CN110031358A - 一种砂石骨料废水中泥浓度检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

一种砂石骨料废水中泥浓度检测装置及其检测方法，它涉及一种浓度检测装置及其检测方法。本发明目的是要解决现有浓度检测装置无法检测砂石骨料行业洗砂废水中高浓度泥含量的问题。检测装置包括上游含泥废水管、含泥废水储罐、混合取样装置、喷淋清洗装置、固定体积称重装置、液晶称重平台、排放槽、下游排放管及主机。方法：一、通过设置于含泥废水储罐不同高度的取样漏斗，得到平均浓度的含泥废水，平均浓度的含泥废水排入固定体积装置，主机通过体积、质量及密度计算并显示于液晶显示器上，得到含泥废水的质量浓度；二、打开排污管电动阀，同时打开清水管控制阀。

Description

一种砂石骨料废水中泥浓度检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及一种浓度检测装置及其检测方法。

背景技术

砂石骨料行业洗砂废水具有用水量大、含泥量高及泥质易沉等特点，目前市面上检测浓度最高的是哈希公司生产的SOLITAXTM污泥浓度仪，测量浓度达到0.001g/L～500g/L，测量原理主要依靠内置的LED光源发射880nm红外光，经过悬浮物散射后射入检测器进行检测计算。该产品价格昂贵，保养要求高，在砂石骨料行业需检测位置较多，且大多都是含泥量很大的场所，这样导致对维护要求更高更严格；且局部位置浓度超过500g/L，导致无法采用仪器进行测量，只能采用人工取样人工烘干的方式进行测量，耗时耗力，效率很低。

发明内容

本发明目的是要解决现有浓度检测装置无法检测砂石骨料行业洗砂废水中高浓度泥含量的问题，而提供一种砂石骨料废水中泥浓度检测装置及其检测方法。

一种砂石骨料废水中泥浓度检测装置包括上游含泥废水管、含泥废水储罐、混合取样装置、喷淋清洗装置、固定体积称重装置、液晶称重平台、排放槽、下游排放管及主机；

所述的混合取样装置包括取样漏斗、取样控制阀及取样管路；所述的喷淋清洗装置包括清水管控制阀、清洗管路及清洗喷头；所述固定体积称重装置包括水流感应器、固定体积装置、溢流管、排污管电动阀及排污管；所述的液晶称重平台包括称重装置及液晶显示器；

含泥废水储罐上方设置上游含泥废水管，含泥废水储罐内部延高度方向均布设置多个取样漏斗，且多个取样漏斗底部均与取样管路相连通，取样管路的一端穿出含泥废水储罐的侧壁，并设置于固定体积装置上方；

所述的固定体积装置设置于称重装置上，固定体积装置底部设置排污管，固定体积装置侧壁上部设置溢流管，称重装置下方设置排放槽，溢流管及排污管的一端向下均穿出称重装置，并设置于排放槽上方，固定体积装置的上部设置清洗喷头，清洗喷头与清洗管路相连通；所述的排放槽底部设置下游排放管；

所述的取样管路上设置取样控制阀；所述的溢流管上设置水流感应器，所述的排污管上设置排污管电动阀；所述的清洗管路上设置清水管控制阀；

所述的称重装置的数据输出端与主机的数据输入端相连接，主机的数据输出端与液晶显示器的数据输入端相连接；所述的水流感应器的信号输出端与主机的信号输入端相连接；所述的主机的控制信号输出端分别与取样控制阀、清水管控制阀及排污管电动阀的控制电路相连接。

一种砂石骨料废水中泥浓度检测装置的检测方法是按以下步骤进行的：

一、打开取样控制阀，上游砂石骨料水洗过程中产生的含泥废水通过上游含泥废水管排入含泥废水储罐，通过设置于含泥废水储罐不同高度的取样漏斗，得到平均浓度的含泥废水，平均浓度的含泥废水通过取样管路排入固定体积装置，当平均浓度的含泥废水填至固定体积装置的溢流管上方，高于溢流管水平位置的平均浓度的含泥废水通过溢流管排入排放槽，水流感应器反馈信号通过主机控制取样控制阀关闭取样管路，通过称重装置得出平均浓度的含泥废水质量，主机通过体积、质量及密度计算并显示于液晶显示器上，得到含泥废水的质量浓度；

