CN110291381A - 浊度计装置、污泥浓缩装置和用浊度计装置确定液体样本的浊度的方法 - Google Patents

浊度计装置、污泥浓缩装置和用浊度计装置确定液体样本的浊度的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种浊度计装置(40)，包括：流体封闭式浊度计容器(44)，所述浊度计容器包括液体样本入口(61)和液体样本出口(62)；真空泵(50)，所述真空泵用于在所述浊度计容器(44)中生成低压以使所述液体样本(64)脱气；和光学测量装置(46)，所述光学测量装置用于以光学的方式确定所述液体样本的浊度。在测量浊度计容器中的液体样本的浊度之前，通过真空泵使液体样本脱气。光学测量装置连续地测量液体样本浊度，并在测量的液体样本浊度对于固定的最小时间段是稳定的之后输出最终的测量值。液体样本浊度的最终测量值基本上不会由液体样本的充气而导致篡改。

Description

浊度计装置、污泥浓缩装置和用浊度计装置确定液体样本的 浊度的方法
技术领域
本发明涉及一种包括浊度计装置的污泥浓缩装置、一种浊度计装置和一种用浊度计装置确定液体样本的浊度的方法。
背景技术
传统的污泥浓缩装置包括用于对废水处理厂的湿污泥进行机械脱水的污泥脱水装置。在这种情况下，湿污泥也可以是含水污泥或废水。典型的污泥脱水装置是离心式脱水装置，该离心式脱水装置通过湿污泥入口被供给有湿污泥。湿污泥在脱水装置中被离心分离，并且脱水后的湿污泥作为干污泥通过脱水装置的干污泥出口流动到干污泥目的地。污泥脱水装置还设有液体滤液出口，已经从湿污泥中提取的液体通过该液体滤液出口从脱水装置流出。
在湿污泥流入到脱水装置中之前，将增稠剂导入并添加到湿污泥中，以加速和改善脱水装置中的脱水程序。增稠剂的剂量应视需要尽可能高和尽可能低。在实践中，通过确定湿污泥的组成，并根据所确定的湿污泥组成计量试剂，从而在开环回路中控制剂量。这种开环控制过程是不准确的，因此可能浪费昂贵的增稠剂或干污泥的质量不好，特别是可能太湿。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有改进的干燥精度的污泥浓缩装置，以提供一种用于确定充气液体样本的浊度的浊度计和一种用于确定充气液体样本的浊度的合适方法。
利用独立权利要求1、9和12的特征解决这些目的。
根据本发明的污泥浓缩装置包括用于机械且主动地使湿污泥脱水的污泥脱水装置。脱水装置优选为离心式脱水装置，并包括用于加速湿污泥脱水的离心机。
污泥浓缩装置设有湿污泥源，该湿污泥源优选为复杂废水处理厂的一部分。湿污泥可以具有任意固体颗粒浓度，并且不一定是具有污泥状粘度的污泥，而是还可以是具有相对高的含水量的污泥。然而，湿污泥应该适于在脱水装置中被脱水。
脱水装置设有湿污泥入口，来自湿污泥源的湿污泥通过所述湿污泥入口进入脱水装置。湿污泥通过脱水装置被分离成干污泥和液体滤液。干污泥通过干污泥出口离开脱水装置以被输送到干污泥目的地，而液体滤液通过液体滤液出口离开脱水装置以基本上流至液体滤液目的地。
污泥浓缩装置设有增稠剂源，该增稠剂源与污泥脱水装置的湿污泥入口流体连通。增稠剂可以是任意种类的絮凝剂，例如聚合物胶或适于引发和支持湿污泥的絮凝的物质。增稠剂可以以流体连通的方式被供给到在脱水装置的湿污泥入口的上游的任何位置的湿污泥路径中，或者甚至被直接供给到脱水装置中。然而，有利的是将增稠剂供给到污泥脱水装置的湿污泥入口上游的湿污泥路径中。
试剂剂量装置布置在增稠剂源的下游。试剂剂量装置调节流入到湿污泥路径中的增稠剂的量。试剂剂量装置可以是泵或阀，并且可以被控制装置所控制。
