УСТРОЙСТВО УСТРАНЕНИЯ АВАРИЙНОГО ВЫБРОСА

Полезная модель относится к автоматическим средствам контроля оптической плотности жидких и газообразных сред и может быть использована в системах фильтрации сточных вод.
Аварийный выброс представляет собой сгусток неоднородной жидкости, содержащей загрязняющие вещества, у которого оптическая плотность на определенном ограниченном интервале времени отличается от оптической плотности контролируемой среды. Такие сгустки могут возникать только в аварийной ситуации, при которой, например, разгерметизируется какое-либо оборудование на объекте контроля, приводящей к сбросу загрязняющих веществ в систему стоков и фильтрации, которая, как правило, не предназначена для очистки воды от этих веществ. При наличии в системе фильтров последние могут выйти из строя или не полностью отфильтровать загрязняющие вещества, что приведет к проникновению их в окружающую среду (водоем).
Известны устройства для контроля загрязняющих веществ в сточных водах, например, способ определения содержания нефтепродуктов в воде и устройство для его осуществления (Патент RU №2083971, МПК G01N 21/85, опубл. 10.07.1997). Устройство, реализующее способ, содержит источник излучения с оптической системой, емкость для анализа жидкости в виде трубопровода, спектроанализатор, волоконно-оптические световоды с двумя фотоприемниками, электрически связанные с усилителем и блок обработки сигналов на основе ЭВМ. Непрерывный поток анализируемой жидкости просвечивается монохроматическим когерентным источником излучения в диапазоне длин волн от 0,2 до 1,1 мкм. Определение количества нефтепродуктов в воде осуществляется по суммарной интенсивности спектров вынужденного комбинационного рассеивания ряда характерных длин волн функциональных групп нефтепродуктов, причем интенсивность спектра комбинационного рассеивания воды используется как нормализующий фактор, учитывающий изменение мутности жидкости и фон внутри спектроанализатора. В результате обработки с помощью ЭВМ сигналов с фотоприемников определяется количественное содержание нефтепродуктов в воде.
Недостатком устройства являются ограниченные функциональные возможности, а именно, невозможность контроля и устранения различных загрязнений от различных аварий.
7
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для устранения аварийного выброса (патент на полезную модель РФ №105456 МПК G01N 15/06; опубл. 10.06.2011. Бюл. №16). Устройство содержит канал движения контролируемой среды с установленным в нем оптоэлектронным датчиком, который соединен с блоком обработки и управления, отвод, расположенный после оптоэлектронного датчика, элементы блокировки движения контролируемой среды, установленные в канале и отводе, на выходе канала движения контролируемой среды установлен фильтр очистки, а на выходе отвода расположен блок утилизации. В результате анализа эталонной и текущей оптической плотности контролируемой среды производится устранение аварийного выброса путем отведения загрязненной жидкости в отстойник и перекрытия канала, через который жидкость попадает в систему фильтрации и далее в окружающую среду.
Недостатком данного устройства являются ограниченные функциональные возможности из-за невозможности контроля различных загрязнений от различных аварий, так как устройство настроено только на один вид возможного загрязняющего вещества.
Задачей полезной модели является снижение уровня загрязнения сточных вод и промышленных стоков за счет контроля содержания в них множества загрязняющих веществ, которые могут попасть в результате различных техногенных аварий в основную трубу.
Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства, за счет обеспечения контроля множества загрязняющих веществ от различных аварий, что приводит к увеличению срока службы фильтров очистки за счет снижения вероятности проникновения различных фрагментов аварийных выбросов от различных загрязнений при различных авариях в систему фильтрации, а также снижении количества технической воды, хранящейся в блоке утилизации в результате аварийных выбросов, и, тем самым, уменьшении затрат на очистку его содержимого.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве устранения аварийного выброса, содержащем канал движения контролируемой среды с установленным в нем первым оптоэлектронным датчиком, который соединен с блоком обработки и управления, отвод, элементы блокировки движения контролируемой среды, установленные в канале и отводе, соединенные с блоком обработки и управления, на выходе канала движения контролируемой среды установлен фильтр очистки, а на выходе отвода установлен второй оптоэлектронный датчик, соединенный с блоком обработки и управления, после которого расположен блок утилизации, перед основным отводом установлены дополнительные отводы, каждый из которых снабжен оптоэлектронным датчиком, связанным с блоком обработки и управления, выполненным с возможностью хранения значений оптических плотностей компонентов среды, элементом блокировки контролируемой среды, соединенным с блоком обработки и управления и дополнительным фильтром очистки, причем эти дополнительные фильтры предназначены для фильтрации соответствующих компонентов, содержащихся в продуктах аварийного выброса.
