RU153835U1 - DEVICE OF EXPRESS ANALYSIS OF QUALITY OF CLEANED WATER - Google Patents

DEVICE OF EXPRESS ANALYSIS OF QUALITY OF CLEANED WATER Download PDF

Info

Publication number
RU153835U1
RU153835U1 RU2014137839/15U RU2014137839U RU153835U1 RU 153835 U1 RU153835 U1 RU 153835U1 RU 2014137839/15 U RU2014137839/15 U RU 2014137839/15U RU 2014137839 U RU2014137839 U RU 2014137839U RU 153835 U1 RU153835 U1 RU 153835U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
quality
samples
analysis
source
Prior art date
Application number
RU2014137839/15U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Викторович Павлов
Евгений Евгеньевич Мишуров
Сергей Анатольевич Львов
Василий Сергеевич Фещенко
Валерий Викторович Усин
Александр Викторович Рощин
Илья Владимирович Кумпаненко
Валерий Алексеевич Пашинин
Мария Александровна Коваленко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" МГУПС (МИИТ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" МГУПС (МИИТ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" МГУПС (МИИТ)
Priority to RU2014137839/15U priority Critical patent/RU153835U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU153835U1 publication Critical patent/RU153835U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Устройство экспресс-анализа качества очищаемой воды, включающее в себя корпус, источник УФ-излучения, соединённый группой проводов с источником питания через дроссель, и приёмник УФ-излучения, соединенный с источником питания и центральным блоком управления, кварцевую трубку, входной и выходной патрубки для обследуемой воды, отличающееся тем, что источник УФ-излучения и УФ-фотоприемник установлены напротив друг друга с внешней стороны кварцевой трубки и не контактируют с потоком воды.A device for express analysis of the quality of water being purified, which includes a housing, a UV radiation source connected by a group of wires to a power source through a choke, and a UV radiation receiver connected to a power source and a central control unit, a quartz tube, input and output pipes for the test water, characterized in that the UV radiation source and the UV photodetector are installed opposite each other on the outside of the quartz tube and are not in contact with the water stream.

Description

Полезная модель относится к устройствам для оперативного анализа и контроля качества очистки воды.The utility model relates to devices for operational analysis and quality control of water treatment.

Известно применение спектрофотометров в УФ-области для экспрессной оценки качества очистки сточных вод от органических загрязнений. Способ разработан Министерством жилищно-коммунального хозяйства РСФСР Ордена Трудового Красного Знамени Академии коммунального хозяйства им. К.Д. Памфилова, отделом научно-технической информации Академии коммунального хозяйства (АКХ) в г. Москве в 1981 году. Данное устройство предназначено для работников лабораторий очистных сооружений, проводящих контроль очистки сточных вод. В основе известного устройства контроля лежит способность подавляющего большинства органических веществ различных классов поглощать свет в области 250-270 нм. В этой области интенсивно поглощают ненасыщенные соединения и соединения ароматического ряда с различными группировками атомов, в том числе протеины, фенолы, гуминовые, лигнинсульфиновые кислоты и другие сложные соединения. Неорганические ионы, за малым исключением, в этой области не поглощают. Суть данной полезной модели заключается в следующем: с помощью устройства измеряют величину оптической плотности (УФ-показателя) сточной воды при определенной длине волны и, сопоставляя на какое-то время эту величину со значениями нормируемых показателей, характерных для данной конкретной станции очистки, можно установить уровни УФ-показателя, отвечающие хорошо и плохо очищенной сточной воде и, таким образом, по величине УФ-показателя контролировать содержание остаточных органических загрязнений в сбрасываемых стоках. Для реализации УФ метода может быть использован спектрофотометр любой модели, обеспечивающий измерение в УФ-области спектра, например, СФ-16 или СФ-26. В известном устройстве измерение величины УФ-показателя (А254) проводится при фиксированной длине волны 254 нм в кварцевой кювете с толщиной слоя 10 мм. В качестве раствора сравнения используется дистиллированная вода. Длительность определения составляет 5-10 минут.It is known the use of spectrophotometers in the UV region for the rapid assessment of the quality of wastewater treatment from organic contaminants. The method is developed by the Ministry of Housing and Communal Services of the RSFSR Order of the Red Banner of Labor Academy of Public Utilities named after K.D. Pamfilova, Department of Scientific and Technical Information of the Academy of Public Utilities (ACH) in Moscow in 1981. This device is intended for laboratory workers in wastewater treatment plants that monitor wastewater treatment. The basis of the known control device is the ability of the vast majority of organic substances of various classes to absorb light in the region of 250-270 nm. In this area, unsaturated compounds and aromatic compounds with various atomic groups are intensively absorbed, including proteins, phenols, humic, ligninsulfinic acids and other complex compounds. Inorganic ions, with few exceptions, do not absorb in this region. The essence of this utility model is as follows: with the help of a device, the optical density (UV-indicator) of wastewater is measured at a certain wavelength, and by comparing this value for a while with the values of the normalized indicators characteristic of this particular treatment station, it can be established UV levels corresponding to well and poorly treated wastewater and, thus, to control the content of residual organic contaminants in the discharged effluent by the magnitude of the UV index. To implement the UV method, a spectrophotometer of any model can be used that provides measurement in the UV region of the spectrum, for example, SF-16 or SF-26. In the known device, the UV value (A 254 ) is measured at a fixed wavelength of 254 nm in a quartz cell with a layer thickness of 10 mm. As a comparison solution, distilled water is used. Duration of determination is 5-10 minutes.

