Opis patentowy opublikowano: 30.08.1977 89919 MKP G01n 21/02 CQ2!c 5/12 Int. Cl*. G01N 21/02 C02C 5/12 [CZYTELNIA Twórcywynalazku: Tadeusz Stefanowicz, Wladyslaw Reksc, Bernard Hojar Tadeusz Borowicz Uprawniony z patentu: Politechnika Poznanska, Poznan (Polska) Sposób samoczynnej regulacji ilosci substancji utleniajacych lub redukujacych w pluczkach przy chemicznej neutralizacji scieków galwanicznych Wynalazek dotyczy sposobu samoczynnej regulacji ilosci substancji utleniajacych lub redukujacych w plu¬ czkach przy chemicznej neutralizacji scieków galwanicznych, w którym dawkowanie roztworów neutralizujacych do pluczek reguluje sie za pomoca sygnalów nadawanych przez czujnik stezen substancji neutralizujacych w roztworze.Pluczki do chemicznej neutralizacji sa stosowane w galwanotechnice dla zobojetniania srodków szkodli¬ wych wynoszonych z kapieli obróbki elektrochemicznej przez detale. Na przyklad w procesie cyjankalicznego cynkowania wzglednie kadmowania detale po obróbce sa zanurzane w pluczce zawierajacej okreslone stezenie chloru aktywnego, gdzie nastepuje rozklad szkodliwych cyjanków. Z kolei w procesie chromowania detale po chromowaniu zanurzane sa w pluczce zawierajacej okreslone stezenie S02, który redukuje szkodliwy Cr+* do CrfV W obu przedstawionych pluczkach nalezy stale utrzymywac pewien nadmiar czynnika neutralizujacego (chloru lub S02), w zwiazku z czym istnieje koniecznosc ciaglej kontroli poziomu tego czynnika z sukcesywnym uzupelnieniem jego stezenia w miare jego ubywania na skutek reakcji ze srodkiem szkodliwym.Dotychczasowe metody kontroli i regulacji poziomu tych czynników neutralizujacych w pluczce polegaja badz to na okresowej analizie chemicznej z nastepnym periodycznym uzupelnieniem czynnika neutralizujacego zgodnie z wynikami analiz, badz tez na zastosowaniu ciaglej kontroli poziomu czynnika neutralizujacego na podstawie pomiaru potencjalu redox ustalajacego sie pomiedzy dwiema zanurzonymi w pluczce elektrodami.W tym ostatnim przypadku wartosc potencjalu jest wykorzystywana jako sygnal do automatycznego dawkowa¬ nia uzupelniajacego czynnika neutralizujacego.Pierwsza z wymienionych metod jest metoda okresowa i nieautomatyczna, w zwiazku z czym istnieje nie¬ bezpieczenstwo, ze w przerwie pomiedzy pomiarami czynnik neutralizujacy zostanie wyczerpany i przy naste¬ pnym plukaniu detali w wodzie biezacej wprowadza one do scieków komunalnych niezobojetniane srodki truja¬ ce. Druga metoda ma te wade, ze w wyniku nadmiaru czynnika neutralizujacego duze zmiany stezen powoduja jedynie male zmiany potencjalu (logarytmiczna zaleznosc potencjalu od stezenia). Stad tez istnieje niebezpie¬ czenstwo przedawkowania czynnika neutralizujacego, co powoduje nadmierne przenoszenie go do scieków komu¬ nalnych z pluczki wodnej lub tez istnieje ryzyko nadmiernego obnizenia jego stezenia, gdyz wyrazna zmiana potencjalu nastepuje dopiero w chwili pelnego wyczerpnia srodka neutralizujacego. Ponadto obserwuje sie w praktyce plyniecia potencjalu m.in. na skutek zachodzacych w pluczce zlozonych procesów redukcyjno-utle-2 89 919 niajacych. Zaleznosc potencjalu od stezenia czynnika neutralizujacego nie jest wiec niezmienna. Dodatkowo obserwuje sie czeste zanieczyszczanie sie elektrod znieksztalcajace wartosc potencjalu, przy czym stosowanie siatek filtracyjnych wokól elektrod utrudnia doplyw aktualnej kapieli do powierzchni elektrod. Wszystko to powoduje, ze przez pomiar potencjalu redox nie mozna dokladnie okreslic stezenia czynnika