Дезинфекция воды и уничтожение в ней запахов и привкусов

 

Обеззараживание (дезинфекция) воды состоит в уничтожении находящихся в ней живых микроорганизмов, среди которых могут быть патогенные. Обеззараживание воды проводят химическими и физическими методами.

К химическим методам относится обработка воды ионами серебра и озоном, а к физическим – обработка воды ультразвуком и облучение бактерицидными ультрафиолетовыми лучами.

Обеззараживание воды ионами серебра основано на том, что при содержании в воде даже ничтожно малого количества ионов серебра (0,04 мг/л) бактерии погибают. При обеззараживании этим методом пропускают посеребренный песок или через электролизер с серебряными электродами.

Ультразвуковой способ обеззараживания заключается в создании в воде ультразвуковой частоты при помощи специальных генераторов. При этом бактерии погибают в результате механического воздействия волн, ускорения процессов окисления и сворачивания белков.

Обеззараживание воды бактерицидным излучением – это облучение прозрачных подземных вод ультрафиолетовыми лучами с длиной волны около 260 нм, в результате чего находящиеся в воде бактерии погибают.

Ультрафиолетовая установка (рис. 5.7) состоит из корпуса из нержавеющей стали и двух патрубков для выхода и входа воды. Внутри корпуса расположена кварцевая защитная колба, куда помещена ультрафиолетовая лампа (кварцевая ртутная или аргоно-ртутная). Контроль за работой ультрафиолетовой лампы осуществляется с помощью Уф-датчика и блока сигнализации. Световая и звуковая сигнализация предупреждает о необходимости чистить кварцевую лампу от налета или о замене лампы. Принцип работы УФ-установок основан на жестком ультрафиолетовом излучении лампы, которое при попадании на микробные клетки разрушает белковые коллоиды и ферменты их протоплазмы. Преимущество обеззараживания воды бактерицидными лучами состоит в том, что сохраняются природные и вкусовые качества воды. К недостаткам относится невозможность обеззараживания цветных и недостаточно прозрачных вод, содержащих более 0,3 мг/л железа.

В настоящее время распространенным методом обеззараживания является озонирование воды.

Озон – один из наиболее сильных окислителей, уничтожающих бактерии, споры и вирусы. Кроме того, под воздействием озона одновременно происходит обесцвечивание воды, а также устраняются нежелательные запахи и привкусы. Озон О₃, необходимый для озонирования, получают из атмосферного воздуха в аппаратах-озонаторах путем воздействия на воздух «тихого» (рассеянного без искр) электрического разряда, сопровождающегося выделением озона. Общая схема установки по озонированию показана на рис. 5.8.

Стальной корпус УОВ

Рис. 5.7. Принципиальная схема ультрафиолетовой

установки для обеззараживания воды

 

 

 

Рис. 5.8. Схема озонаторной установки:

1 – фильтр; 2 – компрессор; 3 – охлаждающее устройство; 4 – устройство

для осушки воздуха; 5 – воздухонагреватель; 6 – блок озонатора; 7 – подача воды;

8 – смеситель; 9 – воздухораспределительное устройство; 10 – отвод воды

 

Озонатор представляет собой горизонтальный аппарат, по типу теплообменника, с вмонтированными в него стальными (нержавеющей стали) трубками. Внутри каждой стальной трубы вставлена стеклянная трубка с небольшой (2–3 мм) кольцевой воздушной прослойкой, являющейся разрядным пространством. Внутренняя поверхность стеклянных труб покрыта графито-медным или алюминиевым покрытием. Стальные трубки являются одним из электродов, а покрытие на внутренней стенке стеклянной трубы – другим. К стальным трубам подводится от трансформатора переменный ток напряжением 8000–10000 В, а покрытие из стеклянных трубок заземляется. При прохождении электрического тока через разрядное пространство происходит разряд коронного типа, в результате которого и выделяется газ – озон. Предварительно осушенный воздух проходит через кольцевое пространство и таким образом озонируется, т. е. образуется озоно-воздушная смесь. Стеклянные трубки являются диэлектрическим барьером, благодаря чему разряд получается «тихим», т. е. рассеянным, без образования искр. При этом до 90 % электроэнергии превращается в теплоту, которую нужно отвести от озонатора. Для этого в межтрубном пространстве озонатора циркулирует охлаждающая вода. Воздух, подаваемый в озонатор, предварительно освобождается от влаги и пыли. Следы влаги, попадая в разрядное пространство озонатора, изменяют характер электрического разряда. Появляются искровые разряды, которые значительно снижают показатели работы озонатора – уменьшается выход озона и примерно в 4 раза возрастает расход электроэнергии (по сравнению с подачей сухого воздуха). Для улавливания пыли воздух пропускают через матерчатые фильтры специальных конструкций, а для удаления влаги устанавливают адсорберы, загружаемые селикагелем. В установке устанавливают два адсорбера, которые работают поочередно, причем во время работы одного другой регенерируется. В процессе сушки воздуха выделяется теплота. Чтобы в озонатор не попал слишком теплый воздух, его подвергают охлаждению. Это достигается пропуском воздуха через теплообменник или в самом адсорбере путем подачи воды через змеевик, располагаемый непосредственно в селикагеле. При введении озона для обесцвечивания и обеззараживания воды его доза составляет 4 мг/л. Продолжительность контакта обеззараживания воды с озоном принимается 5–10 минут.