Недостатки известного способа и устройства состоят в том, что для его использования в сфере контроля качества очистки воды необходимы:The disadvantages of the known method and device are that for its use in the field of quality control of water treatment it is necessary:

1. Специально оборудованное помещение (лаборатория), в котором возможен отбор и подготовка проб воды для анализа;1. A specially equipped room (laboratory) in which sampling and preparation of water samples for analysis is possible;

2. Специальные дорогостоящие приборы - спектрофотометры, посредством которых и производится анализ качества воды;2. Special expensive instruments - spectrophotometers, through which the analysis of water quality is performed;

3. Специально обученные люди, специалисты, которые умеют работать на спектрофотометре и которые обладают достаточными знаниями для оценки данных, снятых с помощью спектрофотометра, для анализа качества пробы воды;3. Specially trained people, specialists who know how to work on a spectrophotometer and who have sufficient knowledge to evaluate data taken with a spectrophotometer, to analyze the quality of a water sample;

4. Для проведения анализа воды используется одна определенная длина волны, она равна 254 нм.4. For the analysis of water, one specific wavelength is used, it is equal to 254 nm.

5. Измерения с помощью известного устройства проводятся периодически с частотой отбора проб и не обеспечивается непрерывный контроль качества воды в режиме реального времени.5. Measurements using a known device are carried out periodically with a sampling frequency and continuous monitoring of water quality in real time is not provided.

6. Для проведения определения необходимо провести отбор, консервацию, приготовление и транспортировку проб воды к месту анализа, существует также ограничение по количеству контролируемых загрязняющих веществ в пробах воды, которое возникает из-за использования одной длины волны для анализа (254 нм).6. To carry out the determination, it is necessary to carry out the selection, preservation, preparation and transportation of water samples to the place of analysis; there is also a limitation on the number of contaminants controlled in water samples that occurs due to the use of one wavelength for analysis (254 nm).

Указанные недостатки устранены в предлагаемом устройстве экспресс-анализа качества очищаемой воды.These disadvantages are eliminated in the proposed device for the rapid analysis of the quality of the purified water.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение надежности и качества очистки воды от загрязнений за счет обеспечения непрерывного контроля качества воды в режиме реального времени.The technical result of the claimed utility model is to increase the reliability and quality of water purification from pollution by providing continuous monitoring of water quality in real time.

Данный технический результат достигается тем, что предлагается устройство для экспресс-анализа качества очищаемой воды, состоящее из источника УФ-излучения, в качестве которого использована ртутная лампа, излучающая ультрафиолет в диапазоне 205-305 нм, широкополосного УФ-фотоприемного устройства (датчика) на основе алмазных материалов, при этом датчик контроля качества очистки воды включает в себя: корпус, источник УФ-излучения, соединенный с источником питания через дроссель и приемник УФ-излучения, соединенный с источником питания и центральным блоком управления, кварцевую трубку, входной и выходной патрубки для обследуемой воды, источник УФ-излучения и датчик установлены друг напротив друга, источник и датчик не контактируют с потоком воды, который направляется по кварцевой трубке, контроль проводится в динамическом режиме, а анализ качества очищаемой воды осуществляют в реальном масштабе времени по интегральной функциональной характеристике поглощения в УФ-области в том же диапазоне длин волн при линейной скорости потока воды 1-2 м/с.This technical result is achieved by the fact that a device for express analysis of the quality of water to be treated is proposed, consisting of a UV radiation source, which is used as a mercury lamp emitting ultraviolet in the range 205-305 nm, a broadband UV photodetector (sensor) based diamond materials, while the quality control sensor for water purification includes: a housing, a UV radiation source connected to a power source through a choke and a UV radiation receiver connected to a power source and prices the control unit, the quartz tube, the inlet and outlet pipes for the test water, the UV radiation source and the sensor are installed opposite each other, the source and sensor are not in contact with the water flow that is directed through the quartz tube, the control is carried out in a dynamic mode, and the quality analysis purified water is carried out in real time on the integrated functional characteristic of absorption in the UV region in the same wavelength range with a linear velocity of water flow of 1-2 m / s

Работа устройства экспресс-анализа качества очищаемой воды основана на непрерывном измерении величины поглощения потока очищаемой воды в ультрафиолетовой области в реальном масштабе времени На таких же принципах работают стационарные лабораторные спектрофотометры, но они работают в статическом режиме и позволяют измерять поглощение дискретных проб, вставляемых в кюветное отделение.The operation of the device for express analysis of the quality of purified water is based on continuous measurement of the absorption value of the flow of purified water in the ultraviolet region in real time. Stationary laboratory spectrophotometers work on the same principles, but they work in a static mode and allow measuring the absorption of discrete samples inserted into the cell compartment .

Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 приведена общая схема устройства.The proposed utility model is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a General diagram of the device.

Общий вид блока контроля качества воды приведен на фиг 2. Блок контроля качества воды представляет собой короб, выполненный из нержавеющей стали, в котором закреплена кварцевая трубка. По трубке протекает очищаемая вода, подлежащая контролю качества.A general view of the water quality control unit is shown in Fig. 2. The water quality control unit is a box made of stainless steel in which a quartz tube is fixed. Purified water flows through the tube and is subject to quality control.

В качестве источника УФ-излучения используется лампа ДКБ-9, приведенная на фиг. 3The DKB-9 lamp shown in FIG. 3

Для обеспечения нормального включения лампы используется дроссель (Фиг. 4).To ensure the normal inclusion of the lamp, a choke is used (Fig. 4).