污泥浓缩装置设有浊度计装置，该浊度计装置与脱水装置的滤液出口流体连通。液体滤液的小次级样本流从污泥脱水装置的液体滤液出口流到浊度计装置。液体滤液样本通过浊度计容器的样本入口流到浊度计中。浊度计装置确定来自污泥脱水装置的液体滤液的浊度。在该上下文中，术语“浊度”包括所有类型的值，例如，固体含量、总悬浮固体(TSS)或替代值。
液体滤液的浊度越高，脱水装置的固体保留性能越低，并且应该将更多的增稠剂供给到湿污泥路径中，反之亦然。浊度计是间接控制从污泥脱水装置中的湿污泥中提取的干污泥的质量的适当的仪器。
污泥浓缩装置还包括电子控制装置，该电子控制装置连接到浊度计和试剂剂量装置。电子控制装置读取浊度计装置的浊度测量值，将浊度测量值与浊度设定值进行比较，并相应地操作试剂剂量装置以保持液体滤液的浊度稳定。
浊度计装置应具有相对较短的测量间隔，从而实现控制回路的相对较短的反应时间。
根据本发明的适当的浊度计装置包括流体封闭式浊度计容器，该浊度计容器包括液体样本入口和液体样本出口。优选地，液体样本入口和液体样本出口可以被单独设置，但可选地，也可以实现为在浊度计容器处的单个可切换的进入口。
浊度计装置设有用于以光学的方式确定液体样本浊度的光学测量装置。光学测量装置通常设有光发射器和光传感器，该光发射器将测量光束引导到浊度计容器中，而光传感器检测由液体样本中的固体颗粒散射的发射器光。
浊度计装置设有真空泵，所述真空泵用于在浊度计容器中生成低压以使浊度计容器中的液体样本脱气。在脱气间隔期间，浊度计容器基本上是流体封闭的，使得可以在浊度计容器内快速实现100mbar至800mbar的低压。充气液体样本在负压下快速脱气，使得在相对较短的脱气间隔之后可以生成真实的浊度测量值。
另外，真空泵还可用于用液体样本填充浊度计容器，因此不需要单独的填充泵。
一种用涉及浊度计装置的权利要求中的任一项所述的浊度计装置确定液体样本的浊度的方法包括以下步骤：
首先，浊度计容器通过液体样本入口被填充有液体样本。液体样本可以是污泥脱水装置的液体滤液。在浊度计容器充满液体样本之后，浊度计是流体封闭的，并通过启动真空泵在浊度计容器中生成真空。在该上下文中，术语“真空”是指例如100至900mbar的低压，所述低压对应于1000mbar至100mbar的总压力。
光学测量装置被启动，并连续或近似连续地测量液体样本浊度。测量装置的启动可以在真空泵已经被启动之前或之后开始。通过控制装置连续地检查液体样本浊度测量值。在测量间隔开始时，因为由低压引起的充气气泡浓度将降低，所以浊度测量值将是不稳定的，但会连续减小。一旦液体样本或多或少地被完全脱气，液体样本浊度值将在特定范围内趋于稳定。在测得的液体样本浊度值对于固定的最小时间段T(例如，一分钟或几分钟)是稳定的并且在固定值范围R(例如，为30％的波动范围)内之后，控制装置将输出最终的浊度测量值。波动范围R和固定的最小时间段T可以由使用者选择。
在已经确定最终的浊度测量值之后，从浊度计容器中排出液体样本，并用清水冲洗浊度计容器以准备浊度计以用于随后的测量周期。
一个完整的测量周期仅需要几分钟，从而可以实现控制回路的相对较短的反应时间。
优选地，样本出口阀设置在液体样本出口的下游，以在脱气间隔期间使液体样本出口是流体封闭的。脱气间隔是浊度计容器中的液体样本处于负压下的时间段。样本出口阀避免了当浊度计容器中存在负压时液体可能会流动通过浊度计容器的液体样本出口而返回到浊度计容器。样本出口阀确保液体样本仅通过液体样本入口被吸入到浊度计容器中。