所述的含泥废水的质量浓度计算公式：

其中含泥废水的质量浓度为n，单位为％；

含泥废水总质量为M，单位为kg；

含泥废水总体积为V，单位为L；

干泥密度为ρ1＝2.7kg/L；

水的密度为ρ2＝1kg/L；

二、主机接收到平均浓度的含泥废水质量信号，反馈一路延迟信号控制打开排污管电动阀，平均浓度的含泥废水通过排污管排出，同时打开清水管控制阀，清洗喷头喷射清水，将固定体积装置冲洗干净并排入排放槽，并通过下游排放管排出。

原理：砂石骨料废水中泥含量很高，溶液中主要含有泥和水，其他杂质含量很低，相对于泥含量来说可忽略不计，本发明通过测量含泥废水总质量和总体积，可根据公式计算出质量浓度，本身系统误差是由其它杂质含量引起的，故泥含量越高，准确率越高。

推倒过程：

1本发明假设其他杂质含量很低，相对于泥含量来说可忽略不计；

2针对某一测量样本，溶质泥质量为m1，水的质量为m2；

3针对某一测量样本，观测结果为总质量含泥废水为M，单位为kg，总体积含泥废水为V，单位为L；

4砂石骨料和砂都是岩石破碎后的成品，干泥是岩石破碎后粉状废料，经水洗砂石骨料和砂后，石粉被冲洗到水中，形成泥，本发明主要为了测量废水中泥的质量浓度，因此，干泥一般为岩石破碎后的石粉，与岩石的密度相同，大部分岩石的密度为2.7kg/L。

因此，设干泥密度为ρ1，单位为kg/L，一般取值2.7kg/L，

水的密度为ρ2，单位为kg/L，一般取值1kg/L；

则可列出下式方程组：

a、M＝m1+m2；

b、

经过整理得出，

本发明优点：

一、本发明可以涵盖砂石骨料洗砂废水中泥含量更高的浓度测量，没有上限，解决现有浓度检测装置无法检测废水中浓度超过500g/L的泥含量；

二、本发明成本造价低，测量准确，准确率达到99％以上，适合单一物料的所有场所。

附图说明

图1为本发明一种砂石骨料废水中泥浓度检测装置的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1，本实施方式一种砂石骨料废水中泥浓度检测装置包括上游含泥废水管1、含泥废水储罐2、混合取样装置、喷淋清洗装置、固定体积称重装置、液晶称重平台、排放槽18、下游排放管19及主机；

所述的混合取样装置包括取样漏斗4、取样控制阀5及取样管路11；所述的喷淋清洗装置包括清水管控制阀7、清洗管路8及清洗喷头9；所述固定体积称重装置包括水流感应器6、固定体积装置10、溢流管12、排污管电动阀14及排污管15；所述的液晶称重平台包括称重装置16及液晶显示器17；

含泥废水储罐2上方设置上游含泥废水管1，含泥废水储罐2内部延高度方向均布设置多个取样漏斗4，且多个取样漏斗4底部均与取样管路11相连通，取样管路11的一端穿出含泥废水储罐2的侧壁，并设置于固定体积装置10上方；

所述的固定体积装置10设置于称重装置16上，固定体积装置10底部设置排污管15，固定体积装置10侧壁上部设置溢流管12，称重装置16下方设置排放槽18，溢流管12及排污管15的一端向下均穿出称重装置16，并设置于排放槽18上方，固定体积装置10的上部设置清洗喷头9，清洗喷头9与清洗管路8相连通；所述的排放槽18底部设置下游排放管19；

所述的取样管路11上设置取样控制阀5；所述的溢流管12上设置水流感应器6，所述的排污管15上设置排污管电动阀14；所述的清洗管路8上设置清水管控制阀7；

所述的称重装置16的数据输出端与主机的数据输入端相连接，主机的数据输出端与液晶显示器17的数据输入端相连接；所述的水流感应器6的信号输出端与主机的信号输入端相连接；所述的主机的控制信号输出端分别与取样控制阀5、清水管控制阀7及排污管电动阀14的控制电路相连接。