Для работы в блоке контроля качества воды был выбран "солнечно-слепой" алмазный УФ - фотоприемник ФА - 3(Фиг. 5.).To work in the water quality control unit, a "sun-blind" diamond UV - photodetector FA - 3 was selected (Fig. 5.).

Устройство экспресс-анализа качества очищаемой воды конструктивно включает следующие элементы:The device for express analysis of the quality of purified water structurally includes the following elements:

- корпус (1),- building 1),

- источник УФ-излучения (2),- a source of UV radiation (2),

- кварцевая трубка (3),- quartz tube (3),

- приемник УФ-излучения (4),- UV radiation receiver (4),

- входной и выходной патрубки (5,6)- inlet and outlet nozzles (5.6)

- провод к источнику питания (7),- wire to the power source (7),

- провод на центральный блок управления (ЦБУ) (8).- a wire to the central control unit (CBU) (8).

Отличительной чертой предлагаемой полезной модели является то, что в качестве источника УФ-излучения использована лампа бактерицидная ДКБ-9 к облучателю «Солнышко УФБ-04». Лампа ДКБ-9 является мощным источником ультрафиолетового излучения. Генерируя электромагнитные колебания в диапазоне от 205 нм до 305 нм, она широко применяется в качестве источника кварцевания для профилактики болезней, а также широко используется в других областях человеческой деятельности.A distinctive feature of the proposed utility model is that a bactericidal lamp DKB-9 to the irradiator "Sun UFB-04" was used as a source of UV radiation. The DKB-9 lamp is a powerful source of ultraviolet radiation. Generating electromagnetic waves in the range from 205 nm to 305 nm, it is widely used as a quartz source for disease prevention, and is also widely used in other areas of human activity.

Световой поток лампы составляет 2400 лк., а срок службы (продолжительность эффективного горения) - 6000 часов.The luminous flux of the lamp is 2400 lux, and the service life (duration of effective burning) is 6000 hours.

Лампой ДКБ-9 комплектуются бактерицидные облучатели «Солнышко ОУФБ-04», облучатели «Кристалл» открытого и закрытого типов.The DKB-9 lamp is equipped with bactericidal irradiators "Sun OUFB-04", irradiators "Crystal" open and closed types.

Лампа ДКБ-9, исполнение G23 Саранского производства является прототипом лампы Philips TUV LP-S 9W/2P G23.Lamp DKB-9, version G23 of Saransk production is the prototype of the Philips TUV LP-S 9W / 2P G23 lamp.

Таким образом, отличительная особенность предлагаемого устройства экспресс-анализа качества очищаемой воды является конструктивное обеспечение работы источника УФ-излучения не на одной длине волны (254 нм), а в диапазоне длин волн 205-305 нм и проведение непрерывного контроля качества воды в режиме реального времени. Данная особенность позволяет проводить контроль качества воды по гораздо более широкому диапазону загрязняющих веществ, которые поглощают в УФ-диапазоне.Thus, a distinctive feature of the proposed device for the express analysis of the quality of the purified water is the structural support of the UV radiation source not at one wavelength (254 nm), but in the wavelength range of 205-305 nm and continuous monitoring of water quality in real time . This feature allows water quality control over a much wider range of pollutants that are absorbed in the UV range.

Известно, что для обнаружения и регистрации ультрафиолетового излучения используются обычные фотоматериалы. Для измерения мощности излучения применяются боломеры с датчиками, чувствительными к ультрафиолетовому излучению, термоэлементы, фотодиоды.It is known that ordinary photographic materials are used to detect and record ultraviolet radiation. To measure the radiation power, bolometers with sensors sensitive to ultraviolet radiation, thermocouples, photodiodes are used.

В качестве приемника УФ-облучения, подаваемого лампой ДКБ-9, использовано УФ-фотоприемное устройство на основе алмазных материалов, которое является основой создания электронных солнечно-слепых оптических сенсоров УФ-диапазона.A UV-photodetector based on diamond materials, which is the basis for creating electronic solar-blind optical UV-range sensors, was used as a UV-radiation detector supplied by a DKB-9 lamp.

Для использования в предлагаемом устройстве был выбран «солнечно-слепой» алмазный фотовольтаический приемник УФ-диапазона с потенциальной ямой (порог чувствительности 190-230 нм) ФПЯ-1, производства ООО «ПТЦ «УралАлмазИнвест».For use in the proposed device, a “sun-blind” UV photovoltaic diamond detector with a potential well (sensitivity threshold of 190-230 nm) FPYA-1 manufactured by UralAlmazInvest LLC was selected.

Таким образом, отличительной чертой приемника УФ-излучения, использующегося в устройстве экспресс-анализа качества очищаемой воды является возможность приема ультрафиолетовых лучей в широком диапазоне ультрафиолетовой области, что способствует их полному взаимодействию с источником ультрафиолетового излучения - лампой ДКБ-9Thus, the distinguishing feature of the UV detector used in the device for express analysis of the quality of the water being purified is the ability to receive ultraviolet rays in a wide range of the ultraviolet region, which contributes to their full interaction with the source of ultraviolet radiation - a DKB-9 lamp

Для указания уровня жидкости и измерения поглощения в УФ-области спектра использована кварцевая трубка, не поглощающая свет в УФ-диапазоне спектра.To indicate the liquid level and measure absorption in the UV region of the spectrum, a quartz tube is used that does not absorb light in the UV spectrum.

