CN110606553A - 一种污泥sv30及svi远程在线监测装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种污泥SV30及SVI远程在线监测装置及其方法，该装置包括采集装置、沉降装置、清洗装置、监测反馈装置，其中采集装置包括微动力泵、止回阀及污泥管道；沉降装置为透明立状容器，包括污泥浓度计传感器；清洗装置包括微动力泵、止回阀、电动阀、清水管道及排污管道；监测反馈装置包括一套图像系统；所述的图像系统包括拍摄、存储和传输功能。本发明提供的污泥SV30及SVI远程在线监测装置与运行方法，可以利用最简单的装置获得SV30及SVI，而且巧妙通过监控做到不用去设备现场就可以获得每套设备的实时SV30及SVI，从而大大缩短了运维时间，提高了运维效率。

Description

一种污泥SV30及SVI远程在线监测装置及其方法
技术领域
本发明属于污水处理领域，具体涉及一种污泥SV30及SVI远程在线监测装置及其方法。
背景技术
活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。活性污泥法是向废水中连续通入空气，对污水和各种微生物群体进行连续混合培养。经一定时间后，因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物称作活性污泥，其具有很强的吸附与氧化有机物的能力，能够分解去除污水中的有机污染物。
活性污泥法在实际运行过程中由于运行条件多变，例如进水水质的变化、气候的变化，其处理效果会受干扰和影响，导致处理水质不达标。鉴于此，为了获得良好的处理水质，高效的活性污泥是必不可少的。目前对活性污泥性能判定指标包括：混合液悬浮固体(MLSS)，污泥沉降比(SV30)，污泥指数[污泥体积指数(SVI)，污泥密度指数(SDI)]，其中SVI＝SV30/MLSS。
针对MLSS的监测，市场上已出现了各式各样的在线监测和便携式测定装置，而针对SV30的监测，大部分污水处理设备仍然采用的是序批次量筒沉降实验获得，这种方法费时费力，而且一天基本只检测一次，不能准确的反映活性污泥特性的变化。一旦污泥沉降浓缩性能改变会直接影响二沉池中的泥层和底部回流污泥浓度的变化，从而间接影响出水的SS(悬浮物浓度)值和曝气池生物量，因此对SV30指标的实时在线监测对污水处理设备的良好运行具有重要意义。
发明内容
本发明针对现有SV30测定装置的不可实时性的缺陷，提供了一种污泥SV30及SVI远程在线监测装置及其方法，可以利用最简单的装置获得SV30及SVI，而且巧妙通过监控做到不用去设备现场就可以获得每套设备的实时SV30及SVI，从而大大缩短了运维时间，提高了运维效率。
本发明所采用的具体技术方案如下：
一种污泥SV30及SVI远程在线监测装置，其包括采集装置、沉降装置、清洗装置、监测反馈装置；所述沉降装置为透明立柱状容器，顶部悬挂固定有污泥浓度计传感器，污泥浓度计传感器使用时沉没于污泥中；沉降装置侧壁上部还设有出水口，与外部出水管道相连；所述采集装置包括第一微动力泵、第一止回阀及污泥管道，污泥管道通过设于沉降装置底部的污泥进口与沉降装置连通，在污泥管道上设有第一微动力泵和第一止回阀；所述清洗装置包括第二微动力泵、第二止回阀、放空阀、清水管道及排污管道，清水管道和排污管道分别通过设于沉降装置底部的清水进口和放空口与沉降装置连通，在清水管道上设有第二微动力泵和第二止回阀，在排污管道上设有放空阀；所述监测反馈装置位于沉降装置旁侧，用于拍摄沉降装置，并通过拍摄图像识别污泥界面位置。
