CN111982766A - 一种污泥沉降比原位自动检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污泥沉降比原位自动检测装置及方法，包括：旋转闸门，设在沉降管底端开口处；马达，设在沉降管上端，经连接轴与旋转闸门连接；空气管，设在沉降管顶端，与沉降管内连通，该空气管上设第一电磁阀门，能连接外部气源；排气管，设在沉降管顶端，与沉降管内连通，该排气管上设置第二电磁阀门；第一、第二光度计，分设在沉降管下部外侧的不同高度位置，相邻两个光度计的光路反向平行；控制装置，分别与马达、第一电磁阀门、第二电磁阀门、各光度计电气连接，能接收各光度计的信号，并按设定程序指令控制马达、第一、第二电磁阀门的动作。该装置能克服人为误差，自动取样、自动分析活性污泥沉降特性。

Description

一种污泥沉降比原位自动检测装置及方法

技术领域

本发明涉及污水处理的检测设备领域，尤其涉及一种污泥沉降比原位自动检测装置及方法。

背景技术

在应用传统活性污泥法的污水处理厂中，污泥沉降比(SV)是用来监控污泥浓度、预警污泥膨胀的常规指标，通常需要人工定时、定点取样、等待静置、计算分析，耗时久且误差大。SV常规测定方法是在曝气池出口取混合液置于1L量筒中，静置一段时间(如：30min)后，得到的沉降后的污泥所占容积与混合液体积(1L)之比即为SV。

现有测量污泥沉降比多采用在线自动监测装置，如中国发明专利201810624803.2公开了一种污泥沉降比在线自动监测装置，是在计量管内设置相互配合的旋塞，旋塞上端经螺旋杆与马达连接，在计量管下端设与其连通的进样管，在进样管上设取样控制阀，在计量管下端一侧设与其连通的排样管，在排样管上设排样控制阀，在计量管的外侧设内光度计，在内光度计的外侧设外光度计，马达、取样控制阀、排样控制阀、内光度计和外光度计分别与控制装置相连接，在控制装置上设置液晶显示屏。但这类污泥沉降比在线自动监测装置由于机械结构过多，存在故障率高的问题；污泥易淤积，不易清洗；泵蠕动加上进液管路狭小，易造成部分絮体破碎，影响测试结果。另一件中国发明专利201911416167.5公开了一种在线监测污泥沉降性能的装置，是将控制泵出口与第一阀门连接，第一阀门与透明标准计量容器连接，红外线光电开关发射端固定安装在安装支架上，直线导轨固定安装在立柱上，滑块安装在直线导轨上，滑座固定安装在滑块上，红外线光电开关发射端安装在滑座上且滑座上安装有螺母，步进电机固定安装在电机安装座上，立柱上安装有滚珠丝杠且滚珠丝杠两端通过轴承座安装在立柱上，步进电机通过联轴器与立柱上的滚珠丝杠连接且滚珠丝杠安装在螺母上，透明标准计量容器底部出水孔通过管路与放空阀连接。但这种在线监测污泥沉降性能的装置由于管路复杂，絮体容易堵塞，且不易清洗；泵蠕动加上进液管路狭小，易造成部分絮体破碎，影响测试结果。

综上所述，现有的污泥沉降自动检测装置多存在机械结构复杂、以及进样管路狭小与泵蠕动挤压破坏絮体，影响测定结果准确性的问题。

发明内容

基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种污泥沉降比原位自动检测装置，能解决现有检测污泥沉降比的在线自动监测装置，所存在的机械结构复杂、以及进样管路狭小与泵蠕动挤压破坏絮体，影响测定结果的准确性的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种污泥沉降比原位自动检测装置，包括：