本具体实施方式优点：

一、本具体实施方式可以涵盖砂石骨料洗砂废水中泥含量更高的浓度测量，没有上限，解决现有浓度检测装置无法检测废水中浓度超过500g/L的泥含量；

二、本具体实施方式成本造价低，测量准确，准确率达到99％以上，适合单一物料的所有场所。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：所述的固定体积装置10通过装置支架13设置于称重装置16上。其他与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：所述的含泥废水储罐2底部设置储罐支架3。其他与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：所述的清洗喷头9喷出的水流为圆锥状水流。其他与具体实施方式一至三相同。

本具体实施方式水流为圆锥状的目的为均匀充分的对容器进行冲洗，减少残留物料对下次测量的干扰，增加测量准确度。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：所述的固定体积装置10为圆台状容器。其他与具体实施方式一至四相同。

本具体实施方式容器为圆台状的目的为方便清洗。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：所述的固定体积装置10的侧壁与称重装置16表面的夹角为θ，且60°≤θ≤150°。其他与具体实施方式一至五不相同。

本具体实施方式60°≤θ≤150°的目的为增加稳定性，不同的泥所需不同的夹角，一般大于60°以上可以将泥清洗干净，增加测量准确度。

具体实施方式七：本实施方式一种砂石骨料废水中泥浓度检测装置的检测方法是按以下步骤进行的：

一、打开取样控制阀5，上游砂石骨料水洗过程中产生的含泥废水通过上游含泥废水管1排入含泥废水储罐2，通过设置于含泥废水储罐2不同高度的取样漏斗4，得到平均浓度的含泥废水，平均浓度的含泥废水通过取样管路11排入固定体积装置10，当平均浓度的含泥废水填至固定体积装置10的溢流管12上方，高于溢流管12水平位置的平均浓度的含泥废水通过溢流管12排入排放槽18，水流感应器6反馈信号通过主机控制取样控制阀5关闭取样管路11，通过称重装置16得出平均浓度的含泥废水质量，主机通过体积、质量及密度计算并显示于液晶显示器17上，得到含泥废水的质量浓度；

所述的含泥废水的质量浓度计算公式：

其中含泥废水的质量浓度为n，单位为％；

含泥废水总质量为M，单位为kg；

含泥废水总体积为V，单位为L；

干泥密度为ρ1＝2.7kg/L；

水的密度为ρ2＝1kg/L；

二、主机接收到平均浓度的含泥废水质量信号，反馈一路延迟信号控制打开排污管电动阀14，平均浓度的含泥废水通过排污管15排出，同时打开清水管控制阀7，清洗喷头9喷射清水，将固定体积装置10冲洗干净并排入排放槽18，并通过下游排放管19排出。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式七不同点是：步骤二中清洗喷头9的水压≥0.3MPa。其他与具体实施方式七相同。

本具体实施方式水压≥0.3MPa的目的为根据泥的粘附力进行选取，一般水压≥0.3MPa，能较好的将泥清洗干净。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式七或八之一不同点是：步骤二中所述的清洗喷头9喷出的水流为圆锥状水流。其他与具体实施方式七或八相同。

采用下述试验验证本发明效果：

实施例一：

结合图1，本实施例一种砂石骨料废水中泥浓度检测装置包括上游含泥废水管1、含泥废水储罐2、混合取样装置、喷淋清洗装置、固定体积称重装置、液晶称重平台、排放槽18、下游排放管19及主机；

所述的混合取样装置包括取样漏斗4、取样控制阀5及取样管路11；所述的喷淋清洗装置包括清水管控制阀7、清洗管路8及清洗喷头9；所述固定体积称重装置包括水流感应器6、固定体积装置10、溢流管12、排污管电动阀14及排污管15；所述的液晶称重平台包括称重装置16及液晶显示器17；

含泥废水储罐2上方设置上游含泥废水管1，含泥废水储罐2内部延高度方向均布设置多个取样漏斗4，且多个取样漏斗4底部均与取样管路11相连通，取样管路11的一端穿出含泥废水储罐2的侧壁，并设置于固定体积装置10上方；

