CN110106074A - 一种现场污水采样装置及采样方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种现场污水采样装置及其采样方法，包括抽采组件、进水管组件以及计量组件，所述抽采组件、进水管组件分别与所述计量组件连接，进水管组件包括通过若干段可拆卸连接在一起的第一管体，第一管体的底部连接有第二管体，第一管体的顶部通过第三管体与计量组件的顶部一侧连接；第二管体包括内管以及外管，外管固定的套在内管上，内管与外管之间的间隙构成第一水流通道，内管内的通道构成第二水流通道，在抽采污水时，污水通过第一水流通道进入第二水流通道，再通过第二水流通道进入第一管体中，第二管体中还设有藻类过滤组件，本发明能够避免抽取到藻类，从而便于对污水中的微生物进行检测，提高了检测精度。

Description

一种现场污水采样装置及采样方法

技术领域

本发明涉及一种水体采样技术，特别涉及一种现场污水采样装置及采样方法。

背景技术

在环保检测中，水体微生物是衡量水体质量的重要指标之一。检测水体微生物，首要是要从污染的水体中采样。但是随着环境的污染，水体中富含氮、磷等元素，导致藻类生物爆发，而在水体采样时，很容易就将藻类生物也采集到，因此需要将采样装置深入到水体内部中去。但是即便是将采样装置深入水体，在抽采水样时，也难免会抽取到少量的藻类，从而影响对微生物的检测。

发明内容

为了解决上述现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种现场污水采样装置及采样方法，该现场污水采样装置能够避免抽取到藻类，从而便于对污水中的微生物进行检测，提高了检测精度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：一种现场污水采样装置，包括抽采组件、进水管组件以及计量组件，所述抽采组件、进水管组件分别与所述计量组件连接，并且所述计量组件通过抽采组件以及进水管组件抽取污水，所述计量组件还设有出水口，所述计量组件通过所述出水口连接采样瓶；

所述进水管组件包括通过若干段可拆卸连接在一起的第一管体，所述第一管体的底部连接有第二管体，所述第一管体的顶部通过第三管体与所述计量组件的顶部一侧连接；

其中，所述第二管体包括内管以及外管，所述外管固定的套在所述内管上，所述内管的两端均开口，所述外管的一端开口，另一端呈密封状态，所述外管与所述内管之间通过支撑组件固定连接在一起，所述内管与所述外管之间的间隙构成第一水流通道，所述内管内的通道构成第二水流通道，在抽采污水时，污水通过所述第一水流通道进入所述第二水流通道，再通过第二水流通道进入第一管体中；

所述第二管体中还设有藻类过滤组件，所述藻类过滤组件包括驱动部、旋转部以及过滤网，其中，所述驱动部设于所述第一水流通道内，所述旋转部设于所述第二水流通道内，所述过滤网固定安装在所述旋转部上，所述旋转部通过所述驱动部驱动转动。

可选的，所述旋转部包括一对叶轮，一对所述叶轮对称且均匀的分布在所述第一水流通道内，并且一对所述叶轮通过第一转轴设于所述第一水流通道内。

可选的，所述旋转部包括转筒以及第二转轴，所述转筒包括一对转盘以及连接在一对转盘之间的若干连杆，若干连杆均匀分布在同一圆周上，所述过滤网固定在若干所述连杆的外侧，并沿若干所述连杆绕成筒状。

可选的，所述第一转轴与所述第二转轴同轴布置，并且所述第二转轴的两端分别与所述第一转轴传动连接。

可选的，所述支撑组件包括支撑块，所述支撑块靠近内管外壁的一端与内管一体成型，所述支撑块的另一端通过螺钉与所述外管的管壁连接固定，并且所述支撑块与所述外管内壁接触的表面设有密封条。