根据本发明的优选实施例，第一冲洗开口设置在浊度计容器处。来自冲洗液体源的冲洗液体通过第一冲洗开口被注入到浊度计容器中。在已经生成最终的浊度测量值之后，液体样本从浊度计流出，以便清空浊度计容器。然后用冲洗液体清洗、冲洗并由此清洁浊度计容器，其中该冲洗液体例如可以是清水。优选地，第一冲洗开口与光学测量装置轴向地共线布置，使得光学测量装置的窗口直接被冲洗液体射流冲击并且被集中机械清洁。
根据本发明的另一实施例，第二冲洗开口设置在浊度计容器的顶部处。第二冲洗开口使冲洗液体从顶部沿着浊度计容器的侧壁流向底部，使得浊度计容器中没有样本液体残留。
根据本发明的优选实施例，浊度计装置设有用于检测由光学测量装置生成的浊度计测量值的稳定性或恒定性的进程评价单元。如上所述，进程评价单元检测对于固定的最小时间段T测量的液体样本浊度是否在固定范围R内是稳定或恒定的是必要的。
优选地，填充水平检测器设置在浊度计装置处以检测浊度计容器中的液体样本的液体填充水平。一旦填充水平检测器检测到流入的液体样本已到达设定的填充水平，则停止液体填充动作，并开始脱气和测量动作。优选地，填充水平检测器可以适于限定不同的设定填充水平。填充水平检测器例如可以是电容式填充水平检测器。
根据优选的实施例，浊度计装置的液体样本入口可以设置在浊度计容器的底部处。在样本液体填充动作期间，浊度计容器内的样本液体被连续混合并处于运动中，使得固体颗粒不能沉降，而是保持均匀地分布在液体样本容积中。这保证了真实的浊度值被确定。
附图说明
参考附图对本发明的一个实施例进行说明，其中
图1示意性地示出了具有浊度计装置的污泥浓缩装置；以及
图2示意性地示出了图1的污泥浓缩装置的浊度计装置的更多细节。
具体实施方式
图1示意性地示出了污泥浓缩装置10，所述污泥浓缩装置可以是废水处理厂(未示出)的一部分。污泥浓缩装置10基本上设有：湿污泥源12，该湿污泥源12包括来自上游废水处理部分的湿污泥13；具有增稠剂15的增稠剂源14；污泥脱水装置16和浊度计装置40。污泥脱水装置16是离心式脱水装置，并设有湿污泥入口17和两个出口18、19，即干污泥出口18和液体滤液出口19。增稠剂源14的增稠剂15由试剂剂量装置26泵送，并由此被供给到从湿污泥源12流到湿污泥入口17的湿污泥流中。
湿污泥在污泥脱水装置16被离心并因而被分离成干污泥和液体滤液，该干污泥通过干污泥出口18离开脱水装置16，该液体滤液通过液体滤液出口19离开污泥脱水装置16。在脱水装置16中对污泥和液体执行的分离越好，离开脱水装置16的液体滤液越干净且不那么浑浊。干污泥被泵送到干污泥目的地20，该干污泥目的地例如是用于干污泥的罐21。
通过液体滤液出口19离开脱水装置16的液体滤液的主流流到液体滤液目的地22，该液体滤液目的地22例如可以是用于收集液体滤液的液体滤液罐23。
次级液体滤液流通过样本入口管线19’和入口管线电动阀42从液体滤液出口19流到浊度计装置40。样本入口管线19’通向浊度计装置40的浊度计容器44，并且更准确地说，通向流体地封闭的浊度计容器44的容器壁45的底部45’处的液体样本入口61。液体样本出口62也设置在浊度计容器44的底部45’处，使得液体样本64可以通过样本出口阀43流经液体样本出口62并且通过样本出口管线19”流到液体滤液目的地22，其中所述样本出口阀43是止回阀。
浊度计装置40在容器侧壁45中设有光学测量装置46和相应的透光窗口46’。光学测量装置46通常是光学浊度计测量仪器，所述光学浊度计测量仪器检测由测量装置46发射并被液体样本64中的固体颗粒散射且由测量装置46的光接收器接收到的测量光。