По мере общего ухудшения качества природных вод все больше приходится заниматься удалением веществ, придающих воде привкусы и запахи, а также токсичных веществ. Как известно, мутность воды обусловлена содержанием нерастворенных, прежде всего грубодисперсных минеральных и органических примесей, а цветность – содержанием минеральных и органических соединений, в которых главную роль играют коллоиды органического происхождения, планктон и другие вещества. Появление в воде привкусов и запахов вызывают минеральные растворенные и коллоидные вещества (сероводород, хлор, железо), а также органические соединения. К ним относятся продукты биологических процессов, происходящих в самих водоемах, вещества, поступающие в водоемы в результате смыва почв и со сточными водами. В результате смыва с полей ядохимикатов и размыва промышленно загрязненных почв, а также со сточными водами в водоемы попадают токсичные вещества.

Выбор метода дезодорации зависит от происхождения запахов и привкусов. Если причиной являются минеральные растворенные и коллоидные вещества, проблема решается деминерализацией, обезжелезиванием, дегазацией воды. Вопрос удаления из воды растворенных органических веществ тесно связан с проблемой удаления из воды и токсичных веществ, находящихся в ней, как правило, в микроскопических концентрациях.

В настоящее время применяют в основном методы окисления и сорбции, причем хорошие результаты дает их комбинирование (окислительно-сорбционный метод). Окислители используются для обеззараживания от бактерий и вирусов. В связи с возросшим загрязнением водоемов органическими соединениями за счет сброса производственных сточных вод значение окислителей в практике очистки воды значительно возросло, поскольку оказалось, что многие химические вещества, присутствующие в воде, разрушаются в той или иной степени под действием окислителей. Образующиеся продукты трансформации могут значительно отличаться от исходных веществ-загрязнителей не только по своей химической структуре и физико-химическим свойствам, но и по своей биологической активности (в том числе токсичности). В практике очистки воды применяют следующие окислители: озон, перманганат калия, хлор. При их применении исчезают запахи привкусы, снижаются или полностью исчезают цветность и окраска, но вместе с тем некоторые химические вещества (пиридин, бензол и его производные, кислоты, альдегиды) в обычных условиях не поддаются действию окислителей, даже такого наиболее сильного из них, как озон. Другие химические соединения окисляются не полностью, в результате чего могут образовываться продукты, придающие воде запах (поверхностно-активные и фосфорорганические вещества) или окраску (фенолы). В связи с этим применение окисления как самостоятельного метода для устранения органических загрязнений из воды может быть использован только в том случае, если уровень загрязнения колеблется незначительно. Поэтому применение сорбентов для удаления из воды растворенных органических веществ и токсичных соединений является предпочтительным методом.

В качестве сорбента применяют активные угли, получаемые путем активации углеродосодержащих материалов (каменные угли, антрацит, торф, промышленные отходы). Активация заключается в термохимической обработке дробленого и отсортированного материала, в результате чего улетучивающиеся компоненты удаляются, материал уплотняется и приобретает микропористую структуру. Существует два способа сорбционной обработки – добавка активного угля в виде реагента (углевание воды) и фильтрование воды через слой гранулированного, зернистого сорбента в сорбционных фильтрах.

Активные угли применяются в виде порошка (углевание воды) или гранул в качестве загрузки фильтров. Углевание воды имеет ряд недостатков: замачивание и дозирование угля, наличие емкостей для контакта его с обрабатываемой водой и т.д. Поэтому углевание воды используют эпизодически, кратковременно и в небольших дозах, значительно более надежным является применение гранулированных активных углей, используемых в качестве фильтрующей загрузки. Для удаления запахов и привкусов часто применяют следующие угли: березовый (БАУ), торфяной (ТАУ) и косточковый (КАД, АГ-3).