可选的，所述支撑块的中部设有用于安装所述旋转部的安装腔，所述安装腔的一端设有若干进水口，另一端设有出水口，叶轮通过所述第一转轴转动连接在所述安装腔内。

可选的，若干所述进水口的轴线与所述支撑块的外壁之间的夹角为锐角。

可选的，所述叶轮包括若干叶片以及与所述第一转轴连接的轮芯，所述叶片的截面呈曲面状。

可选的，所述叶片的曲面包括内凹弧面以及外凸弧面，所述内凹弧面的外端部与所述外凸弧面的外端部相交于叶片的外端部，所述内凹弧面为圆柱曲面，所述外凸弧面为抛物曲面。

采用上述技术方案，本发明在采样时，可将第二管体深入到污水中，通过第二管体中的藻类过滤组件将藻类过滤掉，从而使得采集到的污水中滤除了藻类，便于对污水中的微生物进行检测，提高微生物的检测精度。同时，藻类过滤组件的驱动部安装在第一水流通道内，当在抽取污水时，污水经过第一水流通道能够使驱动部产生转动，驱动旋转部转动，从而使得过滤网处于转动状态，使藻类缠绕在过滤网上，因而旋转部通过利用水流产生的动能驱动转动，无需提供额外的动力系统，节约了成本。

依据本发明的现场污水采样装置，本发明还提供了一种污水采样方法，该方法使用现场污水采样装置进行采样，其包括以下步骤：

根据污水深度以及取水位置，取相应数量的第一管体，并将进水管组件与计量组件连接好；

将所述进水管组件放入污水水体中；

操作抽采组件，将污水抽入计量组件中，待计量组件中的污水水量达到需要水量时，停止抽采污水；

将所述进水管组件从计量组件中拆除，并通过密封塞将与进水管组件连接的进水端堵住；

通过所述抽采组件将计量组件中的污水排到采样瓶中。

通过该方法采样，一方面能够适应污水水体的深度，实现在合适的水体深度采样，另一方面能够有效的滤除藻类，达到提高微生物检测精度的目的。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的第二管体的结构示意图；

图3是本发明的支撑块的结构示意图；

图4是本发明的支撑块的剖视图；

图5是本发明的叶轮的结构示意图；

图6是本发明的转筒的结构示意图；

图7是本发明的转动安装上过滤网后的结构示意图；

图8是本发明的计量组件的结构示意图；

图9是本发明的抽采组件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1所示，本发明公开了一种现场污水采样装置，包括抽采组件1、进水管组件2以及计量组件3，抽采组件1、进水管组件2分别与计量组件3连接，计量组件3通过抽采组件1以及进水管组件2抽取污水，计量组件3还设有出水口301，计量组件3通过出水口301连接采样瓶4，在具体设置采样瓶4时，可设置多个规格不等的采样瓶，例如2～3个采样瓶4，而出水口301可连接多通阀302，通过多通阀302将污水分别通向各个采样瓶4中。

具体的，如图1、2所示，进水管组件2包括通过若干段可拆卸连接在一起的第一管体201，第一管体201的底部连接有第二管体202，第一管体201的顶部通过第三管体203与计量组件3的顶部一侧连接。其中，第一管体201的两端分别设有密封法兰，在连接第一管体201时，通过密封法兰实现对第一管体201的连接。第二管体202包括内管5以及外管6，外管6固定的套在内管5上，内管5的两端均开口，内管5可采用U型管，使得内管5的两端在使用时均为朝上的状态，从而可避免抽取到淤泥，外管6的一端开口，另一端呈密封状态，外管6与内管5之间通过支撑组件7固定连接在一起，内管5与外管6之间的间隙构成第一水流通道8，内管5内的通道构成第二水流通道9，在抽采污水时，污水通过第一水流通道8进入第二水流通道9，再通过第二水流通道9进入第一管体201中。第二管体202中还设有藻类过滤组件10，藻类过滤组件10包括驱动部、旋转部以及过滤网11，其中，驱动部设于第一水流通道8内，旋转部设于第二水流通道9内，过滤网11固定安装在旋转部上，旋转部通过驱动部驱动转动。

