CN103487285B - 污水厂与再生水厂原位取样并在线测试装置及其运行方法 - Google Patents

Abstract

污水厂与再生水厂原位取样并在线测试装置及其运行方法，属于原位取样与测试装置技术领域。圆锥形钻头底面与直筒型取样杆固定密封连接，取样杆底端侧面开有取样口，挡板作为取样口开关，挡板的顶部与金属杆连接，金属杆与拉手连接；取样口的上面设有孔板滤网，孔板滤网与硅胶管连通，硅胶管通过蠕动泵与集水装置连接；集水装置密封安装有探头，探头与仪表连接。钻头深入到液面下指定深度，然后上拉拉手使挡板错开取样口，待测原位点的水样在压力作用下流进取样杆内，水样经过杆内孔板滤网过滤后进入硅胶管，接着打开蠕动泵，进入集水装置的水样使用探头实时测定其各种指标。本发明能提供一种灵活、简单、准确、安全可靠方法。

Description

污水厂与再生水厂原位取样并在线测试装置及其运行方法

技术领域

本发明涉及一种能够在污水厂和再生水厂任一取样点原位取样,并在线测试DO、pH、ORP、NH₄ ⁺、NO₃ ^-等参数的装置及其运行操作方法，属于原位取样与测试装置技术领域。

背景技术

随着全国城市污水处理量日益扩大，以及大中型缺水城市污水的再生水，我国水污染问题等到了一定缓解，但污水处理厂及再生水厂的整体运行水平仍较低，同时，新型污水处理工艺和再生水处理工艺，虽然有较多的小试和中试研究成果，但仍需进一步解决工艺的实际工程应用问题。因此，迫切需要针对实际污水处理厂和再生水厂进行深入的研究。由于实际污水处理厂或再生水厂中工艺流程长，各单元工艺有效水深较高等原因，导致无法测试水厂实际运行状况，难于分析水厂各工艺段的污染物去除情况和出现的问题。针对上述问题，研制和开发了污水处理厂和再生水厂原位取样与在线测试装置。

原位取样与在线测试装置可根据需要深入污水厂或再生水厂不同工艺单元液面以下的不同深度，同时可在线测定仪测定各项指标，并能准确的完成任一取样点液体样品的采集，可准确、方便、快捷和安全地完成任一测试点的在线测试和取样过程，为水厂运行人员与科研人员提供准确可靠的数据。该装置不但能够解决活性污泥系统的原位测试与取样问题，而且，能够解决悬浮填料和生物滤池等生物膜系统的原位测试与取样问题。

发明内容：

本发明所涉及的该套污水厂与再生水厂原位取样并在线测试装置，具有灵活、简单、准确、安全可靠的特点。

污水厂与再生水厂原位取样并在线测试装置，其特征在于，主要由五部分组成，圆锥形钻头（1）、直筒型取样杆（2）、蠕动泵（4）、集水装置（5）、仪表（7）；圆锥形钻头（1）底面与直筒型取样杆（2）固定密封连接，直筒型取样杆（2）与圆锥形钻头（1）的这一端的侧面开有孔作为取样口（8），取样口（8）由紧贴直筒型取样杆（2）内壁的挡板（9）作为开关实现对取样口（8）的打开和密封，挡板（9）的顶部与金属杆（10）连接，然后金属杆（10）的另一端与拉手（11）连接，拉手（11）位于取样杆（2）顶端外部；取样杆（2）内取样口（8）的上面设有孔板滤网（12），孔板滤网（12）的孔与硅胶管（3）连通，硅胶管（3）的另一端通过蠕动泵（4）与集水装置（5）连接；集水装置（5）的封口上设有不同的圆孔，通过圆孔密封安装有测试装置的探头（6），在线探头（6）与仪表（7）连接。

测试装置为能够测试DO、pH、ORP、NH₄ ⁺、NO₃ ^-等参数的装置。在线测试装置上设置不同尺寸的圆孔,供不同测试探头的安装，该装置测试DO时能够防止外界空气富氧的干扰。取样口（8）优选为举行，其尺寸长度不小于2cm。

进一步：

圆锥形钻头（1）底面内直径32mm，高100mm，钻头表面光滑；取样杆（2）内直径32mm，高1.5-2.5m，距取样杆底部20cm处,开有边长为20mm的矩形孔作为取样口（8），矩形取样口（8）再由紧贴内壁的矩形挡板（9）密封，矩形挡板（9）的边长为30mm，其顶部连接直径3mm的金属杆（10），金属杆（10）顶端接合塑料拉手（11），取样杆（2）底部往上50mm处设有孔板滤网（12），孔板滤网（12）上部粘连硅胶管（3）；硅胶管（3）规格为φ8mm×11mm，硅胶管（3）的另一端通过蠕动泵（4）与集水装置（5）连接；蠕动泵（4）在硅胶管（3）的末端，(型号为BT300蠕动泵)；密封在集水装置（5）内的探头（6）与仪表（7）构成在线测试装置，探头（6）与仪表（7）连接。