Трубки из прозрачного кварцевого стекла используются для замера уровня жидкости, для электронагревательных приборов, для различных приборов и аппаратов, и предназначены для работы при температуре до 1250°C.Tubes made of transparent quartz glass are used to measure the liquid level, for electric heaters, for various devices and apparatuses, and are designed to operate at temperatures up to 1250 ° C.

Трубка имеет наружный диаметр 20 мм и выдерживает максимальное давление 30 кгс/см2. Концы трубки до установки обрезают и шлифуют.The tube has an outer diameter of 20 mm and withstands a maximum pressure of 30 kgf / cm 2 . The ends of the tube before installation are cut and ground.

Основные технические характеристики:Main technical specifications:

- устойчивость к увеличению температуры до 1200°C;- resistance to temperature increase up to 1200 ° C;

- устойчивость к агрессивным средам (щелочам, кислотам, кроме фтористоводородной и ортофосфорной);- resistance to aggressive environments (alkalis, acids, except hydrofluoric and phosphoric);

- высокая оптическая и волновая прозрачность кварца;- high optical and wave transparency of quartz;

- цвет - прозрачный.- color - transparent.

Параметры:Options:

- ребристость не нормируется;- ribbing is not standardized;

- трещины, посечки и кристаллические включения не допускаются;- cracks, cuts and crystalline inclusions are not allowed;

- трубка устойчива к кристаллизации при нагреве до 1200°C в течение 2-х часов;- the tube is resistant to crystallization when heated to 1200 ° C for 2 hours;

- термически устойчива при нагреве до 1000°C, с последующим охлаждением в проточной воде (15 теплосмен);- thermally stable when heated to 1000 ° C, followed by cooling in running water (15 heat exchange);

- химически устойчива к действию неорганических кислот (кроме фтористоводородной и ортофосфорной);- chemically resistant to inorganic acids (except hydrofluoric and phosphoric);

- устойчива к потемнению.- resistant to darkening.

Чувствительность фотоприемного устройства к органическим загрязнениям можно варьировать путем изменения величины подаваемого напряжения на фотоприемник (датчик контроля качества воды).The sensitivity of the photodetector to organic pollution can be varied by changing the magnitude of the applied voltage to the photodetector (water quality control sensor).

Для оценки работоспособности предлагаемого устройства проводилось загрязнение воды государственным стандартным образцом нефтепродуктов, содержащим бензол, изооктан и гексадекан в процентном соотношении 25,0, 37,5 и 37,5% соответственно в концентрации 1 мг/мл с последующим пропусканием загрязненной воды через установку для очистки воды, оснащенную предлагаемыми устройствами контроля качества воды.To assess the performance of the proposed device, water was contaminated with a state standard sample of petroleum products containing benzene, isooctane and hexadecane in a percentage of 25.0, 37.5 and 37.5%, respectively, at a concentration of 1 mg / ml, followed by passing contaminated water through a treatment plant water equipped with the proposed water quality control devices.

Результаты испытаний устройства экспресс-анализа качества очищаемой воды.Test results of the device for express analysis of the quality of purified water.

Для проверки работоспособности макетного образца устройства экспресс-анализа качества очищаемой воды была использована блочно-модульная установка с трехуровневой системой очистки сточных вод и источников водоснабжения от нефтепродуктов.To test the operability of the prototype model of the express-analysis of the quality of the treated water, a block-modular installation with a three-level system for treating wastewater and water sources from oil products was used.

Параллельно проводился отбор проб воды для контроля остаточного содержания нефтепродуктов на газо-жидкостном хроматографе.At the same time, water samples were taken to control the residual content of petroleum products on a gas-liquid chromatograph.

Испытания макетного образца блочно-модульной установки проводились на базе ИХФ РАН в период с 20 по 30 сентября 2012 года. До начала испытаний были проведены расчеты по объему воды, вмещающейся в макетный образец с учетом внесенных изменений. Это было необходимо для уточнения объемов вносимых исходных растворов нефтепродуктов для одного цикла испытаний.Tests of the prototype of the block-modular installation were carried out on the basis of the Institute of Chemical Physics RAS in the period from September 20 to 30, 2012. Prior to the test, calculations were performed on the volume of water that fits into the prototype, taking into account the changes. This was necessary to clarify the volume of introduced stock solutions of petroleum products for one test cycle.

Расчеты показали, что объем, м3: блока коагуляции ≈ 0,58; блока флотации ≈ 0,65; блока сорбции ≈ 0,56; блока УФ-облучения ≈ 0,02; трубопроводов ≈ 0,02. Общий объем одновременно находящейся воды в установке составляет ≈ 1,83 м3.Calculations showed that the volume, m 3 : coagulation block ≈ 0.58; flotation unit ≈ 0.65; sorption block ≈ 0.56; UV irradiation unit ≈ 0.02; pipelines ≈ 0.02. The total volume of simultaneously located water in the installation is ≈ 1.83 m 3 .

Исходя из полученного результата, выработаны следующие рекомендации: для одного цикла испытаний макетного образца достаточно 2 м3 исходного раствора нефтепродуктов; отбор проб (в связи с их большим количеством) целесообразно начинать с момента снижения уровня в исходной емкости, начиная с отметки «300» на исходной емкости. Все отбираемые во время испытаний пробы нумеровались и фиксировались в «Журнале отбора проб».Based on the result, the following recommendations were developed: for one test cycle of a prototype sample, 2 m 3 of the initial solution of oil products is enough; sampling (due to their large number) it is advisable to start from the moment the level in the original tank decreases, starting from the “300” mark on the original tank. All samples taken during testing were numbered and recorded in the “Sampling Log”.

