические свойства мембраны 14 и электрически изолируя камеру 13 от анализируемой воды на уровне электрического сопротивления изоляции полимерной мембраны 14.

Вследствие того, что устройство допонительно содержит блок центробежной подачи воды к электрохимическому датчику и блок-программатор, подключенный к р;локу центробежной подачи воды, соединенному через электрохимический датчик с регулирующим преобразователем, при этом электрохимический датчик снабжен выносной камерой со вспомогательным электродом и носителем электролита, электролитическим ключом, соединяюгцим выносную и электролитные камеры, фиксатором и стабилизатором положения полимерной мембраны, устанрвленной в торцовой части электролитной камеры, и держателем фиксатора и стабилизатора обеспечивается значительное расширение функциональных возможностей устройства при автоматическом регулировании аэрационного режима сточных и природных вод по концентрации растворенного кислорода в условиях переменного физико-химического состава этих вод.

Формула изобретения

1. Устройство для автоматического регулирования аэрационного режима сточных и природных вод по концентрации растворенного кислорода, содержащее соединенные между собой регулирующий преобразователь и электрохимический

датчик, состоящий из электродного блока и электролитной камеры, закрытой полимерной мембраной, отличающеес я тем, что, с целью оптимизации процесса регулирования, оно дополнительно содержит блок центробежной подачи воды к электрохимическому датчику и блокпрограмматор, подключенный к блоку центробежной подачи воды, соединенному через электрохимический датчик с регулирующим преобразователем, при этом электрохимический датчик снабжен выносной камерой со вспомогательным электродом и носителем электролита, электролитическим ключом, соединяющим выносную и электролитную камеры, фиксатором и стабилизатором положения полимерной мембраны, установленной в торцовой части электролитной камеры и дepжaтeлe 5 фиксатора и стабилизатора.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что блок центробежной подачи воды выполнен в виде размещенны на общем валу приводного регулируемого двигателя, двух магнитных полумуфт и крыльчатки, заключенной в цилиндрический кожух с горизонтальными прорезями на его боковой поверхности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Смирнов Д. Н. Автоматическое регулирование процессов очистки сточных и природных вод. Стройиздат, М., 1974, с. 115-127.

2.Альперин В. 3. и др. Современные электрохимические методы и аппаратура для анализа газов в жидкостях и гайовых смесях, Химия, М., с. 112-124.

Фиг. f

Фи 2.

4S