沉降管、旋转闸门、马达、连接轴、空气管、第一电磁阀门、排气管、第二电磁阀门、至少两个光度计和控制装置；其中，

所述旋转闸门，设置在所述沉降管的底端开口处，能开启或关闭该沉降管的底端开口；

所述马达，设置在所述沉降管的上端，该马达通过所述连接轴与所述旋转闸门连接，能开启或关闭所述旋转闸门；

所述空气管，设置在所述沉降管的顶端，与所述沉降管内连通，该空气管上设置所述第一电磁阀门，该空气管能连接外部气源；

所述排气管，设置在所述沉降管的顶端，与所述沉降管内连通，该排气管上设置所述第二电磁阀门；

各光度计，分别设置在所述沉降管下部外侧的不同高度位置，相邻两个光度计的光路反向平行；

所述控制装置，分别与所述马达、第一电磁阀门、第二电磁阀门、可光度计电气连接，能接收各光度计的信号，并按设定的程序指令控制所述马达、第一电磁阀门和第二电磁阀门的动作。

本发明实施方式还提供一种污泥沉降比原位自动检测方法，采用本发明所述的污泥沉降比原位自动检测装置，通过该污泥沉降比原位自动检测装置的控制装置预先设定电磁阀门启闭规则与操作时间，包括以下步骤：

步骤1)控制装置控制关闭第一电磁阀门，打开第二电磁阀门，控制马达通过连接轴开启旋转闸门，混合液在水压作用下充满沉降管；

步骤2)控制装置控制马达通过连接轴关闭旋转闸门，按预定时间静置待污泥沉降；

步骤3)控制装置控制关闭第二电磁阀门，开启第一电磁阀门，马达通过连接轴开启旋转闸门，空气由空气管进入沉降管将所述沉降管内液体从旋转闸门压出，各光度计测量所述沉降管内液体变化的光度信号并发送给所述控制装置，所述控制装置根据各光度计的光度信号计算泥位得出污泥沉降比；

步骤4)当最底端一个光度计测量到的光度信号为空气信号，则所述控制装置后确认沉降管内已排空并完成冲洗，控制关闭第一电磁阀门与第二电磁阀门，并控制马达通过连接轴关闭旋转闸门，完成一次检测。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的污泥沉降比原位自动检测装置及方法，其有益效果为：

通过设置由马达控制的旋转闸门，配合空气管和排气管，能在原位由液位压力驱动完成混合液进液，由于没有泵和细支管路存在，不会破坏絮体，不影响沉降结果测定；液体管道仅存在一根通直的沉降管，无复杂结构，不易堵塞，可长期稳定运行；每次测定完毕后，沉降管内部经水、气交替冲洗，清洁方便，不易淤泥结垢；设备无复杂的机械结构，维护方便，原件替换成本低；控制装置可实现定时、不间断的污泥沉降性自动测定。该装置结构简单、安装方便易维护、易清洗，能实现设备长周期稳定运行，测量时能克服人为误差，自动取样、自动分析活性污泥沉降特性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的污泥沉降比原位自动检测装置的示意图；

图2为本发明实施例提供的污泥沉降比原位自动检测方法中沉降管内状态变化示意图，其中，图①为沉降管充满混合液的示意图，图②为沉降管静置状态示意图，图③测量污泥沉降比的状态示意图，图④沉降管排空的状态示意图，图⑤沉降管再次测量的状态示意图；

图3为本发明实施例提供的污泥沉降比原位自动检测装置中两个光度计的光度信号的时间差状态示意图；

图4为本发明实施例提供的污泥沉降比原位自动检测装置中两个光度计的光度信号的泥水界面状态示意图；

图中各标记对应的部件为：1-沉降管；2-旋转闸门；3-连接轴；4-马达；5-空气管；6-气源；7-第一电磁阀门；8-排气管；9-第二电磁阀门；10-第一光度计；11-第二光度计；12-控制装置；13-液晶显示屏。