Большинство веществ, вызывающих запахи и привкусы воды, в той или иной степени обладает летучестью. Поэтому снижению запаха и привкуса может способствовать и аэрация вместе с другими способами их устранения. Хороший эффект дезодорации воды достигается также и при использовании озона и марганцовокислого калия в сочетании с активным углем.

 

Биологическая очистка воды

 

Биологическая очистка воды в замкнутых системах заключается в утилизации растворенных соединений с помощью микроорганизмов посредством процессов минерализации, нитрификации и денитрификации. Конечным продуктом белкового обмена у рыб является аммиак, который составляет около 60–80 % всех азотистых (органических) соединений, постоянно выделяемых рыбой через жабры и почки в воду. Аммиак является токсическим веществом, от которого избавляются при помощи биологической очистки.

Цель биологической очистки в замкнутых системах – превратить аэробные и анаэробные биологические процессы в полезные реакции, ограниченные во времени и пространстве, аналогично процессам самоочищения водоемов в естественных условиях. Процесс очистки осуществляется микроорганизмами, закрепленными на поверхности загрузки, а также взвешенной микробной массой (активный ил). Основные группы микроорганизмов, обитающие в устройствах биологической очистки, – автотрофные и гетеротрофные виды бактерий.

Продукты метаболизма рыб состоят из общего аммония и аммиака (NH₄ + NH₃), растворенного в воде азота, но еще зафиксированного в органических веществах. Гетеротрофные бактерии окисляют органические азотосодержащие компоненты, превращая их в простые неорганические соединения, главными из которых являются вода, углекислый газ (диоксид углерода) и аммиак. Этот первый этап биологической очистки носит название «аммонификация» (минерализация). Скорость аммонификации зависит в основном от температуры и содержания кислорода в воде. Процесс аммонификации не потребляет щелочности воды, но может уменьшать рН воды в результате накопления СО₂, поэтому рН воды должен лежать в пределах от 5,0 до 9,0.

После того как органические соединения переведены гетеротрофными бактериями в неорганическую форму, биологическая очистка вступает в следующую стадию, получившую название «нитрификация». Под этим процессом понимают биологическое окисление аммония до нитритов и нитратов. На практике нитрификацию осуществляет очень ограниченная группа автотрофных микроорганизмов. Процесс происходит в два этапа. На первом этапе аммоний окисляется до нитрата под действием бактерий, называемых Nitrosomos. Затем нитрит окисляется до нитрата под действием другой группы бактерий, называемых Nitrobacter. На этот процесс также оказывают влияние бактерии родов Nitrospira и Nitrosocystis. Окисление аммония под действием бактерий можно выразить следующей реакцией:

NH₄⁺ + OH⁼ +1,5O₂ = H⁺ + NО₂⁼ + 2Н₂О.                 (23)

Нитритокисляющие бактерии осуществляют следующую реакцию:

NO₂⁼ + 0,5O₂ = NО₂.                                      (24)

Главный итог этих уравнений – превращение токсичного аммония в нитраты, которые гораздо менее ядовиты для рыб.

Процесс нитрификации приводит к окислению неорганического азота. Одновременно идет процесс восстановления неорганического азота – денитрификация. В процессе денитрификации происходит переход азота из нитратов в газообразное состояние. Основными денитрифицирующими бактериями являются Pseudomonas, Achromobakter, Bacillus и др. Если одновременно с нитритами в среде присутствуют аммонийные соли или аминокислоты, то свободный азот выделяется за счет их химического взаимодействия (косвенная денитрификация), когда при прямой денитрификации восстановление нитратов идет до свободного азота. Таким образом, денитрификация в отличие от минерализации и нитрификации уменьшает количество неорганического вещества в воде.

Минерализация, нитрификация и денитрификация являются последовательно процессами, происходящими во вновь запускаемой системе. В установившейся системе они идут параллельно. Запуск и вывод в рабочий режим аппаратов биологической очистки воды в рыбоводных установках с замкнутым циклом водоснабжения являются одним из важных и ответственных периодов их эксплуатации.