Отбор и консервация проб проводились непосредственно в помещении, где проводились испытания.Sampling and preservation of samples were carried out directly in the room where the tests were carried out.

Результаты испытаний макетного образца устройства экспресс-анализа очищаемой воды от нефтепродуктов на модельных растворахThe test results of a prototype model of a device for the express analysis of purified water from oil products on model solutions

Данные испытания проводились в два этапа, отличающиеся друг от друга концентрацией нефтепродуктов в исходной воде (опыты №№1-2). Уровень расчетных концентраций приведен в таблице 1.These tests were carried out in two stages, differing from each other in the concentration of petroleum products in the source water (experiments No. 1-2). The level of calculated concentrations is given in table 1.

Figure 00000002
Figure 00000002

Приготовление исходного раствора необходимой концентрации проводилось в следующей последовательности:The preparation of the initial solution of the required concentration was carried out in the following sequence:

1. В исходную емкость заливался 1 м3 водопроводной воды.1. 1 m 3 of tap water was poured into the initial container.

2. В нее добавлялось следующее количество загрязнителей:2. The following amount of pollutants was added to it:

На первом этапе (1 опыт): изооктан - 112,5 мг, гексадекан - 112,5 мг; бензол - 75 мг; глина - 1000 мг, шлам - 1000 мг;At the first stage (1 experiment): isooctane - 112.5 mg, hexadecane - 112.5 mg; benzene - 75 mg; clay - 1000 mg, sludge - 1000 mg;

На втором этапе (2 опыт): изооктан - 56,25 мг, гексадекан - 56,25 мг; бензол - 37,5 мг; глина - 175 мг, шлам -175 мг;At the second stage (2 experiment): isooctane - 56.25 mg, hexadecane - 56.25 mg; benzene - 37.5 mg; clay - 175 mg, sludge -175 mg;

3. Включалась система перемешивания на 10-15 минут до выравнивания окраски раствора по всей глубине емкости. Проводился отбор следующих проб исходной воды, загрязненной стандартом углеводородов объемом 1 литр: проба 1 - исходная вода для калибровки хроматографа; проба 2 - исходная вода из 1 м3 (опыт 1 без отбора проб после датчиков); проба 3 - исходная вода из 2 м3 (опыт 1 с отбором проб после датчиков проба 3а - исходная вода из 3 м3 (опыт 2 без отбора проб после датчиков); проба 13 - исходная вода из 4 м2 с меньшим содержанием стандарта нефтепродуктов (опыт 2 с отбором проб после датчиков). Проводился также отбор и анализ проб в первом опыте после первого: проба 4, второго - проба 5, и третьего - проба 6 датчиков во время пропускания второго м3 воды через установку, они отбирались после пропускания через установку 600 л воды, пробы 7, 8, 9 - после 700 л воды и пробы 10, 11,12 после 800 л воды.3. The mixing system was turned on for 10-15 minutes until the color of the solution was equalized throughout the depth of the tank. The following samples were taken of the source water contaminated with a 1 liter hydrocarbon standard: sample 1 — source water for chromatograph calibration; sample 2 - source water from 1 m 3 (experiment 1 without sampling after sensors); sample 3 - source water from 2 m 3 (experiment 1 with sampling after sensors sample 3a - source water from 3 m 3 (experiment 2 without sampling after sensors); sample 13 - source water from 4 m 2 with a lower content of the standard for oil products (experiment 2 with sampling after sensors.) Sampling and analysis was also carried out in the first experiment after the first: sample 4, the second - sample 5, and the third - sample 6 sensors while passing a second m 3 of water through the unit, they were taken after passing through the installation 600 l of water, samples 7, 8, 9 - after 700 l of water and samples 10, 11,12 after 800 l of water.

Во втором опыте отбирались пробы 14, 15, 16 во время пропускания 4 куба воды через установку после пропускания 600 л воды, пробы 17, 18, 19 после пропускания 700 л воды и пробы 20, 21, 22 - после 800 л воды.In the second experiment, samples 14, 15, 16 were taken while passing 4 cubes of water through the unit after passing 600 liters of water, samples 17, 18, 19 after passing 700 liters of water and samples 20, 21, 22 after 800 liters of water.

4. Включалась подача воды в установку при производительности 1 м3/час.4. The water supply to the unit was turned on at a capacity of 1 m 3 / h.

5. Отбор проб проводился три раза, когда в емкости оставалось примерно 300, 200, 100 л после каждого датчика контроля. Объем проб составлял 1 л. Пробы нумеровались сквозной нумерацией и фиксировались в журнале отбора проб. В первом опыте пробы 4, 7, 10 отбирались после 1 датчика, пробы 5, 8, 11 - после второго датчика и пробы 6, 9, 12 - после третьего датчика. Во втором опыте пробы 14, 17, 20 отбирались после 1 датчика, пробы 15, 18, 21 - после второго датчика и пробы 16, 19, 22 - после третьего датчика.5. Sampling was carried out three times, when approximately 300, 200, 100 l remained after each control sensor in the tank. The sample volume was 1 liter. Samples were numbered by continuous numbering and recorded in the sampling log. In the first experiment, samples 4, 7, 10 were taken after 1 sensor, samples 5, 8, 11 after the second sensor and samples 6, 9, 12 after the third sensor. In the second experiment, samples 14, 17, 20 were taken after 1 sensor, samples 15, 18, 21 after the second sensor and samples 16, 19, 22 after the third sensor.