具体实施方式

下面结合本发明的具体内容，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

如图1所示，本发明实施例提供一种污泥沉降比原位自动检测装置，包括：

沉降管1、旋转闸门2、马达4、连接轴3、空气管5、第一电磁阀门7、排气管8、第二电磁阀门9、至少两个光度计和控制装置12；其中，

所述旋转闸门2，设置在所述沉降管1的底端开口处，能开启或关闭该沉降管1的底端开口；

所述马达4，设置在所述沉降管1的上端，该马达4通过所述连接轴3与所述旋转闸门2连接，能开启或关闭所述旋转闸门2；

所述空气管5，设置在所述沉降管1的顶端，与所述沉降管1内连通，该空气管5上设置所述第一电磁阀门7，该空气管5能连接外部气源6；

所述排气管8，设置在所述沉降管1的顶端，与所述沉降管1内连通，该排气管8上设置所述第二电磁阀门9；

各光度计11，分别设置在所述沉降管1下部外侧的不同高度位置，相邻两个光度计的光路反向平行；

所述控制装置，分别与所述马达4、第一电磁阀门7、第二电磁阀门9、各光度计电气连接，能接收所述各光度计的信号，并按设定的程序指令控制所述马达4、第一电磁阀门7和第二电磁阀门9的动作。

上述自动检测装置中，所述控制装置采用具有液晶显示屏13的控制装置。

上述自动检测装置中，所述沉降管采用长直状管体。这种形状的沉降管结构更简单，取样和清洗更方便。

上述自动检测装置还包括：气源或真空泵，与所述空气管5连接。优选的，气源也可以采用曝气池的曝气支管。采用真空泵时，将沉降管提高但底部仍处于液面以下，通过连接的真空泵，在沉降管内部形成负压，迫使池面液体提升至沉降管。

优选的，上述自动检测装置中，光度计的数量采用两个，如第一光度计10和第二光度计11，第一光度计10与第二光度计11安装在所述沉降管1下部外侧不同高度，且两者光路反向平行，这样第一光度计10与第二光度计11测量光度信号，传到控制装置12并记录，控制装置12根据第一光度计10与第二光度计11测量的光度信号突跃时间差和第一光度计10与第二光度计11之间的位置、距离计算得出污泥沉降比；

进一步的，也可以设置两个以上的光度计，增加光度计的点位或数量，通过大于两个数量的光度计的信号突跃时间差与光度计的位置、距离来判断沉降后泥位。

参见图2，本发明实施例提供一种污泥沉降比原位自动检测方法，采用上述的污泥沉降比原位自动检测装置，通过该污泥沉降比原位自动检测装置的控制装置12预先设定电磁阀门启闭规则与操作时间，包括以下步骤：

步骤1)控制装置12控制关闭第一电磁阀门7，打开第二电磁阀门9，控制马达4通过连接轴3开启旋转闸门2，混合液在水压作用下充满沉降管1；

步骤2)控制装置12控制马达4通过连接轴3关闭旋转闸门2，按预定时间静置待污泥沉降；

步骤3)控制装置12控制关闭第二电磁阀门9，开启第一电磁阀门7，马达4通过连接轴3开启旋转闸门2，空气由空气管5(恒流量)进入沉降管1将所述沉降管1内液体从旋转闸门2压出，第一光度计10与第二光度计11测量所述沉降管1内液体变化的光度信号并发送给所述控制装置12，所述控制装置12根据各光度计的光度信号计算泥位得出污泥沉降比；

步骤4)当最底端的光度计测量到的光度信号为空气信号，则所述控制装置12后确认沉降管1内已排空并完成冲洗，控制关闭第一电磁阀门7与第二电磁阀门9，并控制马达4通过连接轴3关闭旋转闸门2，完成一次检测。

上述方法步骤3中，控制装置12根据各光度计11的光度信号计算泥位得出污泥沉降比为：

根据相邻的光度计(即相邻的两个光度计)的光度信号的两次突跃，确定所述沉降管1内的泥水界面与气液界面，并通过相邻的光度计(即相邻的两个光度计)突跃的时间差和安装的高度差计算混合液液位下降速度，根据所述混合液液位下降速度计算泥位得出污泥沉降比。