 

Биологические фильтры

 

Существующие приемы биологической очистки в рыбоводных системах можно условно разделить на две неравные группы. Первая, где процессы очистки происходят в естественных условиях в прудах-отстойниках или дренажных канавах и полностью зависят от сезонных условий. Вторая, объединяющая все современные системы, где процессы микробиологической очистки протекают в искусственно создаваемых условиях при помощи специальных сооружений – биофильтров и аэротенков. В хорошо работающем биофильтре (аэротенке) преобладают процессы нитрификации и поэтому эти сооружения еще называют нитрификаторами. Ведущая роль нитрификации определяется узловым положением всех процессов биологической очистки: в ходе ее токсичный для рыб аммиак окисляется до нитритов, а затем нитратов. При включении в цикл системы денитрификации нитраты в анаэробных условиях восстанавливаются до природного газа – молекулярного азота. Нитрификаторы в зависимости от конструктивных отличий делят на аэротенки, погружные биофильтры, орошаемые биофильтры, вращающиеся биофильтры.

Для очистки воды в аэротенке применяется метод суспензирования различных штаммов бактерий, или так называемый активный ил. Схема очистки воды в общем виде представлена на рис. 5.9.

Загрязненная вода из рыбоводных бассейнов отводится в емкость А, в которой подвергается очистке с помощью активного ила. В прилегающем бассейне В происходит дополнительная очистка, освобождение от твердых частиц, далее вода поступает в бассейн С, где подогревается и вновь подается в емкости с рыбой.

 

 

Рис. 5.9. Схема очистки воды с использованием аэротенка:

1, 2, 3, 4 – бассейны с рыбами; А – аэротенк;

В – бассейн до­полнительной очистки; С – бассейн подогрева воды

 

Для очистки оборотной воды от загрязнений, поступающих в процессе жизнедеятельности рыбы, используют типовую компактную установку ВИЗа (рис. 5.10), представляющую собой аэротенк со встроенным вторичным отстойником. Размеры аэротенка 15×6×2 м, объем 180 м³ при общем объеме воды в установке 240 м³. Очистка осуществляется в следующем порядке: вода из рыбоводных емкостей самотеком поступает в аэрируемую зону, где вступает в контакт с активным илом, рабочая концентрация которого в этой зоне составляет 3–5 г/л. Ил перемешивается с воздухом, распыленным через фильтроносные трубы. В зоне аэрации органически связанный азот, остатки комбикорма и выделений рыб переводятся в аммоний, который благодаря бактерии Nitrosomos окисляется до нитритов, а последние с помощью Nitrobacter превращаются в нетоксичные для рыб соли азотной кислоты. Из зоны аэрации смесь оборотной воды с активным илом поступает во встроенный отстойник через щель в нижней части конуса, где происходят осаждение ила, фильтрация воды через взвешенный слой ила и денитрификация.

Для биологической очистки воды в установках с замкнутым циклом водообеспечения в настоящее время применяют биофильтры – устройства, использующие прикрепленную микрофлору. Очистные сооружения, использующие активный ил (аэротенки) не получили широкого распространения в основном из-за низкой удельной производительности.

 

 

Рис. 5.10.Очистное сооружение ВИЗа: 1 – подача воды из рыбоводных бассейнов на очистку; 2 – отвод неочищенной воды от рыбоводных бассейнов; 3 – подача свежей воды; 4 – подача пара на подогрев воды;

5 – приемный резервуар; 6 – подача очищенной воды на оксигенатор; 7 – воздухопровод; 8 – распыли­тель воздуха; 9 – аэрируемая зона; 10 – карман для сбора активного ила;

11 – зона фильтрации и отстоя очищенной воды; 12 – встроенный отстойник; 13 –лоток сбора очищенной воды; 14 – эрлифт регенерации активного ила; 15 – аэротенк

 

 

Биофильтры (рис. 5.11) представляют собой емкости, заполненные загрузкой различного типа, на поверхности которой развивается бактериальная пленка, осуществляющая очистку воды. Важнейшей характеристикой биофильтра, определяющей его производительность, является удельная площадь поверхности загрузки. В ранних конструкциях (рис. 5.12) применяли объемную загрузку (гравий, керамзит, раковины моллюсков и т.д.), имевшую удельную площадь поверхности (УПП) 20–100 м²/м³. В настоящее время широко применяют различные виды специальной пластиковой загрузки (сотовая, мелкозернистая, «биошары» с развитой площадью поверхности), имеющие УПП 350–1750 м²/м³,а также биофильтры с регенерируемой песчаной загрузкой (УПП – 3000–4000 м²/м³). Повышение удельной производительности устройств биологической очистки привело к резкому сокращению объема блоков очистки УЗВ. Если у первых УЗВ соотношение объемов рыбоводных емкостей и аппаратов водоподготовки составляло 1: (5–10), то для современных систем этот показатель равен 1: (0,5–1).

