Система автоматичного управління процесом електрохімічної очистки стічних вод

Реферат: Система автоматичного управління процесом електрохімічної очистки стічних вод шляхом регулювання густини струму на електродах в залежності від концентрації забруднюючих речовин в стічній воді та зміни полярності електродів. Система регулює частоту зміни полярності в залежності від величини напруги на електродах електролізера. UA 77683 U (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧНОГО УПРАВЛІННЯ ПРОЦЕСОМ ЕЛЕКТРОХІМІЧНОЇ ОЧИСТКИ СТІЧНИХ ВОД UA 77683 U UA 77683 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до техніки електрохімічної очистки промислових стічних вод. Широке поширення знайшов спосіб електрохімічної очистки промислових стічних вод, що полягає в насиченні води продуктами розкладу розчинних анодів під дією електричного струму і подальшої флотації зважених і колоїдних частинок, які знаходяться в оброблюваній воді [Кульский Л.А. Очистка воды электрокоагуляцией. / Л.А. Кульский, ПП. Строкач, В.А. Слипченко, Е.И. Сайгак. К.: Будівельник, 1978.-112 с.]. Як правило, цей процес бажано здійснювати в автоматичному режимі. Основні вимоги, які пред'являються до автоматичних способів електрохімічного очищення, зводяться до отримання води з концентрацією шкідливих забруднюючих речовин у допустимих санітарними нормами межах при мінімальній витраті розчинних електродів (анодів). Найбільш раціональним є спосіб автоматичного регулювання процесу очищення шляхом зміни густини струму на електродах. Відомий спосіб автоматичного регулювання електрохімічної очищенням стічних вод в залежності від концентрації розчиненого металу електродів в оброблюваній воді [А.С. 555056 М.Кл 2 С02 С5/12, G05 D27/00. Опубл. 25.04.77. Бюл. № 15]. Недолік даного способу - не враховується можливість зміни полярності електродів з метою зниження витрати металу анодів електрокоагулятора. Найбільш близьким за технічною суттю є спосіб управління процесом електрохімічної очистки стічних вод, де регулювання частоти зміни полярності електродів здійснюється в залежності від концентрації забруднюючих речовин [АС 1271828 С02 F 1/46, G 05D 27/00. Опубл. 23.11.86. Бюл. № 43]. Однак недоліками даного способу є необхідність проведення попереднього аналізу стічних вод з наступним обчисленням частоти зміни полярності. Задачею заявленої корисної моделі є підвищення ступеня очищення стічних вод і економічності процесу за рахунок зниження зносу електродів і їх пасивації. Поставлена задача вирішується тим, що в системі автоматичного управління процесом електрохімічної очистки стічних вод шляхом регулювання густини струму на електродах в залежності від концентрації забруднюючих речовин в стічній воді та зміни полярності електродів, згідно з корисною моделлю, додатково регулюють частоту зміни полярності в залежності від величини напруги на електродах електролізера. Система управління, яка зображена на кресленні, включає контур регулювання густини струму в залежності від концентрації забруднюючих речовин, який містить послідовно з'єднані датчик концентрації забруднюючих речовин 1, багатоканальний аналого-цифровий перетворювач (АЦП) 2, мікроконтролер 3 для реалізації закону управління, багатоканальний цифро-аналоговий перетворювач (ЦАП) 4, блок живлення 5 і датчик струму 7, підключений до другого входу АЦП 2, контуру регулювання частоти перемикання полярності, що складається з датчика 8, що вимірює напругу на електродах електролізера і підключеного до третього входу АЦП 2, модуля перемикання полярності 6, підключеного до електродів електрокоагулятора 9 і керованого мікроконтролером 3 через ЦАП 4. Система управління працює наступним чином. При збільшенні концентрації забруднюючих речовин сигнал з виходу датчика 1 збільшується пропорційно концентрації забруднюючих речовин і надходить на перший вхід АЦП 2. Далі перетворений сигнал надходить на блок мікроконтролера 3, який, згідно з заданим законом, регулювання збільшує сигнал управління, що надходить через ЦАП 4 на блок живлення 5 і регулює силу струму на електродах електролізера. Протягом деякого часу система стабілізує значення густини струму в додатковому контурі через датчик струму 7. При цьому згідно з законом Ома змінюється напруга на електродах електролізера, приймаючи нове стале значення. З підвищенням густини струму зростає поляризація і посилюється пасивація електродів (анодів) продуктами електролізу (гідроксидом заліза II і III), яка призводить до зростання напруги на електродах електролізера і втрат енергії на побічні процеси. Сигнал про підвищення напруги на електродах електролізера з датчика напруги 8 надходить в блок мікроконтролера 3, де відбувається обчислення керуючого сигналу на зміну полярності електродів відповідно до виразу: Ut   e 55 t  Tї àn ~ U0 , t   , де U0 - початкове значення напруги при стабілізованій густини струму; t - час;  - час запізнювання - інтервал часу від моменту стабілізації струму до початку зростання напруги на ~ електродах внаслідок пасивації; Tї àn - постійна часу процесу пасивації електродів; U перевищення значення напруги над початковим. 1 UA 77683 U При досягненні U(t) значення e U0 при t≥, що відповідає значенню 0,37 U0, мікроконтролер виробляє видачу сигналу перемикання полярності через ЦАП 4 на модуль перемикання полярності 6. Випробування запропонованої системи автоматичного управління процесом електрохімічної очистки стічних вод показали, що витрата анодів скоротилась на 35-40 %, а ступінь очищення збільшилася до 99,6 %. Використання заявленого способу автоматичного управління процесом електрохімічної очистки стічних вод шляхом регулювання густини струму на електродах в залежності від концентрації забруднюючих речовин в стічній воді та зміни полярності електродів дозволить підвищити економічність процесу за рахунок зниження споживаної потужності, зносу електродів і їх пасивації. -1 5 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Система автоматичного управління процесом електрохімічної очистки стічних вод шляхом регулювання густини струму на електродах в залежності від концентрації забруднюючих речовин в стічній воді та зміни полярності електродів, яка відрізняється тим, що додатково регулює частоту зміни полярності в залежності від величини напруги на електродах електролізера. Комп’ютерна верстка Л. Купенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2