Устройство поясняется чертежом, где на фиг. 1 показана структурная схема устройства для устранения аварийного выброса. Устройство содержит контролируемую среду 1, канал 2 движения контролируемой среды, например, трубопровод, первый оптоэлектронный датчик 3, установленный в канале 2, и состоящий как минимум из одного источника и одного приемника излучения, блок обработки и управления 4, например, на базе микроконтроллера, связанный с первым оптоэлектронным датчиком 3, отвод (ответвление) 5 от канала 2, расположенный после места установки первого оптоэлектронного датчика 3, элементы 6, 7 блокировки движения контролируемой среды, например, задвижки, установленные в канале 2 и отводе 5 соответственно, причем элемент 6 расположен после места расположения отвода, а управляющие входы элементов 6 и 7 соединены с первым и вторым выходами блока обработки и управления 4, фильтр очистки 8, установленный на выходе канала движения контролируемой среды, на выходе отвода 5 после элемента блокировки 7 установлены второй оптоэлектронный датчик 9, соединенный со вторым входом блока обработки и управления 4, и блок 10 утилизации загрязненной контролируемой среды. Перед отводом 5 установлены дополнительные отводы 11, каждый из которых снабжен оптоэлектронным датчиком 12, связанным с блоком обработки и управления 4. Каждый дополнительный отвод 11 снабжен элементом блокировки контролируемой среды 13, соединенным с блоком обработки и управления, и дополнительным фильтром очистки 14. В блоке обработки и управления 4 установлены значения эталонной оптической плотности контролируемой среды и допустимые отклонения от нее. Эти отклонения контролирует первый оптоэлектронный датчик 3. Кроме этого в блоке 4 хранятся значения оптических плотностей компонентов среды возможных для данного объекта контроля загрязнителей. Значения этих оптических плотностей и возможные отклонения от них контролируют оптоэлектронные датчики 12. Выбор эталонного значения оптической плотности каждого компонента возможного аварийного выброса с последующим его запоминанием в блоке 4 производится на основе спектрального анализа данного компонента и определения той длины волны оптического излучения, на которой оптическая плотность исследуемого компонента максимальна.
Устройство работает следующим образом. В процессе мониторинга в блоке 4 производится непрерывное сравнение текущей оптической плотности среды, полученной в результате обработки сигналов, поступающих с первого оптоэлектронного датчика 3 и оптоэлектронных датчиков 12, с эталонной оптической плотностью контролируемой среды. В нормальном состоянии, когда оптическая плотность среды не превышает допустимого порогового значения, задвижка 6 открыта, а задвижка 7 закрыта. При этом контролируемая среда, например вода, проходя через фильтр очистки 8, поступает в окружающую среду (водоем). В случае выхода величины текущей оптической плотности за допустимые пороги, что может произойти при аварийном выбросе на объекте контроля (предприятии), с блока обработки и управления 4 поступают управляющие сигналы на те элементы блокировки контролируемой среды 13, в отводах которых установлены дополнительные фильтры 14, предназначенные для фильтрации соответствующих компонентов, содержащихся в продуктах аварийного выброса. При открытии соответствующих элементов 13 компоненты аварийного выброса фильтруются дополнительными фильтрами 14, установленными в этих отводах, после чего очищенная вода поступает в окружающую среду (открытый водоем). Возможные остатки аварийного выброса контролируются первым оптоэлектронным датчиком 3. В случае выхода величины текущей оптической плотности за допустимый порог, с блока обработки и управления 4 подаются управляющие сигналы на закрытие задвижки 6 (первый выход блока 4) и открытие задвижки 7 (второй выход блока 4). В результате остатки загрязняющего вещества вместе с контролируемой средой поступают через отвод 5 в блок утилизации 10 для дальнейшей утилизации и не проходит в систему очистки (фильтр очистки 8) и далее в окружающую среду. При восстановлении через определенный интервал времени эталонного значения текущей оптической плотности контролируемой среды (окончание аварийного выброса) задвижки возвращаются в нормальное положение (задвижка 6 открыта, задвижка 7 закрыта). Для повышения достоверности определения момента окончания поступления загрязняющих веществ от аварийного выброса в блок утилизации 10 и недопустимости их проникновения в окружающую среду, используется второй оптоэлектронный датчик 9, аналогичный первому датчику 3, сигнал с которого пропорциональный оптической плотности контролируемой среды в отводе 5 после места расположения заслонки 7 поступает на второй вход блока обработки и управления 4, который выдает управляющий сигнал на открытие заслонки 6 только в том случае, если оптическая плотность контролируемой среды после прохождения заслонки 7 восстановит свое эталонной значение.
Таким образом, по сравнению с известными техническими решениями предлагаемое устройство снижает вероятность поступления различных загрязнений в виде сгустков от различных аварий на очистительные фильтры, находящиеся в основном канале движения водной среды, что увеличивает срок службы фильтров очистки.
Кроме этого, достигается снижение хранимого объема жидкости, содержащего продукты аварийного выброса, и возможности использования части отфильтрованной воды, подающейся в водоем, и, как следствие, уменьшение объема блока утилизации. В результате снижаются затраты на дальнейшую утилизацию продуктов аварийного выброса, связанные, например, с их транспортировкой к месту переработки и утилизации остатков аварийного выброса.