Устройство для контроля концентрации активного ила в процессе очистки сточных вод Советский патент 1982 года по МПК C02F3/00 G05D27/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ KOHUEHTPAUHH АКТИВНСГО ИЛА В ПРОЦЕССЕ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД Изобретение относится к очистке сточiHbix вод и может быть использовано в во доподготовке. Известно устройство для контроля концентр ции активного ила в процессе очист ки сточных вод, содержащее датчик, выполненный в виде автоматического двухканального оптически компенсированного фотометра с одним фотоприемником, и измерительный блок, В этом устройстве активный ил непрерывно циркулирует через рабочий канал кюветы. В эталонный канал заливается питательная среда или дистиллированная вода. Изменение концентрации суспензии вызывает разность интенсивностей световых потоков, проходящих через рабочий и эталонные каналы, которые и отсчитываются измерительным блоком. Для увеличения чувствительности фотометра используют нейтральные светофильт ры и сменные кюветы с разной толщиной пробы ила. Влияние цветности ила исключается за счет измерения в инфракрасной области спектра. Светофильтр поглощает излучение в видимой области спектра fij Недостатком устройства является то, что оно измеряет концентрацию не активного ила, а всей суспензии, включая механические приклеен, поэтому погрешность измерения велика. Устройство сложно, так как оптическая плотность ила велика и необходима специальная схема обработ ки слабых сигналов. Наиболее близким к предлагаемому 1шляется устройство для контроля концентрации активного ила в процессе очист ки сточных вод, содержащее источник света, кварцевую кювету для протока .активного ила, фотоэлектронный умножитель, усилитель, блок регистрации, два блока световых фильтров, вьшолненных в виде монохроматоров, и две оптические системы, представляющие две линзы, причем источник света через монохроматоры, линзы и кювету оптически связан с фотоэлектронным умножителем 12 . Недостаток известного ус тройства состоит в том, что оно работает не на пинейном умастке характеристики, поэтому точность измерения мала. Кроме того, устройство предполагает проведение толь ко дискретных измерений. Цель изобретения - обеспечение непрерывности контроля. Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит утгьтразвукоБОй дИспергатор с вибратором сетчатый фильтр и проточную кювету, при этом вход кварцевой кюветы связан с вы ходом проточной кюветы, вход которой соединен с выходом сетчатого фильтра. На чертеже представлена схема устро ства. Устройство состоит из источника 1 света, в качестве которого может быть применена ртутная лампа, например, типа СВД-12ОА. Источник-1 света оптически через первый блок 2 светофильтров, первую оптш1ескую систему 3, кварцевую кювету 4, вторую опт1тескую систему 5 и второй 6 блок светофильтров связан с фотоэлектронным умножителем 7. Эти устройства предназначены для возбужде ния люминесценции .взвеси активного ила, протекающего через кварцевую кювету 4, и регистрации люминесценш1И, испускавмой этой взвесью. Проточная кварцевая кювета определяет диапазон анализируемых концентраций и порог чувствительности. Экспериментально установлено, что оптимальная толщина фотометрируемого слоя, обеспечивающего линейный характер градуировочной характеристики в диапазоне концентраций 0 - 5 г/л при сохранении необходимой чувствительности анализа, равна 0,1 -0,5 мм. Далее, в связи с тем, что фотометр работае-г на принципе регистрации люм1шесцен1ши от передней стенки кюветы, то кварцевая кювета 4 повернута к оптической оси пер вого блока 2 светофильтров и первой оптической системы 3 на угол равный 1535 , а оптическая ось второго блока 6 светофильтров и второй оптической систе мы 5 перпендикулярна плоскости, передне стенки кварцево.й кюветы 4, Такое выполнение оптической системы позволяет максимально избавиться от от раженного кюветой света, т. е. повысить чувствительность и точность измерения. Спектральная область возбуждения выбирается с помощью первого блока 2 световых фильтров. В качестве него можно использовать монохроматор при настройке на Л- 280 им либо систему свето({)ильтров,. настроен№1Х на длины волн Л 26029Онм. В этой спектральной области расположен максимум спектра возбуждения люминесценции активного ила. Регистрация осуществляется вторым блоком световых фильтров в области длин волн Я - 350 нм либо соответствующей системой светофильтров, настроенных на длины волн Л 330 37Онм, на которых обнаружена максимальная люминесценция активного ила. Питание источника 1 света и фотоэлектронного умножителя 7 производится от высоковольтных выпрямителей 8. Сетчатый фильтр 9, проточная кювета 10, ультразвуковой диспергатор 11с вибраTfjpoM 12 предназначены для подготовки пробы к измерению. При этом сетчатый (1штьтр 9 и проточная кювета -.10 Лоследовательно соединены гидравлически с кварцевой кюветой 4, а вибратор 12 размешен в проточной кювете 10. В устройстве имеется также усилитель 13 и блок 14 регистрации. Устройство работает следующим образом. Проба с актив 1ым илом поступает предварительно па сетчатый фильтр 9, где она очищается от крупных (более 1мм) инородных включений. Затем в проточной кювете 10 с помощью ультразвуКО.ВОГО диспергатора 11 с вибратором 12 осуществляют гомогенизацию пробы. Дело в том, что активный ил является крупнодисперсионной системой за счет агрегации входящих в его состав микроорганизмов, и для проведения корректных измерений , необходима диспергация до размеров индимщуальиых компонентов. Гомогенизированная проба поступает в 1шарцевую кювету 4, где и проводится ее анализ. Для этого пробу возбулодают с помощью источника 1 света в диапазоне длин волн Л 260 - 29Онм. Как оказалось, в этом диапазоне происходит поглощение света, соотве1х:твующее максимальному выходу люмгагасцендии активного ила. Возбужденную люминесценцию регистрируют в области ЗЗО - 370 нм. Такое выполнение устройства позволяет регистрировать концентрацию только активного ила без иных включений, что особо важно при автоматизации процессов биологической очистки. Люминесценшпо регистрируют с помощью фотоэлектронного умножителя 7, усиливают сигнал и записывают его в блоке 14 регистрации, в котором измеренным значениям приводят в соот ветствне концентрации ила. Последнее осуществляют после калибровки устройства. Для калибровки можно использовать классический количественный метод определе- ; ния белка - метод Лоури. Таким образом, наличие новых элементов, связей между ними и иного их выпол нения выгодно отличает предлагаемый объект от прототипа и позволяет повысить точность измерения при сохранении линейной градуировочной характеристики в диапазоне концентраций 0-5 г/л и обеспечить непрерывность контроля. Формула изобретения Устройство для контроля концентрации активного ила в процессе очистки сточных вод, содержащее источник света, связанный с фотоэлек тронным умножителем через последовательно соединенные первый блок светофильтров, первую оптическую систему, кварцевую кювету, второй блок светофильтров н вторую оптическую систему, отличающееся тем, что, с целью обеспечения непрерьюности контроля, оно дополнительно содержит ультразвуковой диспергатор с вибратором, сетчатый фильтр и проточную кювету, при этом вход кварцевой кюветы связан с выходом проточной кюветы, вход которой соединен с выходом сетчатого фильтра. Источники информашю, принятые во внимание при экспертизе 1.Попкович Г. С. Основы автоматики и автоматизации водопроводно-канализационных сооружений, М., 1975, с, 336. 2.Столяров К. П, и др. Введение в люминесцентный анализ неорганических веществ. Л., Химия, 1967, с. 139.