浊度计装置40设有冲洗结构，该冲洗结构包括冲洗液体源70，该冲洗液体源70例如提供清水作为冲洗液体。冲洗结构在容器壁45的侧壁中设有第一冲洗阀72和第一冲洗开口66。第一冲洗开口66与光学测量装置46完全轴向地共线，特别是与光学测量装置46的光学窗口46’共线，使得冲洗液体射流直接冲击光学窗口46’。冲洗结构设有第二冲洗路径，该第二冲洗路径包括第二冲洗阀71并且通向位于浊度计容器44内部的顶部处的第二冲洗开口67。
浊度计装置40在浊度计容器44的侧壁45处设有填充水平检测器48。填充水平检测器48是电容检测器，所述电容检测器可以竖直移位以从而调节液体样本64的设定填充水平48’。
可以在浊度计容器44内部设置搅拌器，以确保液体样本64的均匀性。
圆柱形浊度计容器44的内径可以是5cm到10cm，浊度计容器44的总高度可以是40cm到200cm。距浊度计容器底部45’的竖直距离H1约为10cm，填充水平检测器48的竖直距离H2约为100cm，但通常可以由使用者选择。
浊度计装置40设有电子控制装置28，该电子控制装置28包括进程评价单元28’。
浊度计装置40设有气动结构，该气动结构包括位于浊度计容器44顶部处的气动进入口53、与气动进入口53流体连通的真空泵50、和使气动进入口53与真空泵50或大气压力流体连通或关闭所有管线的气动3/2阀52。
污泥浓缩装置10如下工作：
污泥脱水装置16被连续地供给有来自湿污泥源12的湿污泥13和经由试剂剂量装置26来自增稠剂源14的增稠剂15的混合物。增稠剂使湿污泥絮凝。正确剂量的试剂对于避免污泥粘合或避免絮凝不充分非常重要。
该液体混合物通过其污泥入口17进入污泥脱水装置16，被离心并由此脱水。得到的干污泥流动通过干污泥出口18到达干污泥目的地20。液体滤液流动通过液体滤液出口19，并且所述液体滤液的次级流流动到液体滤液目的地22。
在测量周期开始时，启动真空泵50并且将气动阀52切换到真空模式，使得气动进入口53与真空泵50流体连通。液体滤液的次级流通过样本入口管线19’和样本入口阀42流入到浊度计容器44中，以用液体样本64填充浊度计容器44。液体样本64由此被吸入到浊度计容器44中，直到填充水平检测器48检测到到达填充水平48’。
一旦液体填充水平48’到达填充水平检测器48处，控制装置28就关闭样本入口阀42，从而在浊度计容器44内生成真空。这导致液体样本64被脱气，使得在液体样本64中生成上升的气泡。光学测量装置46被启动，并且只要脱气集中就可检测到相对较高的浊度。几分钟后，脱气完成，使得液体样本64中的气泡密度急剧下降，并且由光学测量装置46测得的浊度值也急剧下降。液体样本64最终或多或少没有气泡。由光学测量装置46生成的测量值在进程评价单元28’中被处理。一旦液体样本浊度值对于固定的最小时间段T(2.0分钟)被稳定在固定范围R(30％)内，则进程评价单元28’确定并生成最终的浊度测量值。
一旦已经生成最终的浊度测量值，则切换气动阀52以将气动进入口53打开至大气压，使得液体样本64由于重力而完全流出浊度计容器44。一旦浊度计容器44被清空，则打开冲洗阀71、72，使得浊度计容器44的内部被冲洗和清洁。一旦容器冲洗程序完成，则准备浊度计容器44并准备好进行下一个测量周期。
通过控制装置28将该最终的浊度测量值与设定值进行比较，并且控制装置28相应地调节试剂剂量装置26，以将液体滤液的浊度保持在设定值范围内。控制装置28可以是分布在污泥浓缩装置10上的由多个单个控制单元形成的装置。

Claims (12)

1.一种浊度计装置(40)，包括：
流体封闭式浊度计容器(44)，所述浊度计容器包括液体样本入口(61)和液体样本出口(62)；