上述方法步骤2中，静置的预定时间为：大于等于30分钟。

下面对本发明实施例具体作进一步地详细描述。

如图1所示，本发明实施例提供一种污泥沉降比原位自动检测装置，包括：沉降管1，在沉降管1底端设置有预期相互配合的旋转闸门2，旋转闸门通过连接轴3与沉降管1)上端设置的马达4相连接，沉降管1顶端设置有空气管5与气源6曝气池空气支管连接，空气管5与气源6之间设有第一电磁阀门7，沉降管1顶端设置有排气管8与大气连通，排气管8与大气连通处设有第一电磁阀门I9，在所述沉降管1下部外侧在不同高度安装有第一光度计10与第二光度计11且光路反向平行(本实施例以设置两个光度计为例进行说明，也可以设置两个以上的光度计)，所述马达4、第一电磁阀门7、第二电磁阀门9、第一光度计10、第二光度计11与控制装置12相连，在控制装置12上有液晶显示屏13。

参见图2，本发明实施例还提供一种污泥沉降比原位自动检测方法，采用上述的污泥沉降比原位自动检测装置，包括如下步骤：

步骤1)控制装置控制第一电磁阀门7关闭，第二电磁阀门9打开，马达4带动连接轴3使旋转闸门2开启，完成混合液在水压作用下充满沉降管1；

步骤2)控制装置控制马达4带动连接轴3使旋转闸门2关闭，静置一段时间如30min待污泥沉降；

步骤3)控制装置控制第二电磁阀门9关闭，第一电磁阀门7开启，马达4带动连接轴3使旋转闸门2开启，空气由气源6进入沉降管1将液体从旋转闸门2压出；第一光度计10与第二光度计11测量光度信号，传到控制装置12并记录，控制装置12根据第一光度计10与第二光度计11测量的光度信号突跃时间差和第一光度计10与第二光度计11之间的位置、距离计算得出污泥沉降比；

该步骤3)中，光度信号变化如图3、4所示，基于吸光值两次突跃，分辨泥水界面，控制装置12通过光度计突跃的时间差与安装高度差计算混合液液位下降速度，计算泥位得到污泥沉降比。

步骤4)控制装置接收到第二光度计11测量到的空气信号后确认沉降管1已排空并完成冲洗，控制关闭第一电磁阀门7，关闭第二电磁阀门9，并控制马达4带动连接轴3使旋转闸门2关闭，即完成本次测量，待命可准备进入下一次测量。

下一次测量中，控制装置控制开启第一电磁阀门7，马达4带动连接轴3使旋转闸门2开启，混合液在水压下进入沉降管，进入下一个测量周期。

优选的，上述方法中，阀门启闭规则与操作时间编程在控制装置12中，通过液晶显示屏13进行交互设置，可以是在控制装置12中预设上述阀门启闭规则与操作时间编程。

本发明实施例的污泥沉降比原位自动检测装置，能在原位由液位压力驱动完成混合液进液，由于没有泵和细支管路存在，不会破坏絮体，不影响沉降结果测定；液体管道仅存在一根通直的沉降管，无复杂结构，不易堵塞，可长期稳定运行；每次测定完毕后，沉降管内部经水、气交替冲洗，清洁方便，不易淤泥结垢；设备无复杂的机械结构，维护方便，原件替换成本低；控制装置可实现定时、不间断的污泥沉降性自动测定。该装置结构简单、安装方便易维护、易清洗、可自动取样、自动分析活性污泥沉降特性，能克服人为误差，实现设备长周期稳定运行。该装置能很好的解决现有污泥沉降性测定系统机械结构复杂、运行稳定性差；进水系统干扰絮体，测定准确性差；管路易结垢淤泥，清洗不便等问题。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种污泥沉降比原位自动检测装置，其特征在于，包括：