 

Биопленочный реактор

 

Рис. 5.11. Принцип действия биофильтра

(биологическая нитрификация / денитрификация

 

Существующие типы биофильтров условно делят на три группы: погружные, орошаемые, вращающиеся.

Поток воды с питательными веществами и кислородом

 

Рис. 5.12. Гранулы, заселяемые бактериями

В погружных биофильтрах вся масса загрузки находится ниже поверхности воды в емкости (рис. 5.13).

 

 

Рис. 5.13. Биофильтр с песчаной загрузкой: 1 –  водосборное кольцо; 

2 – водоподающая труба; 3 –  загрузка (песок, удерживаемый во взвешенном состоянии током воды)

 

В устройствах данного типа применяют в основном мелкозернистую регенерируемую загрузку (полимерные гранулы, песок), а также пластиковые элементы с развитой поверхностью. Погружные биофильтры просты в эксплуатации, не требуют создания больших перепадов уровней воды в установке, что позволяет использовать циркуляционные насосы меньшей мощности и работать в широком диапазоне гидравлических нагрузок. Особенностью погружных биофильтров является относительно высокая концентрация кислорода (6–8 мг/л) в поступающей воде на очистку.

В орошаемых (капельных) биофильтрах (рис. 5.14) слой загрузки располагается выше уровня воды в емкости. Биологическая очистка происходит в тонком слое воды, стекающей по загрузке, что позволяет поддерживать оптимальный режим и тем самым увеличивать активность микроорганизмов биопленки по окислению органических соединений. В орошаемых биофильтрах применяют кассетную и сотовую загрузки, а также пластиковые элементы с высокой удельной площадью поверхности. Наиболее совершенной конструкцией орошаемого биофильтра является конструкция в виде закрытой камеры с движением воды сверху вниз и подачей воздуха с помощью компрессора в нижнюю часть фильтра.

 

 

Рис. 5.14. Орошаемый биофильтр:

1 – реактивный ороситель; 2 – загрузка; 3 – воздушный насос

 

 

Орошаемые биофильтры имеют высокую окислительную мощность, просты по конструкции, очищают воду с минимальной исходной концентрацией кислорода, но работают в достаточно узком диапазоне гидравлических нагрузок. Применение орошаемых биофильтров в системе очистки требует значительного увеличения перепада уровней воды в системе, вследствие чего возрастает мощность циркуляционных насосов, а также требуются специальные технические решения по равномерному распределению воды по поверхности площади биофильтра.

В некоторых случаях приходится объединять в одном корпусе два биофильтра. Подобную конструкцию имеет биофильтр СПГАСУ (ВНИИПРХ), который в верхней части – типичный орошаемый биофильтр, в нижней – погружной (рис. 5.15).

 

Рис. 5.15. Биофильтр с регенерируемой загрузкой из полиэтиленовых гранул: 1 – сетка; 2 – приемная воронка; 3 – гидроэлеватор; 4 – отбойная тарелка; 5 –водосборное кольцо; 6 –загрузка (полиэтиленовые гранулы диаметром 2,5 мм)

 

Орошаемая часть биофильтра способствует увеличению интенсивности окисления органических веществ.

Отличительной особенностью вращающихся биофильтров является периодическая смена воздушной и водной среды на поверхности биофильтра (рис. 5.16).

 

б

а

Рис. 5.16. Вращающиеся биофильтры:

а – «Штеллерматик»; б – «Евроматик»; 1 – перфорированные трубы,

заполненные гофрированными пластиковыми дисками; 2 – сетчатый

барабан, заполненный пластиковой загрузкой

 

Это позволяет улучшить кислородный режим системы и тем самым существенно увеличить ее производительность. В конструктивном плане подобные устройства представляют собой вращающуюся систему пластиковых перфорированных труб, заполненных гофрированными полиэтиленовыми дисками («Штеллерматик»), или вращающий барабан, заполненный пластиковыми элементами с большой площадью поверхности («Евроматик»). Вращающиеся фильтры не требуют создания в УЗВ больших перепадов уровней воды, имеют высокую окислительную мощность, способны эффективно очищать воду с незначительной исходной концентрацией кислорода. К недостаткам этих устройств относятся сложность конструкции, наличие дополнительного электропривода и ограниченный объем вращающейся части фильтра.