真空泵(50)，所述真空泵用于在所述浊度计容器(44)中生成低压，以使液体样本(64)脱气；和
光学测量装置(46)，所述光学测量装置用于以光学的方式确定所述液体样本的浊度。
2.根据权利要求1所述的浊度计装置(40)，其中，样本出口阀(43)设置在所述液体样本出口(62)的下游以在脱气间隔期间流体地封闭所述液体样本出口(62)。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的浊度计装置(40)，其中，设置第一冲洗开口(66)，来自冲洗液体源(70)的冲洗液体通过所述第一冲洗开口被注入到所述浊度计容器(44)中。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的浊度计装置(40)，其中，所述第一冲洗开口(66)与所述光学测量装置(46)轴向地共线布置。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的浊度计装置(40)，其中，第二冲洗开口(67)设置在所述浊度计容器(44)的顶部处。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的浊度计装置(40)，其中，进程评价单元(28’)被设置成用于检测所述光学测量装置(46)的浊度测量值的恒定性。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的浊度计装置(40)，其中，填充水平检测器(48)被设置成检测所述浊度计容器(44)中的液体样本的液体填充水平(48’)。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的浊度计装置(40)，其中，所述液体样本入口(61)设置在所述浊度计容器(44)的底部(45’)处。
9.一种污泥浓缩装置(10)，包括：
污泥脱水装置(16)，所述污泥脱水装置用于对污泥(13)进行脱水，所述污泥脱水装置(16)设有湿污泥入口(17)、干污泥出口(18)和液体滤液出口(19)；
湿污泥源(12)，所述湿污泥源与所述污泥脱水装置(16)的湿污泥入口(17)流体连通；
增稠剂源(14)，所述增稠剂源与位于所述湿污泥源(12)和所述污泥脱水装置(16)之间的湿污泥路径流体连通；
浊度计装置(40)，所述浊度计装置与所述污泥脱水装置(16)的滤液出口(19)流体连通；
试剂剂量装置(26)，所述试剂剂量装置布置在所述增稠剂源(14)的下游；和
闭环控制回路，所述闭环控制回路包括连接到所述浊度计装置(40)和所述试剂剂量装置(26)的控制装置(28)，所述控制装置(28)通过经由试剂剂量装置(26)将增稠剂加入到湿污泥中来控制液体滤液的浊度。
10.根据权利要求9所述的污泥浓缩装置(10)，其中，所述脱水装置(16)是离心式脱水装置。
11.根据权利要求9或10所述的污泥浓缩装置(10)，其中，所述浊度计装置(40)设有权利要求1至7中的任一项所述的特征。
12.一种利用权利要求1至8中的任一项所述的浊度计装置(40)确定液体样本的浊度的方法，所述方法包括以下步骤：
使所述液体样本通过所述液体样本入口(61)填充所述浊度计容器(44)：
通过启动所述真空泵(50)在所述浊度计容器(44)中生成真空；
启动所述光学测量装置(46)并连续测量所述液体样本的浊度；以及
在测量的液体样本的浊度在固定的最小时间段T期间在固定范围R内是稳定的之后，输出最终的测量值。
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