通过上述方案，本发明在采样时，可将第二管体202深入到污水中，通过第二管体202中的藻类过滤组件10将藻类过滤掉，从而使得采集到的污水中滤除了藻类，便于对污水中的微生物进行检测，提高微生物的检测精度。同时，藻类过滤组件10的驱动部安装在第一水流通道8内，当在抽取污水时，污水经过第一水流通道8能够使驱动部产生转动，驱动旋转部转动，从而使得过滤网11处于转动状态，使藻类缠绕在过滤网11上，因而旋转部通过利用水流产生的动能驱动转动，无需提供额外的动力系统，节约了成本。

在本发明的一个实施例中，如图4所示，旋转部包括一对叶轮12，一对叶轮12对称且均匀的分布在第一水流通道8内，并且一对叶轮12通过第一转轴13设于第一水流通道8内。

上述叶轮12在设置时，一对叶轮12之间的夹角设置为180°，使得连接一对叶轮12的第一转轴13与下述的第二转轴15同轴分布，并且使第二转轴15的两端分别与第一转轴13通过联轴器传动连接。

在本发明的一个实施例中，如图6、7所示，旋转部包括转筒14以及第二转轴15，转筒14包括一对转盘1401以及连接在一对转盘1401之间的若干连杆1402，若干连杆1402均匀分布在同一圆周上，过滤网11固定在若干连杆1402的外侧，并沿若干连杆1402绕成筒状。由此，通过连杆1402对过滤网11进行支撑，可减轻转筒14的重量，而且也便于污水的流通。

在本发明的一个实施例中，如图3、4所示，支撑组件7包括支撑块701，支撑块701靠近内管5外壁的一端与内管5一体成型，支撑块701的另一端通过螺钉与外管6的管壁连接固定，并且支撑块701与外管6内壁接触的表面设有密封条，由此，在安装支撑块701时，需要保持支撑块701的密封性能，因而设置密封条与外观6的内壁接触，以提高支撑块701的密封能力。

支撑块701可设为一个圆环块，该支撑块701的内径与内管5的外径相适应，并且支撑块701的外径与外管6的内径相适应，由此，通过该支撑块701的设置，可将第一水流通道8截断，使污水仅通过旋转部通过支撑块701，从而提高污水对旋转部的驱动力。

具体的，在支撑块701的中部设有用于安装旋转部的安装腔702，安装腔702的一端设有若干进水口703，另一端设有出水口704，叶轮12通过第一转轴13转动连接在安装腔702内，在设置进水口703时，进水口703的轴线与第一转轴13之间的夹角为锐角，由此，当污水通过进水口703进入安装腔702内时，能够对叶轮12的侧部进行冲击，从而更容易驱动叶轮12的旋转。

在本发明的一个实施例中，如图5所示，叶轮12包括若干叶片1201以及与第一转轴13连接的轮芯1202，叶片1201的截面呈曲面状。

具体地，叶片1201的曲面包括内凹弧面1203以及外凸弧面1204，内凹弧面1203的外端部与外凸弧面1204的外端部相交于叶片1201的外端部，内凹弧面1203为圆柱曲面，外凸弧面1204为抛物曲面。在污水冲击叶片1201时，受冲击的表面是内凹弧面1203，使得叶片1201具有较佳的受力效果，而叶片1201的受阻面为外凸弧面1204，在转动时所受阻力较小，通过内凹弧面1203与外凸弧面1204的设置，提高了叶片1201传动的稳定性。

在本发明的一个实施例中，如图8所示，计量组件3包括计量斗302，计量斗302为透明材料制成，并且在计量斗302的外壁上设有刻度线，以标示计量斗302的污水量，计量斗302的顶部设有与计量斗302一体成型的盖板303，在该盖板303上分别设有与第三管体203连接的第一连接口以及与抽采组件1连接的第二连接口，其中，第二连接口固定设有一根抽采管304，该抽采管304的一端与计量斗302内部连通，另一端与抽采组件1连接。