在线测试装置组成，在线测试装置上设置不同尺寸的圆孔,供不同测试探头的安装，该装置测试DO时能够防止外界空气富氧的干扰。

所述的孔板滤网（12），其表面均匀布满直径2mm的小孔，能够阻截污水厂内较大的杂质,以及采用填料或滤料的再生水处理工艺中的填料或滤料，从而防止与其相连的管路系统堵塞，孔板滤网（12）采用漏斗式的装置使得孔板滤网（12）的孔与硅胶管（3）固定连通。

样杆（2）表面刻有刻度，能够指示深入液面下的深度。硅胶管（3）在取样杆（2）内部得到用来支撑和保护杆。圆锥形钻头（1）优选采用多功能钻头。

采用上述原位取样并在线测试装置进行原位取样并在线测试的方法，特征在于，包括以下步骤：

圆锥形钻头（1）能够自由深入到反应器液面下的指定深度，然后上拉拉手（11）使挡板（9）错开取样口（8），待测原位点的水样在压力作用下流进取样杆（2）内，水样经过杆内孔板滤网（12）过滤后进入硅胶管（3），接着打开蠕动泵（4），将水样抽进集水装置（5），进入集水装置（5）的水样使用探头（6）实时测定其各种指标。

或将硅胶管（3）从取样杆（2）顶部断开，接到对应的原水取样点即可，然后打开蠕动泵（4），直接将水样收集在集水装置（5）中，进而测定各项指标。

该套原位取样与在线测定装置通过在实际污水厂和再生水厂中的运用，创建出一种灵活、简单、准确、安全可靠的操作方法，采用的技术路线有以下3步：

①基于污水厂和再生水厂的实际测试经验，设计出能够在液面下不同深度取样的钻头结构，并调节取样杆的长度和杆内硅胶管的内径大小，确定出最合适的长度和内径大小。

②结合实际污水厂中的各种在线测试装置及其探头的结构和尺寸，设计适合上述各种仪表进行测试的多功能集水装置。

③基于该套装置的基础下，通过在实际污水厂和再生水厂中的应用，确定出最佳操作方法，增强装置的可应用性。

本发明的技术原理：

由于实际污水处理厂或再生水厂中工艺流程长，各单元工艺有效水深较高等原因，致使无法测试水厂实际运行状况，难于分析水厂各工艺段的污染物去除情况和出现的问题，因此急需一套能够原位取样并在线测定水样各项指标的装置。本套原位取样与在线测定装置中的多功能钻头，不但能快速、精准的插入污水与再生水处理工艺单元的不同深度，而且能更加准确地在线测定水质参数,完成该测试点的水样采集，有效解决了由于污水与再生水工艺单元有效水深较高和部分处理工艺，如悬浮填料系统和生物滤池系统等，不易取样测定的难题，实现了污水处理厂和再生水厂不同处理单元任意测样点的原位取样。板孔滤网能够有效的过滤进入测定装置的水样，将外界反应器中的大颗粒物质隔离在本装置外，防止装置堵塞，保证装置水流通畅。所设置的管路系统能够保证100%的充满度，管内不会存有空气，对测试水样的DO浓度不会造成影响，同时也使本套装置所取的原位水样更加精准。最后，在线测试装置方便各种在线传感器的安装，能够实时测定水样中的各项指标。

该装置具有灵活、简单、准确、安全可靠的特点。尤其适合测定污水厂和再生水厂不同生物处理工艺的不同位置与深度处的原位取样和在线参数的测定。

附图说明

图1为原位取样与在线测定装置的结构示意图

1-圆锥形钻头、2-取样杆、3-硅胶管、4-蠕动泵、5-集水瓶、6-探头、7-仪表、8-取样口、9-挡板、10-金属杆、11-拉手、12-孔板滤网。

本发明的有益效果

由于实际污水处理厂或再生水厂中工艺流程长，各单元工艺有效水深较高等原因，致使无法测试水厂实际运行状况，难于分析水厂各工艺段的污染物去除情况和出现的问题，如何能够快速、简捷、高效的测定水厂各工艺段的水样变化情况，是解决该问题的关键。而本套装置恰能解决上述问题，其具有如下优点：

（1）多功能钻头能够深入到污水处理厂或再生水厂各单元工艺液面下的不同点，进行原位取样，操作既简单又方便。

（2）孔板滤网能够有效的截留固体杂物，同时防止再生水厂生物滤池中的滤料带进装置，为装置提供一个良好的进水。

（3）细长硅胶管很容易达到100%充满度，有效避免空气泡进入硅胶管影响对水样DO测定。

（4）集水装置可供各种在线仪表检测水样，既简单又便捷。

（5）该装置整体造价低廉，寿命长，使用效果好，普遍适用于实际污水处理厂或再生水厂，能够较为精准的在水厂各工艺单元中进行原位取样。

具体实施方式

污水厂与再生水厂原位取样并在线测试装置示意图见图1。

实施例1

对于运用活性污泥法的实际污水处理厂，使用者只需手握取样杆2，参照杆身上的标尺，将多功能圆锥形钻头1安放在工艺单元液面下指定的高度点，然后上拉拉手11打开矩形挡板开关9，反应器中该高度点的水样在压力作用下流进取样杆2内，经过杆内孔板滤网12过滤后进入硅胶管3，接着打开蠕动泵4，将水样抽进集水装置5，然后使用在线仪表方便的测定其各种指标。最后下摁拉手11，关闭矩形挡板9。

