УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ СТЕПЕНИ ТОКСИЧНОСТИ СТОЧНЫХ ВОД

Полезная модель относится к области биологической очистки сточных вод и может быть использована для оценки степени токсичности сточных вод, поступающих на биологические очистные сооружения.
Известно устройство для оценки степени токсичности сточных вод, содержащее закрытый реакционный сосуд, имеющий отверстие для подачи сточной воды и отверстие для подачи газа. Реакционный сосуд включает датчики для определения растворенного кислорода в сточной воде и для измерения кислорода в газе, магнитную мешалку для постоянного перемешивания сточной воды. Данные с датчиков передаются на анализатор, а затем на вычислительный комплекс для обработки (US №6063617 A, МПК C12M 1/34, 16.05.2000).
Недостатком данного устройства является то, что возникают сложности при очистке реакционного сосуда после проведения респирометрического теста, поскольку в устройстве не предусмотрено отверстие для сброса проанализированной сточной воды, что не позволяет проводить тестирование в непрерывном режиме. Также известное устройство нельзя использовать в любых климатических условиях, так как не предусмотрено оборудование для термостатирования реакционной смеси.
Наиболее близким к заявленному по технической сущности является устройство для оценки степени токсичности сточных вод, содержащее закрытый реакционный сосуд, имеющий отверстие для приема и отверстие для слива сточной воды, а также отверстие для подачи чистой воды на промывку реакционного сосуда. Реакционный сосуд включает электрическую мешалку, датчики для определения растворенного кислорода в сточной воде и для измерения кислорода в газе, подающегося насосом в сосуд. Данные с датчиков передаются на кислородомер (US №6905872 B1, МПК C12M 1/34, C12M 3/00, 14.06.2005). Данное устройство принято в качестве прототипа.
Основной недостаток прототипа заключается в том, известное устройство не предполагает определение взвешенных веществ, то есть не позволяет оценить концентрацию биомассы в смеси ила и сточной воды в любых климатических условия. Конструкция установки не обеспечивает поддержание температуры реакционной смеси в сосуде постоянной. Кроме того, передача данных с датчиков определения содержания кислорода осуществляется на кислородомер, который не позволяет обрабатывать результаты в автоматическом режиме и не обеспечивает возможности удаленного контроля за процессом и оперативного реагирования при возникновении залповых нагрузок на очистных сооружениях.
Технический результат выражается в том, что заявляемое устройство позволяет проводить респирометрический тест в автоматическом режиме, организовать удаленный контроль за процессом, его можно использовать в любых климатических условиях на биологических очистных сооружениях, способных принимать сточные воды даже с высокой степенью токсичности.
Сущность полезной модели заключается в том, что в устройстве для оценки степени токсичности сточных вод, включающем реакционный сосуд с электрической мешалкой и датчиком определения растворимого кислорода в сточной воде, согласно формулы, указанный датчик выполнен с дополнительной возможностью замера температуры и pH сточной воды, а реакционный сосуд размещен внутри термостата и снабжен дополнительным оптическим датчиком для определения взвешенных веществ, причем оба датчика и термометр термостата связаны с вычислительным комплексом.
Оптический датчик позволяет определить удельное дыхание микроорганизмов, а высокое содержание взвешенных веществ говорит о низкой активности микроорганизмов, таким образом, увеличивается нагрузка на ил и снижается его окислительная способность. Оптический датчик позволяет определять взвешенные вещества в on-line режиме с помощью измерения рассеянного или поглощенного света.
Термостат позволяет термостатировать реакционную смесь, установив оптимальную температуру, необходимую для проведения респирометрического теста (около 20°C).
Использование дополнительного оптического датчика для определения взвешенных веществ, термостата, а также датчика определения растворимого кислорода в сточной воде с дополнительной функцией замера температуры и pH сточной воды, позволит расширить возможности проведения респирометрического теста и оценивать концентрацию биомассы в смеси ила и сточной воды в любых климатических условиях.