6. Проводился анализ проб на газо-жидкостном хроматографе с пламенно-ионизационным детектором в лаборатории кафедры «Химия и инженерная экология» МИИТа. Результаты анализов представлены на приведенных таблицах.6. The analysis of samples was carried out on a gas-liquid chromatograph with a flame ionization detector in the laboratory of the Department of Chemistry and Environmental Engineering, MIIT. The analysis results are presented in the tables.

Среднее время проведения одного этапа испытаний составило 55-65 мин. В ходе испытаний периодически проверял ась производительность установки с помощью секундомера и 2-х литровой емкости. По результатам измерений производительность установки составила 2 л/7,4 сек, что соответствует примерно 1 куб в час. Визуально качество воды по взвешенным веществам на выходе из установки соответствовало водопроводной воде. Полученные обобщенные результаты приведены в таблице 2.The average time for one test phase was 55-65 minutes. During the tests, I periodically checked the performance of the installation using a stopwatch and a 2-liter capacity. According to the measurement results, the productivity of the installation was 2 l / 7.4 sec, which corresponds to about 1 cube per hour. Visually, the water quality of suspended solids at the outlet of the installation corresponded to tap water. The obtained generalized results are shown in table 2.

Figure 00000003
Figure 00000003

Результаты испытаний показали, что концентрация загрязнений по бензолу в опытах 1 и 2 после первого датчика превысила установленную в техническом задании величину 18 мг/л. При этом наблюдалось срабатывание клапанов системы водоочистки и загрязненная вода была перенаправлена в исходную емкость для повторной очистки.The test results showed that the concentration of benzene contaminants in experiments 1 and 2 after the first sensor exceeded the value 18 mg / l set in the technical specifications. At the same time, the valves of the water treatment system were activated and the contaminated water was redirected to the original tank for re-treatment.

Превышение концентрации по бензолу во время пропускания второго куба загрязненной воды может быть объяснено тем, что основная масса органических загрязнителей после пропускания первого куба осталась в исходной емкости и смешалась с загрязнителями при внесении новой порции стандарта нефтепродуктов во второй куб. Общая их концентрация оказалась значительно больше расчетного значения 300 мг/л.The excess concentration of benzene during the passage of the second cube of contaminated water can be explained by the fact that the bulk of the organic pollutants after passing the first cube remained in the original tank and mixed with pollutants when a new portion of the standard for petroleum products was added to the second cube. Their total concentration was significantly higher than the calculated value of 300 mg / L.

После второго и третьего датчиков превышения содержания компонентов нефтепродуктов в воде не обнаружено.After the second and third sensors, no excess of the content of oil products in the water was detected.

Вывод: устройство экспресс-анализа качества очищаемой воды показало высокую эффективность по непрерывному контролю за содержанием нефтепродуктов в загрязненной воды и рекомендовано к продолжению испытаний на исходной воде, содержащей реальные нефтепродукты (бензин, керосин, дизельное топливо, масла и так далее)Conclusion: the device for express analysis of the quality of the purified water showed high efficiency for continuous monitoring of the content of oil products in contaminated water and is recommended to continue testing on source water containing real oil products (gasoline, kerosene, diesel fuel, oils, and so on)

Результаты испытаний макетного образца устройства экспресс-анализа качества очищаемой воды от нефтепродуктов при очистке реальных сточных водThe test results of a prototype device for express analysis of the quality of purified water from oil products in the treatment of real wastewater

Данные испытания проводились в один этап (опыт №3). Кроме автомобильного бензина и дизельного топлива в исходную воду вносились реальные сточные воды с автомойки в концентрации 1000 мг/л. Уровень расчетных концентраций по нефтепродуктам приведен в таблице 3.These tests were carried out in one stage (experiment No. 3). In addition to gasoline and diesel fuel, real wastewater from a car wash in a concentration of 1000 mg / l was introduced into the source water. The level of calculated concentrations for petroleum products is given in table 3.

Figure 00000004
Figure 00000004

Приготовление исходного раствора необходимой концентрации проводилось в следующей последовательности. В исходную емкость заливался 1 м3 водопроводной воды. 8. В нее добавлялось следующее количество загрязнителей. На третьем этапе (опыт 3): бензин АИ-92 285 мл; дизельное топливо летнее 285 мл; реальные сточные воды с автомойки в количестве 1,0 л.The preparation of the initial solution of the required concentration was carried out in the following sequence. 1 m 3 of tap water was poured into the initial container. 8. The following amount of pollutants was added to it. At the third stage (experiment 3): AI-92 gasoline 285 ml; summer diesel fuel 285 ml; real wastewater from a car wash in the amount of 1.0 l.

Включалась система перемешивания на 10-15 минут до выравнивания окраски раствора по всей глубине емкости. Включалась подача воды в установку при производительности 1 м3/час. Отбор проб проводился три раза, когда в емкости оставалось примерно 300, 200, 100 л после каждого датчика контроля. Объем проб составлял 1 л. Пробы нумеровались и фиксировались в журнале отбора проб. Проводился анализ проб на газожидкостном хроматографе с пламенно-ионизационным детектором в лаборатории кафедры «Химия и инженерная экология» МИИТа. В пробах анализировалось содержание бензола, изооктана и гексадекана.The mixing system was turned on for 10-15 minutes until the color of the solution was evened out over the entire depth of the tank. The water supply to the unit was turned on at a capacity of 1 m 3 / h. Sampling was carried out three times when about 300, 200, 100 l remained after each control sensor in the tank. The sample volume was 1 liter. Samples were numbered and recorded in the sampling log. Samples were analyzed on a gas-liquid chromatograph with a flame ionization detector in the laboratory of the Department of Chemistry and Environmental Engineering, MIIT. The samples analyzed the content of benzene, isooctane and hexadecane.