当需要取池内的活性污泥时，只需将多功能钻头1放在指定取泥处，然后上拉拉手11打开矩形挡板开关9，该处污泥进入矩形开口腔内后，下摁拉手11，关闭矩形挡板开关9，然后将污泥取出即可。

实施方式2

对于再生水水厂的生物滤池工艺，由于反应单元中装满滤料，因此需要将多功能钻头1钻进滤料层下的指定高度，然后上拉拉手11打开矩形挡板开关9，反应单元中该深度点的水样流进取样杆2内，此时管内孔板滤网12对滤池中的滤料起到拦截、阻挡的作用，过滤后的水样进入硅胶管3，接着打开蠕动泵4，将水样抽进集水装置5，然后使用在线仪表就能方便的测定其各种指标，最后下摁拉手11，关闭矩形挡板开关9。

当需要取滤池内的滤料时，将多功能钻头1钻进滤池内指定高度，然后上拉拉手11打开矩形挡板开关9，轻轻的晃动取样杆2，然后下摁拉手11，关闭矩形挡板开关9，取出取样杆2，再打开矩形挡板开关9，取出进入矩形开口腔内的滤料。

实施方式3

对于实验室小规模条件下的生物滤池，只需将硅胶管3从取样杆2顶部断开，接到反应器对应的取样点即可。然后打开蠕动泵4，直接将水样收集在集水装置5中，进而测定各项指标。

在上述3种实施方式下，本套原位取样与在线测定装置能够灵活、简单、高效的完成对污水厂和再生水厂中各工艺单元内进行原位取样，并且有熟练简便的操作方法，具有很高的实用价值。

Claims (7)

1.污水厂与再生水厂原位取样并在线测试装置，其特征在于，主要由五部分组成，圆锥形钻头(1)、直筒型取样杆(2)、蠕动泵(4)、集水装置(5)、仪表(7)；圆锥形钻头(1)底面与直筒型取样杆(2)固定密封连接，直筒型取样杆(2)在圆锥形钻头(1)的这一端的侧面开有孔作为取样口(8)，取样口(8)由紧贴直筒型取样杆(2)内壁的挡板(9)作为开关实现对取样口(8)的打开和密封，挡板(9)的顶部与金属杆(10)连接，然后金属杆(10)的另一端与拉手(11)连接，拉手(11)位于取样杆(2)顶端外部；取样杆(2)内取样口(8)的上面设有孔板滤网(12)，孔板滤网(12)的孔与硅胶管(3)连通，硅胶管(3)的另一端通过蠕动泵(4)与集水装置(5)连接；集水装置(5)的封口上设有不同的圆孔，通过圆孔密封安装有在线测试装置的探头(6)，探头(6)与仪表(7)连接；测试装置为能够测试DO、pH、ORP、NH₄ ⁺、NO₃ ^-参数的装置；取样口(8)为矩形，其尺寸长度不小于2cm。

2.按照权利要求1的装置，其特征在于，圆锥形钻头(1)底面内直径32mm，高100mm，钻头表面光滑；取样杆(2)内直径32mm，高1.5-2.5m，距取样杆底部20cm处,开有边长为20mm的正方形孔作为取样口(8)，正方形取样口(8)再由紧贴内壁的正方形挡板(9)密封，正方形挡板(9)的边长为30mm，其顶部连接直径3mm的金属杆(10)，金属杆(10)顶端接合塑料拉手(11)，取样杆(2)底部往上50mm处设有孔板滤网(12)，孔板滤网(12)上部粘连硅胶管(3)；硅胶管(3)规格为φ8mm×11mm，硅胶管(3)的另一端通过蠕动泵(4)与集水装置(5)连接。

3.按照权利要求1的装置，其特征在于，所述的孔板滤网(12)，其表面均匀布满直径2mm的小孔。

4.按照权利要求1的装置，其特征在于，孔板滤网(12)采用漏斗式的装置使得孔板滤网(12)的孔与硅胶管(3)固定连通。

5.按照权利要求1的装置，其特征在于，取样杆(2)表面刻有刻度，能够指示深入液面下的深度。

6.按照权利要求1的装置，其特征在于，圆锥形钻头(1)采用多功能钻头。

7.采用权利要求1-6的任一装置进行原位取样并在线测试的方法，特征在于，包括以下步骤：

圆锥形钻头(1)能够自由深入到反应器液面下的指定深度，然后上拉拉手(11)使挡板(9)错开取样口(8)，待测原位点的水样在压力作用下流进取样杆(2)内，水样经过杆内孔板滤网(12)过滤后进入硅胶管(3)，接着打开蠕动泵(4)，将水样抽进集水装置(5)，进入集水装置(5)的水样使用探头(6)实时测定其各种指标；

或将硅胶管(3)从取样杆(2)顶部断开，接到对应的原水取样点即可，然后打开蠕动泵(4)，直接将水样收集在集水装置(5)中，进而测定各项指标。