在计量斗301的底部设有出水口301，该出水口301连接有多通阀305，出水口305通过多通阀305分别与各个采样瓶4连接。为了便于控制，实现自动化，可将该多通阀305通过计算机控制系统进行控制，并在出水口301处安装单向阀306，该单向阀306为单向出阀，即污水只能通过单向阀306从计量斗302向多通阀305排水。

在抽采污水时，可通过计算机控制系统控制多通阀305关闭，抽采组件1在抽取污水时，在计量斗302中产生负压，从而使得污水通过进水管组件2进入计量斗302中，待污水的体积达到需要的量时，可停止抽采。

在本发明的一个实施例中，如图9所示，抽采组件1包括缸体101以及活塞102，缸体101的容积大于计量斗302的容积，缸体101通过支架107支撑，活塞102滑动连接在缸体101内，缸体101的底部与抽采管304连接。当活塞102向上抬升时，可通过抽采管304在计量斗302内产生负压，从而实现污水的抽取。

具体地，活塞102的外侧面设有与活塞102一体成型的活塞杆103，活塞杆103的顶部设有与活塞杆103的顶部一体成型的套环104，套环104设有内螺纹，并且套环104螺纹连接在一个丝杆105上，丝杆105的底部转动连接在支架107上，丝杆105的顶部通过驱动电机106驱动转动，驱动电机106也可安装在支架107上，驱动电机106通过上述的计算机控制系统控制转速以及转向。驱动电机106可采用YE系列低速电机，以保证丝杆105的转速为10～20r/min。

下面通过对巢湖污染水体的采样为例，具体说明本发明。

首先，组装进水管组件2，并将组装好的进水管组件2与计量斗302的第一连接口连接，并密封好。在取巢湖的污水时，需要抽取水面以下2m的污水，因此，取两根长度1.5m的第一管体201，并将两根第一管体201连接好，组成长度为3m的管子，然后再将第二管体202和第三管体203分别与第一管体201的两端连接好，然后再将第三管体203与计量斗302的第一连接口密封连接，由于在抽采污水时，需要将第二管体202放入巢湖的水体中，因而第三管体203可采用高压软管，以便于移动第一管体201和第二管体202。

其次，将进水管组件2放入污水水体中，在抽采污水时，可两人一组抽取，其中一人手持进水管组件2，另一人操作计算机控制系统。

然后，通过计算机控制系统控制多通阀305关闭，并控制活塞102向远离抽采管304的方向移动，使计量斗302产生负压而抽取污水，待计量斗302中的污水水量达到需要水量时，停止抽采污水；

将进水管组件2从计量斗302中拆除，并通过密封塞将与进水管组件2连接的第一连接口堵住，并通过计算机控制系统控制多通阀305打开相应的通道，然后再控制活塞102向回移动，将计量斗302中的污水通过多通阀305排到相应的采样瓶4中，从而完成巢湖污染水的采样工作。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

除说明书所述的技术特征外，其余技术特征为本领域技术人员的已知技术，为突出本发明的创新特点，其余技术特征在此不再赘述。

Claims (10)

1.一种现场污水采样装置，其特征在于，包括抽采组件(1)、进水管组件(2)以及计量组件(3)，所述抽采组件(1)、进水管组件(2)分别与所述计量组件(3)连接，并且所述计量组件(3)通过抽采组件(1)以及进水管组件(2)抽取污水，所述计量组件(3)还设有出水口(301)，所述计量组件(3)通过所述出水口(301)连接采样瓶(4)；

所述进水管组件(2)包括通过若干段可拆卸连接在一起的第一管体(201)，所述第一管体(201)的底部连接有第二管体(202)，所述第一管体(201)的顶部通过第三管体(203)与所述计量组件(3)的顶部一侧连接；