所述的固定体积装置10设置于称重装置16上，固定体积装置10底部设置排污管15，固定体积装置10侧壁上部设置溢流管12，称重装置16下方设置排放槽18，溢流管12及排污管15的一端向下均穿出称重装置16，并设置于排放槽18上方，固定体积装置10的上部设置清洗喷头9，清洗喷头9与清洗管路8相连通；所述的排放槽18底部设置下游排放管19；

所述的取样管路11上设置取样控制阀5；所述的溢流管12上设置水流感应器6，所述的排污管15上设置排污管电动阀14；所述的清洗管路8上设置清水管控制阀7；

所述的称重装置16的数据输出端与主机的数据输入端相连接，主机的数据输出端与液晶显示器17的数据输入端相连接；所述的水流感应器6的信号输出端与主机的信号输入端相连接；所述的主机的控制信号输出端分别与取样控制阀5、清水管控制阀7及排污管电动阀14的控制电路相连接。

所述的固定体积装置10通过装置支架13设置于称重装置16上。

所述的含泥废水储罐2底部设置储罐支架3。

所述的固定体积装置10为圆台状容器，溢流管12下部空间为1L固定容积。

所述的固定体积装置10的侧壁与称重装置16表面的夹角为θ＝60°。

一种砂石骨料废水中泥浓度检测装置的检测方法是按以下步骤进行的：

一种砂石骨料废水中泥浓度检测装置的检测方法是按以下步骤进行的：

一、打开取样控制阀5，上游砂石骨料水洗过程中产生的含泥废水通过上游含泥废水管1排入含泥废水储罐2，通过设置于含泥废水储罐2不同高度的取样漏斗4，得到平均浓度的含泥废水，平均浓度的含泥废水通过取样管路11排入固定体积装置10，当平均浓度的含泥废水填至固定体积装置10的溢流管12上方，高于溢流管12水平位置的平均浓度的含泥废水通过溢流管12排入排放槽18，水流感应器6反馈信号通过主机控制取样控制阀5关闭取样管路11，通过称重装置16得出平均浓度的含泥废水质量，主机通过体积、质量及密度计算并显示于液晶显示器17上，得到含泥废水的质量浓度；

所述的含泥废水的质量浓度计算公式：

其中含泥废水的质量浓度为n，单位为％；

含泥废水总质量为M，单位为kg；

含泥废水总体积为V，单位为L；

干泥密度为ρ1＝2.7kg/L；

水的密度为ρ2＝1kg/L；

二、主机接收到平均浓度的含泥废水质量信号，反馈一路延迟信号控制打开排污管电动阀14，平均浓度的含泥废水通过排污管15排出，同时打开清水管控制阀7，清洗喷头9喷射清水，将固定体积装置10冲洗干净并排入排放槽18，并通过下游排放管19排出。

所述的清洗喷头9喷出的水流为圆锥状水流，水压为0.3MPa，能覆盖溢流管下部空间，保证固定体积装置10内清洗干净。

本实施例在实验室条件下，将一定质量的干泥与水混合，配制已知质量浓度的含泥废水，然后将已知质量浓度的含泥废水利用本实施例砂石骨料废水中泥浓度检测装置进行检测，以验证本实施例的准确率，具体数据如下表1所示。

表1

由表1可知，本实施例的计算准确率达到99％以上。

Claims (9)

1.一种砂石骨料废水中泥浓度检测装置，其特征在于一种砂石骨料废水中泥浓度检测装置包括上游含泥废水管(1)、含泥废水储罐(2)、混合取样装置、喷淋清洗装置、固定体积称重装置、液晶称重平台、排放槽(18)、下游排放管(19)及主机；

所述的混合取样装置包括取样漏斗(4)、取样控制阀(5)及取样管路(11)；所述的喷淋清洗装置包括清水管控制阀(7)、清洗管路(8)及清洗喷头(9)；所述固定体积称重装置包括水流感应器(6)、固定体积装置(10)、溢流管(12)、排污管电动阀(14)及排污管(15)；所述的液晶称重平台包括称重装置(16)及液晶显示器(17)；

含泥废水储罐(2)上方设置上游含泥废水管(1)，含泥废水储罐(2)内部延高度方向均布设置多个取样漏斗(4)，且多个取样漏斗(4)底部均与取样管路(11)相连通，取样管路(11)的一端穿出含泥废水储罐(2)的侧壁，并设置于固定体积装置(10)上方；