neutralizujacego.Dla wyeliminowania wyzej opisanych niedogodnosci wedlug wynalazku postepuje sie w ten sposób, ze z pluczek pobiera sie w sposób ciagly, pólciagly lub okresowy ustalone ilosci roztworu neutralizujacego scieki galwaniczne i pobrane ilosci miesza sie z co najmniej jednym odczynnikiem zawierajacym wskaznik barwny i srodek utleniajacy albo redukujacy stosowany w ilosci równowaznej w stosunku do zadanej ilosci substancji neutralizujacych w pobranym roztworze, a uzyskana mieszanine przeprowadza sie przez fotoelektryczny czujnik, którego sygnal wykorzystuje sie do sterowania elementami dawkujacymi substancje neutralizujace do pluczek.Metoda wedlug wynalazku polega wiec na automatycznym pobieraniu okreslonej dawki kapieli z pluczki, mie¬ szaniu jej z odczynnikiem lub odczynnikami oraz wskaznikiem barwnym, przy czym stezenie odczynników jest takie, ze w wypadku gdy z gony ustalone stezenie czynnika neutralizujacego w kapieli ulegnie obnizeniu, to nastapi zmiana barwy mieszaniny. Mieszanina przeplywa przez kiuwete, przez która przechodzi promien swietlny padajacy* na element swiatloczuly. W zaleznosci od aktualnej barwy mieszaniny element swietloczuly przekazuje impuls do zaworu elektromagnetycznego, który dawkuje czynnik neutralizujacy do kapieli. W ten sposób jezeli stezenie czynnika neutralizujacego w kapieli ulegnie zaledwie nieznacznemu obnizeniu, to sygnal z elementu swiatloczulego spowoduje otwarcie zaworu dawkujacego. Jezeli stezenie czynnika neutralizujacego znajduje sie na z góry ustalonym poziomie — zawór dawkujacy pozostaje zamkniety. Przez dobór stezen odczynników utle¬ niajacych lub redukujacych mozna stezenie czynnika neutralizujacego w kapieli ustalac na dowolnym pozadanym poziomie.Jak stwierdzono sposób wedlug wynalazku jest niezawodny i pozwala na utrzymywanie stezenia czynnika neutralizacyjnego w kapieli do chemicznej neutralizacji na z góry ustalonym poziomie, co w pelni zabezpiecza przed przedostawaniem sie substancji trujacych do scieków komunalnych.Sposób wedlug wynalazku korzystnie jest prowadzic w urzadzeniu, którego schemat blokowy przedstawio¬ no na rysunku. Pluczka 1 z kapiela neutralizujaca oraz pojemnik 2 na odczynnik sa polaczone przewodami rurowymi z dozujaca pompa 3, która pobiera ustalone ilosci kapieli i odczynnika, miesza je i podaje do kiuwety 4, skad mieszanina wyplywa na zewnatrz urzadzenia. Lampa 5 rzuca wiazke swiatla poprzez kiuwete 4 na swiatloczuly element 6, którego sygnal przekazywany jest do wzmacniacza 7, zasilanego z zródla pradu 8.Sygnaly wzmocnione przez wzmacniacz steruja praca elektromegnetycznego zaworu 9, zamontowanego w prze¬ wodzie doprowadzajacym czynnik neutralizujacy ze zbiornika 10 do pluczki 1. Powyzsze urzadzenie moze pra¬ cowac badz to w sposób ciagly, badz tez w sposób okresowy. Przy pracy ciaglej strumien cieczy pobieranej z pluczki 1 jest w sposób ciagly mieszany ze strumieniem odczynnika pobieranego z pojemnika 2. Stosunek ilosciowy tych strumieni moze byc nastawiany za pomoca nieuwidocznionego na rysunku znanego zespolu dozujacego lub tez przez zastosowanie pomp o dokladnie regulowanym wydatku. W przypadku pracy okresowej uruchamianie urzadzenia moze nastepowac recznie lub tez przy pomocy nieuwidocznionego na rysunku prze¬ kaznika czasowego wlaczajacego uklad napedowy w dowolnie nastawnych odstepach czasu. Czynnik neutralizu¬ jacy z pluczki 1 oraz odczynnik z pojemnika 2 moga tez byc pobierane w sposób ciagly, a po zmieszaniu porcje tej mieszaniny moga byc