作为优选，所述沉降装置为透明容器，所用材质包括但不限于玻璃、塑料、有机玻璃。
作为优选，所述沉降装置为立柱状容器，其横截面形状包括但不限于三角形、矩形、多边形、圆形及不规则形状，高度为5～20cm。
作为优选，所述沉降装置顶部设有可开合的孔洞，便于将污泥浓度计传感器取出维护。
作为优选，所述微动力泵种类包括但不限于蠕动泵、潜水泵、管道泵，其流量为 1～100L/min，扬程为0.5～10m。
作为优选，所述监测反馈装置包括拍摄装置以及内置的图像处理系统，具有拍摄、存储、计算和传输功能。
本发明的另一目的在于提供一种如上述任一方案所述在线监测装置的污泥SV30及SVI远程在线监测方法，其包括如下步骤：
1)将待测污泥经过第一微动力泵持续进入沉降装置，污泥液面升高至出水口后多余的污泥从出水口流出；连续运行一定时间后，第一微动力泵停止，污泥浓度计传感器测定污泥浓度MLSS；
2)第一微动力泵停止后，监测反馈装置立即对沉降装置进行拍照，待污泥沉降 30分钟后，监测反馈装置对沉降装置再次进行拍照，通过两张图像识别得到污泥未沉降时的污泥界面所在高度H总高度，以及沉降30分钟后的污泥界面所在高度h；
3)通过图像处理系统计算SV30＝h/H总高度，SVI＝MLSS/SV30，并将SV30和SVI 数据发送给监控平台；
4)启动清洗装置，清水通过第二微动力泵进入沉降装置，连续运行一定时间后，第二微动力泵停止；通过放空阀控制放空口，将清洗后的污水通过排污管道排出，经过一定时间后，放空口闭合；
5)经过一定时间后，重复步骤1)～4)，实现对污泥SV30及SVI的远程在线监测。
作为优选，所述微动力泵运行时间为3～10分钟，开启频次为2～10次/天。
作为优选，所述监控平台包括但不限于运维监控平台、网页、短信、邮件及微信。
本发明与现有的技术相比，具有如下优点：
(1)本发明装置能够远程在线实时有效监测SV30，掌握污泥性质；
(2)本发明装置较为简易，安装简单，适用性广；
(3)无需任何人工维护，操作简单，可实现无人值守。
附图说明
图1是本发明装置示意图；
图中所示附图标记如下：
1.沉降装置、2.污泥进口、3.清水进口、4.放空口、5.出水口、6.污泥浓度计传感器、7.第一微动力泵、8.第一止回阀、9.放空阀、10.监测反馈装置、11.第二微动力泵、12.第二止回阀。
具体实施方式
以下结合实施例，对本发明作详细说明，但本发明的保护范围不限于下述实施例，即但凡以本发明申请专利范围及说明书内容所作的简单变化，都属本发明的保护范围。
实施例：
本实施例中的一种污泥SV30及SVI远程在线监测装置，包括采集装置、沉降装置 1、清洗装置、监测反馈装置10；所述沉降装置1为透明立状容器，顶部悬挂固定有污泥浓度计传感器6，污泥浓度计传感器6使用时沉没于污泥中；沉降装置1侧壁上部还设有出水口5，与外部出水管道相连，沉降装置1内部水流自下而上，从出水口5 流出，在装置顶部与出水口5之间的三角区易形成湍流，有效地减少装置顶部清洗死角区；沉降装置1顶部还设有可开合的孔洞，便于将污泥浓度计传感器6取出维护检修。
采集装置包括第一微动力泵7、第一止回阀8及污泥管道，污泥管道通过设于沉降装置1底部的污泥进口2与沉降装置1连通，在污泥管道上距离沉降装置1由远及近依次设置第一微动力泵7和第一止回阀8；所述清洗装置包括第二微动力泵11、第二止回阀12、放空阀9、清水管道及排污管道，清水管道和排污管道分别通过设于沉降装置1底部的清水进口3和放空口4与沉降装置1连通，在清水管道上距离沉降装置1由远及近依次设置第二微动力泵11和第二止回阀12，在排污管道上设有放空阀9；所述监测反馈装置10位于沉降装置1旁侧，包括摄像头等拍摄装置以及内置的一套图像处理系统，可拍摄沉降装置1全貌，兼具有拍摄、存储、计算和传输功能。图像处理系统可直接采用市售常见软件，优选地，软件可以选用百度智能云、腾讯优图、阿里云等。