В соответствии с ГОСТ Р 52406-2005 определялось общее содержание углеводородов в пробе в интервале С840. Учитывая, что в пробах содержался и бензол (формула С6Н6), определялось также и суммарное содержание углеводородов в интервале С640. Среднее время проведения одного этапа испытаний составило 55-65 мин. В ходе испытаний периодически проверялась производительность установки с помощью секундомера и 2-х литровой емкости. По результатам измерений производительность установки составила 2 л/ 7.4 сек, что соответствует примерно 1 куб в час. Для обнаружения бензола и изооктана на хроматографе выставлялся режим с температурой колонки 90°C детектора и инжектора 120°C.In accordance with GOST R 52406-2005, the total hydrocarbon content in the sample was determined in the range of C 8 -C 40 . Considering that benzene was also contained in the samples (formula C 6 H 6 ), the total hydrocarbon content in the range of C 6 -C 40 was also determined. The average time for one test phase was 55-65 minutes. During the tests, the installation performance was periodically checked using a stopwatch and a 2-liter capacity. According to the results of measurements, the productivity of the installation was 2 l / 7.4 sec, which corresponds to about 1 cube per hour. To detect benzene and isooctane, a regime with a column temperature of 90 ° C of the detector and injector 120 ° C was set on the chromatograph.

Для обнаружения гексадекана и других высших углеводородов выставлялся режим с температурой колонки, детектора и инжектора 200°C. Визуально качество воды по взвешенным веществам на выходе из установки соответствовало водопроводной воде.To detect hexadecane and other higher hydrocarbons, a regime was set with a column, detector, and injector temperature of 200 ° C. Visually, the water quality of suspended solids at the outlet of the installation corresponded to tap water.

Средние значения концентраций загрязнителей в местах отбора проб воды, определенные по результатам анализа на газо-жидкостном хроматографе, приведены в таблице 4.The average values of concentrations of pollutants in places of water sampling, determined by the results of analysis on a gas-liquid chromatograph, are shown in table 4.

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Значительное превышение найденной суммарной концентрации нефтепродуктов в исходной воде в третьем опыте по сравнению с расчетной концентрацией может быть объяснено тем, что исходная емкость после каждого опыта (1 и 2 опыты) не очищалась от нефтепродуктов и не промывалась чистой водой и в результате нефтепродукты от первых двух опытов накопились на стенках и в верхнем слое воды в исходной емкости.A significant excess of the found total concentration of oil products in the source water in the third experiment compared with the calculated concentration can be explained by the fact that after each experiment (1 and 2 experiments) the initial capacity was not cleaned from oil products and was not washed with clean water and, as a result, oil products from the first two Experiments were accumulated on the walls and in the upper layer of water in the initial container.

Результаты испытаний показали, что концентрация загрязнений по бензолу после первого датчика несколько превысила установленную величину 18 мг/л. После второго и третьего датчиков бензол, изооктан и другие нефтепродукты в пробах не обнаружены.The test results showed that the concentration of benzene contaminants after the first sensor slightly exceeded the set value of 18 mg / L. After the second and third sensors, benzene, isooctane, and other petroleum products were not detected in the samples.

Устройство экспресс-анализа качества очищаемой воды работало в нормальном режиме, за исключением следующих случаев:The device for express analysis of the quality of treated water worked in normal mode, with the exception of the following cases:

1. В третьем опыте датчик №1 сработал в связи с превышением концентрации бензола. Установка перешла в нормальный режим через 5 секунд.1. In the third experiment, sensor No. 1 was triggered due to an excess of benzene concentration. The installation went into normal mode after 5 seconds.

2. Один раз было зафиксировано срабатывание датчика №3, наиболее вероятно, что это был ложный сигнал. Через 5-10 секунд работа датчика №3 вернулась в нормальный режим.2. Once the operation of sensor No. 3 was detected, it was most likely that it was a false signal. After 5-10 seconds, the operation of sensor No. 3 returned to normal mode.

Вывод: устройство экспресс-анализа качества очищаемой воды показало высокую эффективность по контролю за очисткой реальных сточных вод от нефтепродуктов (бензин, дизельное топливо летнее).Conclusion: a device for express analysis of the quality of treated water has shown high efficiency in monitoring the treatment of real wastewater from oil products (gasoline, summer diesel fuel).

Как следует из результатов проведенных испытаний, при превышении пороговых значений загрязнений в очищаемой воде, выставленных в ходе настройки датчиков, происходит срабатывание датчика с выдачей сигнала на центральный блок управления. При этом выдается сигнал на запорную аппаратуру, посредством которой вода возвращается на предыдущий блок для повторной очистки.As follows from the results of the tests, when the threshold values of contaminants in the treated water, exhibited during the setup of the sensors are exceeded, the sensor is triggered with a signal to the central control unit. In this case, a signal is issued to the locking equipment, by means of which water is returned to the previous unit for repeated cleaning.