沉降管(1)、旋转闸门(2)、马达(4)、连接轴(3)、空气管(5)、第一电磁阀门(7)、排气管(8)、第二电磁阀门(9)、至少两个光度计和控制装置(12)；其中，

所述旋转闸门(2)，设置在所述沉降管(1)的底端开口处，能开启或关闭该沉降管(1)的底端开口；

所述马达(4)，设置在所述沉降管(1)的上端，该马达(4)通过所述连接轴(3)与所述旋转闸门(2)连接，能开启或关闭所述旋转闸门(2)；

所述空气管(5)，设置在所述沉降管(1)的顶端，与所述沉降管(1)内连通，该空气管(5)上设置所述第一电磁阀门(7)，该空气管(5)能连接外部气源(6)；

所述排气管(8)，设置在所述沉降管(1)的顶端，与所述沉降管(1)内连通，该排气管(8)上设置所述第二电磁阀门(9)；

各光度计(11)，分别设置在所述沉降管(1)下部外侧的不同高度位置，相邻两个光度计的光路反向平行；

所述控制装置，分别与所述马达(4)、第一电磁阀门(7)、第二电磁阀门(9)、各光度计电气连接，能接收所述各光度计的信号，并按设定的程序指令控制所述马达(4)、第一电磁阀门(7)和第二电磁阀门(9)的动作。

2.根据权利要求1所述污泥沉降比原位自动检测装置，其特征在于，所述控制装置采用具有液晶显示屏(13)的控制装置。

3.根据权利要求1或2所述污泥沉降比原位自动检测装置，其特征在于，所述沉降管采用长直状管体。

4.根据权利要求1或2所述污泥沉降比原位自动检测装置，其特征在于，还包括：气源或真空泵，与所述空气管(5)连接。

5.一种污泥沉降比原位自动检测方法，其特征在于，采用权利要求1至3任一项所述的污泥沉降比原位自动检测装置，通过该污泥沉降比原位自动检测装置的控制装置(12)预先设定电磁阀门启闭规则与操作时间，包括以下步骤：

步骤1)控制装置(12)控制关闭第一电磁阀门(7)，打开第二电磁阀门(9)，控制马达(4)通过连接轴(3)开启旋转闸门(2)，混合液在水压作用下充满沉降管(1)；

步骤2)控制装置(12)控制马达(4)通过连接轴(3)关闭旋转闸门(2)，按预定时间静置待污泥沉降；

步骤3)控制装置(12)控制关闭第二电磁阀门(9)，开启第一电磁阀门(7)，马达(4)通过连接轴(3)开启旋转闸门(2)，空气由空气管(5)进入沉降管(1)将所述沉降管(1)内液体从旋转闸门(2)压出，各光度计测量所述沉降管(1)内液体变化的光度信号并发送给所述控制装置(12)，所述控制装置(12)根据各光度计的光度信号计算泥位得出污泥沉降比；

步骤4)当最底端一个光度计测量到的光度信号为空气信号，则所述控制装置(12)后确认沉降管(1)内已排空并完成冲洗，控制关闭第一电磁阀门(7)与第二电磁阀门(9)，并控制马达(4)通过连接轴(3)关闭旋转闸门(2)，完成一次检测。

6.根据权利要求5所述的污泥沉降比原位自动检测方法，其特征在于，所述方法步骤3)中，控制装置(12)根据各光度计(11)的光度信号计算泥位得出污泥沉降比为：

根据相邻的光度计的光度信号的两次突跃，确定所述沉降管(1)内的泥水界面，并通过相邻的光度计(11)突跃的时间差和安装的高度差计算混合液液位下降速度，根据所述混合液液位下降速度计算泥位得出污泥沉降比。

7.根据权利要求5所述的污泥沉降比原位自动检测方法，其特征在于，所述方法步骤2)中，静置的预定时间为：大于等于30分钟。

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