w sposób okresowy wprowadzane do kiuwety. W tym ostatnim przypadku pomiedzy pompa 3 a kiuweta 4 trzeba stosowac zbiorniczek wyrównawczy lub zawór upustowy dla nadmiaru doprowa¬ dzanej w sposób ciagly mieszaniny reagentów. Sposób wedlug wynalazku objasniono blizej za pomoca poniz¬ szychprzykladów. _ - Przyklad I. Neutralizacja scieków cyjankalicznych. Kapiel do chemicznej neutralizacji zawiera 1000 mg chloru aktywnego na litr kapieli i te wartosc nalezy utrzymywac na stalym poziomie. Przygotowuje sie odczynnik zawierajacy w litrze roztworu: 0,03 mola kwasu octowego 0,01 mola jodku potasu 0,05% skrobi 900 mg efektywnego S02 (przez rozpuszczanie Na2S03).Przygotowuje sie wzorcowa kapiel zawierajaca dokladnie 1 000 mg chloru na litr kapieli i dawkuje sie jednakowe objetosci kapieli wzorcowej i odczynnika do ukladu wskazanego na rysunku. Objetosc dawkowanego odczynni¬ ka koryguje sie tak, aby barwa mieszaniny byla niebieskawa. Zwiekszenie objetosci dozowanego odczynnika powoduje odbarwienie mieszaniny. Nastepnie kapiel wzorcowa odlacza sie z ukladu i podlacza neutralizujaca kapiel przemyslowa. Ze wzgledu na zanizony poziom stezenia chloru w tej kapieli mieszanina jest bezbarwna.Prad powstaly w swiatloczulym elemencie i wzmocniony przez wzmacniacz powoduje otwarcie zaworu dawkuja¬ cego chlor. Po 10 minutach dawkowania mieszanina w kiuwecie ulega zabarwieniu, powodujac obnizenie pradu89 919 3 fotoelektrycznego i zamkniecie zawora. Analiza kapieli wykazala obecnosc 1026 mg chloru aktywnego w litrze.Do kapieli neutralizujacej wprowadza sie nieduzymi porcjami roztwór cyjanku potasu. W momencie gdy uklad uruchomia zawór elektromagnetyczny w celu uzupelnienia ubytku chloru w kapieli pobiera sie próbke kapieli Analiza wykazala obecnosc 962 mg chloru w litrze.Pr z klad II Neutralizacja scieków chromowych. Kapiel do chemicznej neutralizacji Cr\? zawiera 1 000 mg efektywnego S02 w litrze. Przygotowuje sie odczynnik I zawierajacy 1 110 mg chloru aktywnego oraz 0f06 mola kwasu octowego w litrze. Nastepnie przygotowuje sie odczynnik.il zawierajacy 0,02 mola jodku potasu oraz 0 1% skrobi.Przygotowuje sie wzorcowa kapieli zawierajaca 1 000 mg efektywnego S02 w litrze. Jednakowe objetosci tej kapieli oraz odczynnika I tloczy pompkami dozujacymi do wspólnego przewodu. Do powstalej mieszaniny na odleglosci ok. 10 cm od miejsca laczenia sie kapieli z odczynnikiem I trzecia pompka dozujaca wprowadza odczynnik II w objetosci równej do objetosci odczynnika I. Objetosc dawek odczynnika I tak koryguje sie, azeby mieszanina w kiuwecie byla bezbarwna lecz zeby minimalne zwiekszenie objetosci odczynnika I powodo walo barwienie sie mieszaniny w kiuwecie na niebiesko. Nastepnie w miejsce kapieli wzorcowej podlacza sie przemyslowa kapiel do chemicznej neutralizacji. Poniewaz zawartosc S02 w tej kapieli byla zanizona — miesza nina w kiuwecie wykazala zabarwienie niebieskie co spowodowalo zadzialanie zaworu elektromagnetycznego dozujacego do kapieli S02 (dzialanie zaworu bylo w tym przypadku odwrotne jak w przykladzie I). Gdy mieszanina w kiuwecie ulegla odbarwieniu i zawór elektromegnetyczny odcial doplyw swiezego S02 do kapie¬ li — pobrano próbke kapieli do analizy. Analiza wykazala obecnosc 1 033 mg S02 w litrze kapieli Nastepnie wprowadza sie do kapieli malymi porcjami elektrolit do chromowania zawierajacy Cr*6. Gdy w pewnym mo¬ mencie zawór elektromegnetyczny znowu zadzialal — pobrano ponownie próbke kapieli do analizy, która wy¬ kazala stezenie S02 981 mg/l. PL