沉降装置1高度为5～20cm，采用透明材质制作，可以避免装置本身的颜色对于污泥界面的判断。其材质包括但不限于玻璃、塑料、有机玻璃，进一步优选为有机玻璃，其透光性好、结构强度大、不易损坏。为提高污泥沉降效果，加强界面清晰度，沉降装置1必须立状结构。其底面形状包括但不限于三角形、矩形、多边形、圆形及不规则形状，进一步优选为圆形，圆形立状结构(圆柱体)没有死角，污泥不会在沉降装置内沉淀堆积。其他形状有一定死角，长时间使用形成泥块死角沉淀。
微动力泵种类包括但不限于蠕动泵、潜水泵、管道泵，其流量为1～100L/min，扬程为0.5～10m。微动力泵的流量为1～100L/min，流量过小会导致沉降装置内部无法均匀混合，在泵进水过程中污泥即会沉降，从而导致最终测定值偏大；流量过大会造成能源浪费，此外由于装置整体较小，大流量冲击下，会对进出口及沉降装置1造成较大的压力冲击，降低装置的使用寿命。
基于上述污泥SV30及SVI远程在线监测装置的在线监测方法，包括如下步骤：
1)污泥从污泥管道经过第一微动力泵7、第一止回阀8进入沉降装置1内部，污泥中携带的水流经静置汇成上清液从沉降装置1侧壁顶部的出水口5流出；连续运行 3～10分钟后，第一微动力泵7停止运作，此时污泥浓度计传感器6探头伸入污泥中测定污泥浓度MLSS。由于待测污泥本质上是泥水混合物，容易出现沉降或者混合不均匀现象，因此在本步骤中，第一微动力泵7在停止运作之前需要在一定时间内持续泵入污泥，保证沉降装置1中的污泥混合均匀。
2)监测反馈装置10对沉降装置1进行拍照，待沉降装置1中污泥沉降30分钟后，监测反馈装置10对沉降装置1再次进行拍照，通过先后两张图像对比识别污泥界面所在高度h；
3)通过图像处理系统计算SV30＝h/H总高度，SVI＝MLSS/SV30并将数据发送给监控平台，监控平台包括但不限于运维监控平台、网页、短信、邮件及微信等通讯软件；
4)启动清洗装置，清水从清水管道经过第二微动力泵11、第二止回阀12进入沉降装置1内部，连续运行3～10分钟后，第二微动力泵11停止运作；通过放空阀9控制放空口4开合，将清洗后的污水通过排污管道排出，经过一定时间后，放空阀9控制放空口4闭合；
5)经过一定时间后，重复步骤1)～4)，实现对污泥SV30及SVI的远程在线监测。
微动力泵运行时间为3～10分钟，运行时间过短会导致沉降装置原有污泥没有被充分冲刷洗净；沉降时间过长会导致能源浪费，也会导致沉降装置内前期打入的污泥有部分进行沉降，从而导致最终测定值偏大。微动力泵的开启频次为2～10次/天，开启频次过低会导致SV30在线监测不够及时准确，且沉降装置内容易堆积并结成硬块，难以被水泵冲走，影响后期测定准确性。步骤5)中具体的间隔时间可以根据在线监测的实际要求设定。
另外，沉降装置1上污泥界面的识别，可以预先在沉降装置1的壁面上设置刻度，从刻度上读取其高度值。也可以通过图像中相对比例进行换算，由于沉降装置1整体的高度值可以预先量取，因此可以根据污泥界面距离沉降装置1底面的高度与沉降装置1整体在图像中的高度之间的比例，换算得到污泥界面高度。