Эффективность работы биофильтров зависит от многих факторов: температуры, рН, концентрации в воде растворенного кислорода, времени удержания воды в толще загрузки, солености, исходной концентрации загрязнений в воде, подаваемой на очистку, и наличия в ней веществ, ингибирующих деятельность микрофлоры. Установлено, что температурный оптимум находится в пределах 24–30 ^оС, оптимальные величины рН – 7,2–7,8, необходимая концентрация кислорода в очищаемой воде – 6–8 мг/л. Повышение солености воды в значительной степени ингибирует активность биопленки. При солености 35 % окислительная мощность биофильтра на 40–45 % меньше, чем в пресной воде. Интенсивность удаления загрязнений на биофильтре связана линейной зависимостью с их концентрацией в поступающей на очистку воде. Например, при исходной концентрации аммония 1 мг/л окислительная мощность биофильтра составляет 0,3NН₄⁺ на 1 м² в сутки, а при увеличении количества аммония в оборотной воде до 3,5 мг/л этот показатель возрастает до 1 г/м ² в сутки.

 

5.12. Системы термоподготовки воды

 

Температура – физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия системы и являющаяся одним из основных гидрохимических параметров воды. Она характеризуется рядом принципиальных особенностей, обусловивших необходимость применения разнообразных методов и технических средств ее измерения. Для измерения температуры были предложены различные температурные шкалы, но наибольшее распространение получила стоградусная температурная шкала Цельсия. Основной температурный интервал: точка плавления льда 0 ^оС и точка кипения воды 100 ^оС при нормальном атмосферном давлении. За рубежом наряду с условной температурной шкалой Цельсия используют также шкалу Фарингейта (F ^o) и шкалу Реомюра (R^о).

1 ^оС = 1,8 F ^о = 0,8R^о.

Существуют контактные и бесконтактные методы измерения температуры. Средство для контактного измерения температуры называется термометром. По принципу действия термометры разделяются на три группы: термометры расширения, сопротивления и термоэлектрические.

Действие термометров расширения основано на тепловом расширении (изменение объема) термометрического вещества (жидкостные, газовые) или линейных размеров твердых тел в зависимости от температуры.

Принцип действия термометра сопротивления основан на зависимости электрического сопротивления чувствительного элемента от температуры.

Термоэлектрические термометры (термопары) применяют для измерения очень высоких температур, и поэтому в системах аквакультуры они практически не используются.

Жидкостный стеклянный технический термометр (рис. 5.17, а) имеет заполненный жидкостью (обычно ртутью) резервуар 1, тонкостенную капиллярную трубку 2, пластину 3 с нанесенной на ней шкалой, наружную стеклянную оболочку 4. Такие термометры применяют для измерения температуры от –90 до +30 ^оС и выполняются прямоугольной формы или под углом 90^о или 130^о. Нижняя часть (Б) термометра имеет различную длину (от 66 до 200 мм). Для предохранения стеклянной оболочки от повреждения термометры помещают в защитные стальные оправы, которые, как термометры, по форме выполняются прямоугольные и угловые. Для измерения температуры применяют также электроконтактные ртутные термометры. Они изготавливаются с электроконтактами, которые запаены в капиллярную трубку термометра. Замыкание или размыкание электрической цепи происходит вследствие расширения или сжатия ртути при нагревании или охлаждении нижней части термометра.

Принцип действия манометрических термометров основан на изменении рабочего давления термического вещества в замкнутой герметичной термосистеме (рис. 5.17, б), которая состоит из термобаллона 6, погружаемого в среду. Температура измеряется при помощи гибкого соединительного капилляра 7 и манометрической трубчатой пружины 8. Один конец пружины, впаянный в держатель 9, канал которого соединяет внутреннюю полость пружины, герметизирован и через тягу 10, зубчатый сектор 11 и шестерню 12 связан с показывающей стрелкой прибора 13. Термосистема термометра заполнена рабочим веществом – газом, жидкостью или смесью жидкости с ее насыщенным паром.

При нагревании термобаллона увеличивается давление рабочего вещества в замкнутом объеме герметичной термосистемы, вследствие чего пружина 8 деформируется (раскручивается) и ее свободный конец перемещается. Движение свободного конца пружины передаточными механизмами 10, 11, 12 преобразуется в перемещение указателя относительно шкалы прибора, по которой производят отсчет температуры.

 

б

а

 

Рис. 5.17. Термометры расширения: а – технический жидкостный

стеклянный; б – показывающий манометрический