Причем оба датчика и термометр термостата связаны с вычислительным комплексом, что позволяет осуществлять обработку данных, поступающих с датчиков определения растворенного кислорода, температуры, pH сточной воды и взвешенных веществ, в автоматическом режиме на вычислительном комплексе со специализированным программным обеспечением. Это позволяет организовать удаленный контроль за процессом прохождения респирометрического теста, что дает возможность оперативного реагирования при возникновении залповых нагрузок на очистных сооружениях.
Схема предлагаемого устройства представлена на фигуре.
Устройство содержит закрытый реакционный сосуд 1 с внутренней камерой 2. Линия 3 предназначена для подачи сточных вод в сосуд 1 через клапан 4 с помощью привода 5. Сточная вода в сосуде 1 нагревается водяным термостатом 6. Термостат 6 позволяет установить оптимальную температуру реакционной смеси, необходимую для проведения респирометрического теста (около 20°C).
Линия 7 предназначена для подачи воды в термостат 6 через клапан 8 с помощью привода 9. Линия 10 предназначена для слива воды из термостата 6 через клапан 11 с помощью привода 12. Термостат 6 включает нагревательный элемент 13, термометр 14, данные с которого передаются на вычислительный комплекс 15. Ток для нагрева регулируется блоком питания 16. Линия 17 в сосуде 1 применяется одновременно для подачи сточной воды и для слива сточной воды через сливной клапан 18 с помощью привода 19. Линия 20 предназначена для слива сточной воды.
Сосуд 1 включает линию 21 для слива избытка сточной воды через клапан 22 с помощью привода 23. Отверстие 24 предназначено для подачи газа в сосуд 1. Отверстие 25 предназначено для выхода газа из сосуда 1. Подача и вывод газа осуществляется насосом 26. Поток газа регулируется с помощью автоматизированного клапана 27. В сосуде 1 размещены электрическая мешалка 28, датчик 29 для совместного определения растворенного кислорода, температуры и pH, оптический датчик 30 для определения взвешенных веществ. Обработка данных с датчиков 29 и 30 осуществляется вычислительным комплексом 15. При промывке системы срабатывает впускной клапан 31, соединенный с линией 32 для подачи чистой воды. Линия 33 предназначена для подачи чистой воды в сосуд 1 через клапан 34 с помощью привода 35.
Устройство работает следующим образом.
Сточная вода, отобранная в потоке, поступает на линию 3 через клапан 4 и в камеру 2 реакционного сосуда 1. Сточная вода, находящейся в сосуде 1, нагревается с помощью водяного термостата 6 до оптимальной температуры реакционной смеси, необходимой для проведения респирометрического теста (около 20°C). После поступления сточной воды в камеру 2 реакционного сосуда 1, в сосуд 1 с переменной скоростью подается газ (какой??) через отверстие 24 с помощью насоса 26.
Затем реакционный сосуд 1 герметизируют. Избыток сточной воды в сосуде 1 проходит по линии 21 через клапан 22, который автоматически управляется с помощью привода 23. Электрическая мешалка 28 осуществляет механическое перемешивание реакционной смеси. Датчики 29 и 30 располагают так, чтобы они были в постоянном контакте с реакционной смесью. Информация с датчиков 29, 30 и термометра 14 поступает в автоматическом режиме для обработки на компьютер вычислительного комплекса 15 со специализированным программным обеспечением. После завершения респирометрического теста сточную воду удаляют из сосуда 1 по линию 17 для слива сточной воды через сливной клапан 18, который автоматически управляется с помощью привода 19. Затем сточная вода поступает на сливную линию 20 для утилизации. Далее для промывки реакционного сосуда 1 и датчиков 29, 30 срабатывает впускной клапан 31, соединенный с линией 32 для подачи чистой воды, которая поступает на линию 33 для подачи чистой воды в сосуд 1 через клапан 34, который автоматически управляется с помощью привода 35. После промывки реакционного сосуда 1 и датчиков 29, 30, вода поступает по линии 17 через сливной клапан 18, который автоматически управляется с помощью привода 19 и поступает на сливную линию 20 для утилизации.
Устройство позволяет проводить респирометрический тест в автоматическом режиме, организовать удаленный контроль за процессом, его можно использовать в любых климатических условиях на биологических очистных сооружениях, способных принимать сточные воды даже с высокой степенью токсичности.