其中，所述第二管体(202)包括内管(5)以及外管(6)，所述外管(6)固定的套在所述内管(5)上，所述内管(5)的两端均开口，所述外管(6)的一端开口，另一端呈密封状态，所述外管(6)与所述内管(5)之间通过支撑组件(7)固定连接在一起，所述内管(5)与所述外管(6)之间的间隙构成第一水流通道(8)，所述内管(5)内的通道构成第二水流通道(9)，在抽采污水时，污水通过所述第一水流通道(8)进入所述第二水流通道(9)，再通过第二水流通道(9)进入第一管体(201)中；

所述第二管体(202)中还设有藻类过滤组件(10)，所述藻类过滤组件(10)包括驱动部、旋转部以及过滤网(11)，其中，所述驱动部设于所述第一水流通道(8)内，所述旋转部设于所述第二水流通道(9)内，所述过滤网(11)固定安装在所述旋转部上，所述旋转部通过所述驱动部驱动转动。

2.根据权利要求1所述的现场污水采样装置，其特征在于，所述旋转部包括一对叶轮(12)，一对所述叶轮(12)对称且均匀的分布在所述第一水流通道(8)内，并且一对所述叶轮(12)通过第一转轴(13)设于所述第一水流通道(8)内。

3.根据权利要求2所述的现场污水采样装置，其特征在于，所述旋转部包括转筒(14)以及第二转轴(15)，所述转筒(14)包括一对转盘(1401)以及连接在一对转盘(1401)之间的若干连杆(1402)，若干连杆(1402)均匀分布在同一圆周上，所述过滤网(11)固定在若干所述连杆(1402)的外侧，并沿若干所述连杆(1402)绕成筒状。

4.根据权利要求3所述的现场污水采样装置，其特征在于，所述第一转轴(13)与所述第二转轴(15)同轴布置，并且所述第二转轴(15)的两端分别与所述第一转轴(13)传动连接。

5.根据权利要求4所述的现场污水采样装置，其特征在于，所述支撑组件(7)包括支撑块(701)，所述支撑块(701)靠近内管(5)外壁的一端与内管(5)一体成型，所述支撑块(701)的另一端通过螺钉与所述外管(6)的管壁连接固定，并且所述支撑块(701)与所述外管(6)内壁接触的表面设有密封条。

6.根据权利要求5所述的现场污水采样装置，其特征在于，所述支撑块(701)的中部设有用于安装所述旋转部的安装腔(702)，所述安装腔(702)的一端设有若干进水口(703)，另一端设有出水口(704)，叶轮(12)通过所述第一转轴(13)转动连接在所述安装腔(702)内。

7.根据权利要求6所述的现场污水采样装置，其特征在于，若干所述进水口(703)的轴线与所述支撑块(701)的外壁之间的夹角为锐角。

8.根据权利要求7所述的现场污水采样装置，其特征在于，所述叶轮(12)包括若干叶片(1201)以及与所述第一转轴(13)连接的轮芯(1202)，所述叶片(1201)的截面呈曲面状。

9.根据权利要求8所述的现场污水采样装置，其特征在于，所述叶片(1201)的曲面包括内凹弧面(1203)以及外凸弧面(1204)，所述内凹弧面(1203)的外端部与所述外凸弧面(1204)的外端部相交于叶片(1201)的外端部，所述内凹弧面(1203)为圆柱曲面，所述外凸弧面(1204)为抛物曲面。

10.一种使用如权利要求1～9任一项的现场污水采样装置的污水采样方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据污水深度以及取水位置，取相应数量的第一管体(201)，并将进水管组件(2)与计量组件(3)连接好；

将所述进水管组件(2)放入污水水体中；

操作抽采组件(1)，将污水抽入计量组件(3)中，待计量组件(3)中的污水水量达到需要水量时，停止抽采污水；

将所述进水管组件(2)从计量组件(3)中拆除，并通过密封塞将与进水管组件(2)连接的进水端堵住；

通过所述抽采组件将计量组件(3)中的污水排到采样瓶(4)中。