книги из ГПНТБ / Смирнов, Д. Н. Автоматическое регулирование процессов очистки сточных и природных вод

бор (датчик), предложенный лабораторией электрохи­ мии Тартусского университета. В электрохимических си­ стемах датчиков указанных приборов используется внут­ ренний источник поляризационного

напряжения.

мерять его стандартным микроамперметром без предва­ рительного усиления.

120

должен находиться недалеко от места установки датчи­ ка, например на ограждении аэротенка.

Электрический сигнал, генерируемый датчиком, по­ дается на вход в измерительный преобразователь через регулируемое сопротивление Ri (рис. 49). Напряжение, снимаемое с потенциометра Ru сравнивается с напряже-

которые включены делителем в цепь полупроводниково­ го триода ПТ, работающего в режиме усиления посто-

123

янного тока. Изменение сопротивлений ФС\ и ФС2 вы­ зывает изменение напряжения смещения, а следователь­ но, и тока коллектора, который является током нагруз­ ки. Таким образом, в качестве первого каскада усиления служит стандартный фотоусилитель Ф-117/20, в качестве второго — полупроводниковый триод П104.

[По'енцшметр ЛСР \

Рис. 49. Принципиальная электрическая схема усилителяпреобразователя прибора ЭГ-152-003

К факторам, существенно влияющим на величину предельного диффузионного тока, а следовательно, и на точность измерений содержания растворенного кислоро­ да, относится температура исследуемой воды. С повыше­ нием температуры на 1° при прочих равных условиях диффузионный ток растет примерно на 2,5—5%- Следо­ вательно, при измерении содержания кислорода элек­ трохимическим методом необходимо учитывать влияние

графикам. Именно с таким расчетом и изготовлены мно­ гие приборы лабораторного назначения, но для произ­ водственных и полевых условий это весьма неудобно. Рассматриваемый здесь прибор ЭГ-152-003 отличается тем, что он имеет надежную автоматическую темпера­ турную компенсацию, осуществляемую терморезисто­ ром, включенным в измерительную цепь прибора.

124

Терморезистор помещают в корпус датчика (см. рис. 48) и рассчитывают следующим образом. Зависимость диффузионного тока от температуры имеет вид:

вого включения прибора; продолжительность установле­ ния показаний не превышает 10 мин.

Согласно рекомендации завода-изготовителя при не­ прерывной эксплуатации прибора ЭГ-152-003 через каж­ дые 7 суток следует проверять мембрану электрохими­ ческой ячейки датчика и при необходимости промывать ее водой и затем протирать спиртом. В эти же сроки следует корректировать выходной сигнал анализатора по Винклеру. Через 30 суток работы анализатора завод рекомендует заменять электрохимическую ячейку на запасную, а рабочую после очистки анода и замены электролита отправлять в запас1 . Полимерная мембрана

1 Сложность работы, связанная с перезарядкой электрохимиче­ ской ячейки является существенным недостатком датчика этого типа.

125

может служить длительное время; заменяют ее в случае повреждения.

Опыт эксплуатации приборов ЭГ-152-003 на соору­ жениях Московской канализации и очистной станции Невинномысского химического комбината показал, что чистить мембраны и корректировать выходной сигнал можно значительно реже: в летнее время — через две не­

При использовании измерителей растворенного кис­ лорода, покрытых полимерной пленкой, следует прини­ мать во внимание влияние еще двух факторов: количе­ ства растворенных солей и величины рН в анализируе­ мой жидкости. Особенно большие сложности в измере­ нии могут возникнуть из-за солевого состава воды [27]. Растворимость кислорода в воде, как и других газов, за­ висит от концентрации растворенных в ней солей (зако­ номерность И. М. Сеченова): концентрация Ог понижа­ ется с увеличением концентрации солей. Электрохимиче­ ские анализаторы с газопроницаемой мембраной на это изменение не реагируют и фиксируют концентрацию 0 2 , соответствующую нулевому содержанию солей. Величи­ на ошибки такого анализатора иллюстрируется следу­ ющим примером:

Отмеченное свойство измерителей кислорода не вно­ сит осложнений, если контролируется сточная вода, по­ ступающая на биохимическую очистку, так как такая вода не должна содержать растворенных солей более 10 г/л. В этих пределах ошибка, вносимая прибором, не­ значительна; например, при содержании Са, К, Na, С1,

126

2. Аппаратура для определения содержания

органических загрязнений в сточных водах

Степень загрязнения сточных вод органическими ве­ ществами определяется по количеству кислорода (вмг, г), потребляемого на биохимическое окисление этих ве­ ществ до появления нитратов и нитритов. Эта величина называется биохимической потребностью в кислороде (ВПК в мг/л, г/м3) и является важнейшей характеристи­ кой сточных вод. ВПК служит основным исходным па­ раметром для расчета сооружений биохимической очист­ ки — по ней производится оценка их работы.

ВПК до сих пор определяют методом разбавления [65], довольно неудобным. Анализ по этому методу тру­

проследить кинетику ВПК, анализы берут через каждые 2, 5, 10, 15, 20 и 25 суток. Содержание кислорода опре­ деляют методом Винклера. Это означает, что при силь­ но цветных сточных водах (стоки целлюлозно-бумажно­ го производства и т. п.) метод теряет необходимую точ­ ность. Многие исследователи пытались усовершенство­ вать метод разбавления или заменить его другим. Наи­

ределения скорости потребления кислорода и оценки со­ держания органических веществ этим методом применя­ ют широко известный прибор типа «Варбург».

За последнее время создана автоматизированная ап­ паратура, которая дает в готовом виде кривую потреб­ ления кислорода во времени. Поскольку такая аппара-

127

респирометров. Применяя респирометры, можно опреде­ лять: предельные концентрации органических загрязне­ ний в сточных водах, допустимые для биохимической очистки; количество кислорода и время, необходимые для полного окисления этих загрязнений; степень био­ химического распада органических загрязнений и другие

mat» фирмы Voith (ФРГ), а также о приборах англий­ ской фирмы «Simon Carves Ltd» («Симкар»), используе­ мых в исследовательских центрах этой фирмы и Совета Большого Лондона.

Один из первых отечественных образцов респиро­ метров разработан во ВНИИ ВОДГЕО (Д. Н. Смирно­ вым и А. А. Кузьминым совместно с ЦОКБ МСХ СССР

[33]. Название респирометра — ОБПК-1 (определитель БПК, модель 1-я) условное, так как БПК в обычном представлении здесь не определяется, вернее это прибор для определения скорости потребления кислорода. В ос­

метичный сосуд, и количеством электроэнергии, затрачи­ ваемой на получение электролизом кислорода. Этот кис­ лород необходим для возмещения кислорода, затрачен­

128

работу по сигналу, поступающему от усилителя. Элек­

вательно, и подачи кислорода в сосуд 1 . дальнейшее потребление кислорода вызовет повторение цикла рабо­ ты. Частота и продолжительность рабочих циклов убы­ вают по мере уменьшения скорости окисления органики. Для поглощения двуокиси углерода, выделяющейся при окислении органических веществ, в сосуд / помещен по­

ции колебаний атмосферного давления. Он заполнен не­ большим количеством дистиллированной воды. Продол­ жительность каждого цикла работы и всего процесса окисления органических веществ контролируется элек­ трочасами 8. Культуральный сосуд оборудован прибором 14, 15 для измерения растворенного кислорода.