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种污泥SV30及SVI远程在线监测装置，其特征在于，包括采集装置、沉降装置(1)、清洗装置、监测反馈装置(10)；所述沉降装置(1)为透明立柱状容器，顶部悬挂固定有污泥浓度计传感器(6)，污泥浓度计传感器(6)使用时沉没于污泥中；沉降装置(1)侧壁上部还设有出水口(5)，与外部出水管道相连；所述采集装置包括第一微动力泵(7)、第一止回阀(8)及污泥管道，污泥管道通过设于沉降装置(1)底部的污泥进口(2)与沉降装置(1)连通，在污泥管道上设有第一微动力泵(7)和第一止回阀(8)；所述清洗装置包括第二微动力泵(11)、第二止回阀(12)、放空阀(9)、清水管道及排污管道，清水管道和排污管道分别通过设于沉降装置(1)底部的清水进口(3)和放空口(4)与沉降装置(1)连通，在清水管道上设有第二微动力泵(11)和第二止回阀(12)，在排污管道上设有放空阀(9)；所述监测反馈装置(10)位于沉降装置(1)旁侧，用于拍摄沉降装置(1)，并通过拍摄图像识别污泥界面位置。
2.根据权利要求1所述的污泥SV30及SVI远程在线监测装置，其特征在于，所述沉降装置(1)为透明容器，所用材质包括但不限于玻璃、塑料、有机玻璃。
3.根据权利要求1所述的污泥SV30及SVI远程在线监测装置，其特征在于，所述沉降装置(1)为立柱状容器，其横截面形状包括但不限于三角形、矩形、多边形、圆形及不规则形状，高度为5～20cm。
4.根据权利要求1所述的污泥SV30及SVI远程在线监测装置，其特征在于，所述沉降装置(1)顶部设有可开合的孔洞，便于将污泥浓度计传感器(6)取出维护。
5.根据权利要求1所述的污泥SV30及SVI远程在线监测装置，其特征在于，所述微动力泵种类包括但不限于蠕动泵、潜水泵、管道泵，其流量为1～100L/min，扬程为0.5～10m。
6.根据权利要求1所述的污泥SV30及SVI远程在线监测装置，其特征在于，所述监测反馈装置(10)包括拍摄装置以及内置的图像处理系统，具有拍摄、存储、计算和传输功能。
7.一种如权利要求1～6任一所述在线监测装置的污泥SV30及SVI远程在线监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将待测污泥经过第一微动力泵(7)持续进入沉降装置(1)，污泥液面升高至出水口(5)后多余的污泥从出水口(5)流出；连续运行一定时间后，第一微动力泵(7)停止，污泥浓度计传感器(6)测定污泥浓度MLSS；
2)第一微动力泵(7)停止后，监测反馈装置(10)立即对沉降装置(1)进行拍照，待污泥沉降30分钟后，监测反馈装置(10)对沉降装置(1)再次进行拍照，通过两张图像识别得到污泥未沉降时的污泥界面所在高度H总高度，以及沉降30分钟后的污泥界面所在高度h；
3)通过图像处理系统计算SV30＝h/H总高度，SVI＝MLSS/SV30，并将SV30和SVI数据发送给监控平台；
4)启动清洗装置，清水通过第二微动力泵(11)进入沉降装置(1)，连续运行一定时间后，第二微动力泵(11)停止；通过放空阀(9)控制放空口(4)，将清洗后的污水通过排污管道排出，经过一定时间后，放空口(4)闭合；
5)经过一定时间后，重复步骤1)～4)，实现对污泥SV30及SVI的远程在线监测。
8.根据权利要求7所述污泥SV30及SVI远程在线监测方法，其特征在于，所述微动力泵运行时间为3～10分钟，开启频次为2～10次/天。
9.根据权利要求7所述的污泥SV30及SVI远程在线监测方法，其特征在于，所述监控平台包括但不限于运维监控平台、网页、短信、邮件及微信。
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