Claims (1)

Устройство экспресс-анализа качества очищаемой воды, включающее в себя корпус, источник УФ-излучения, соединённый группой проводов с источником питания через дроссель, и приёмник УФ-излучения, соединенный с источником питания и центральным блоком управления, кварцевую трубку, входной и выходной патрубки для обследуемой воды, отличающееся тем, что источник УФ-излучения и УФ-фотоприемник установлены напротив друг друга с внешней стороны кварцевой трубки и не контактируют с потоком воды.
Figure 00000001
A device for express analysis of the quality of water to be treated, including a housing, a UV radiation source connected by a group of wires to a power source through a choke, and a UV radiation receiver connected to a power source and a central control unit, a quartz tube, input and output pipes for the test water, characterized in that the UV radiation source and the UV photodetector are installed opposite each other on the outside of the quartz tube and are not in contact with the water stream.
Figure 00000001
RU2014137839/15U 2014-09-19 2014-09-19 DEVICE OF EXPRESS ANALYSIS OF QUALITY OF CLEANED WATER RU153835U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014137839/15U RU153835U1 (en) 2014-09-19 2014-09-19 DEVICE OF EXPRESS ANALYSIS OF QUALITY OF CLEANED WATER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014137839/15U RU153835U1 (en) 2014-09-19 2014-09-19 DEVICE OF EXPRESS ANALYSIS OF QUALITY OF CLEANED WATER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU153835U1 true RU153835U1 (en) 2015-08-10

Family

ID=53796573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014137839/15U RU153835U1 (en) 2014-09-19 2014-09-19 DEVICE OF EXPRESS ANALYSIS OF QUALITY OF CLEANED WATER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU153835U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU172097U1 (en) * 2016-04-27 2017-06-28 Общество с ограниченной ответственностью "Производственно-технологический центр "УралАлмазИнвест" PHOTOMETRIC DEVICE FOR RECOGNITION OF MULTICOMPONENT IMPURITIES OF OIL PRODUCTS IN WATER
RU190229U1 (en) * 2018-10-15 2019-06-24 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тольяттинский государственный университет" INDICATOR OF AVAILABILITY OF ORGANIC POLLUTANTS IN WASTEWATER OF INDUSTRIAL ENTERPRISES

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU172097U1 (en) * 2016-04-27 2017-06-28 Общество с ограниченной ответственностью "Производственно-технологический центр "УралАлмазИнвест" PHOTOMETRIC DEVICE FOR RECOGNITION OF MULTICOMPONENT IMPURITIES OF OIL PRODUCTS IN WATER
RU190229U1 (en) * 2018-10-15 2019-06-24 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тольяттинский государственный университет" INDICATOR OF AVAILABILITY OF ORGANIC POLLUTANTS IN WASTEWATER OF INDUSTRIAL ENTERPRISES

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Paulson et al. A light-driven burst of hydroxyl radicals dominates oxidation chemistry in newly activated cloud droplets
Khamis et al. In situ tryptophan-like fluorometers: assessing turbidity and temperature effects for freshwater applications
US10119952B2 (en) Inline water contaminant detector and filter
Goldman et al. Applications of fluorescence spectroscopy for predicting percent wastewater in an urban stream
Kleffmann Daytime sources of nitrous acid (HONO) in the atmospheric boundary layer
Thomas et al. TOC versus UV spectrophotometry for wastewater quality monitoring
CN102042963A (en) Online detector for detecting total organic carbon (TOC) in sewage with ultraviolet spectrometry method
Cotter et al. What controls photochemical NO and NO2 production from Antarctic snow? Laboratory investigation assessing the wavelength and temperature dependence
Birgand et al. First report of a novel multiplexer pumping system coupled to a water quality probe to collect high temporal frequency in situ water chemistry measurements at multiple sites
Khamis et al. Continuous field estimation of dissolved organic carbon concentration and biochemical oxygen demand using dual‐wavelength fluorescence, turbidity and temperature
Sadanaga et al. Development of a selective light-emitting diode photolytic NO2 converter for continuously measuring NO2 in the atmosphere
CN101329251B (en) Device for detecting chemical oxygen demand and biologic oxygen demand
FI831936A0 (en) FLUORESCENS, TURBIDITY, LUMINESCENS ELLER ABSORPTION
CN110057761A (en) A kind of full spectrum combines the monitoring water quality on line System and method for of quickly easy survey index
Liu et al. Light-enhanced heterogeneous conversion of NO2 to HONO on solid films consisting of fluorene and fluorene/Na2SO4: An impact on urban and indoor atmosphere
RU153835U1 (en) DEVICE OF EXPRESS ANALYSIS OF QUALITY OF CLEANED WATER
CN104535519A (en) Online detection device for concentration of polyacrylamide in oilfield wastewater
CN206074435U (en) It is a kind of to be based on water-quality COD compatibility ammonia nitrogen concentration real-time monitoring device
Qiang et al. Development of a tri-parameter online monitoring system for UV disinfection reactors
CN101329254B (en) Device for detecting chemical oxygen demand
Liao et al. Development of a photo-fragmentation/laser-induced fluorescence measurement of atmospheric nitrous acid
Bean et al. Formation of particulate matter from the oxidation of evaporated hydraulic fracturing wastewater
Bürck et al. Field experiments with a portable fiber‐Optic sensor system for monitoring hydrocarbons in water
CN201047827Y (en) Chemical oxygen demand testing apparatus
Cheng et al. VOC emission characteristics of petrochemical wastewater treatment facilities in southern Taiwan

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20160920