所述的固定体积装置(10)设置于称重装置(16)上，固定体积装置(10)底部设置排污管(15)，固定体积装置(10)侧壁上部设置溢流管(12)，称重装置(16)下方设置排放槽(18)，溢流管(12)及排污管(15)的一端向下均穿出称重装置(16)，并设置于排放槽(18)上方，固定体积装置(10)的上部设置清洗喷头(9)，清洗喷头(9)与清洗管路(8)相连通；所述的排放槽(18)底部设置下游排放管(19)；

所述的取样管路(11)上设置取样控制阀(5)；所述的溢流管(12)上设置水流感应器(6)，所述的排污管(15)上设置排污管电动阀(14)；所述的清洗管路(8)上设置清水管控制阀(7)；

所述的称重装置(16)的数据输出端与主机的数据输入端相连接，主机的数据输出端与液晶显示器(17)的数据输入端相连接；所述的水流感应器(6)的信号输出端与主机的信号输入端相连接；所述的主机的控制信号输出端分别与取样控制阀(5)、清水管控制阀(7)及排污管电动阀(14)的控制电路相连接。

2.根据权利要求1所述的一种砂石骨料废水中泥浓度检测装置，其特征在于所述的固定体积装置(10)通过装置支架(13)设置于称重装置(16)上。

3.根据权利要求1所述的一种砂石骨料废水中泥浓度检测装置，其特征在于所述的含泥废水储罐(2)底部设置储罐支架(3)。

4.根据权利要求1所述的一种砂石骨料废水中泥浓度检测装置，其特征在于所述的清洗喷头(9)喷出的水流为圆锥状水流。

5.根据权利要求1所述的一种砂石骨料废水中泥浓度检测装置，其特征在于所述的固定体积装置(10)为圆台状容器。

6.根据权利要求5所述的一种砂石骨料废水中泥浓度检测装置，其特征在于所述的固定体积装置(10)的侧壁与称重装置(16)表面的夹角为θ，且60°≤θ≤150°。

7.如权利要求1所述的一种砂石骨料废水中泥浓度检测装置的检测方法，其特征在于一种砂石骨料废水中泥浓度检测装置的检测方法是按以下步骤进行的：

一、打开取样控制阀(5)，上游砂石骨料水洗过程中产生的含泥废水通过上游含泥废水管(1)排入含泥废水储罐(2)，通过设置于含泥废水储罐(2)不同高度的取样漏斗(4)，得到平均浓度的含泥废水，平均浓度的含泥废水通过取样管路(11)排入固定体积装置(10)，当平均浓度的含泥废水填至固定体积装置(10)的溢流管(12)上方，高于溢流管(12)水平位置的平均浓度的含泥废水通过溢流管(12)排入排放槽(18)，水流感应器(6)反馈信号通过主机控制取样控制阀(5)关闭取样管路(11)，通过称重装置(16)得出平均浓度的含泥废水质量，主机通过体积、质量及密度计算并显示于液晶显示器(17)上，得到含泥废水的质量浓度；

所述的含泥废水的质量浓度计算公式：

其中含泥废水的质量浓度为n，单位为％；

含泥废水总质量为M，单位为kg；

含泥废水总体积为V，单位为L；

干泥密度为ρ1＝2.7kg/L；

水的密度为ρ2＝1kg/L；

二、主机接收到平均浓度的含泥废水质量信号，反馈一路延迟信号控制打开排污管电动阀(14)，平均浓度的含泥废水通过排污管(15)排出，同时打开清水管控制阀(7)，清洗喷头(9)喷射清水，将固定体积装置(10)冲洗干净并排入排放槽(18)，并通过下游排放管(19)排出。

8.根据权利要求7所述的一种砂石骨料废水中泥浓度检测装置的检测方法，其特征在于步骤二中清洗喷头(9)的水压≥0.3MPa。

9.根据权利要求7所述的一种砂石骨料废水中泥浓度检测装置的检测方法，其特征在于步骤二中所述的清洗喷头(9)喷出的水流为圆锥状水流。