CN113075377A - 一种污水正磷酸盐仪表水样智能采集系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种污水正磷酸盐仪表水样智能采集系统和方法，包括在线正磷酸盐检测仪(18)、取样管路和生化池，还包括反冲管路和控制器(19)；相比现有技术，本发明的污水正磷酸盐仪表水样智能采集系统和方法的优点和积极效果在于：(1)通过取样管的切换，可以实现一个在线正磷酸盐检测仪对多个生物池的水质分别采样检测，节省了采购多块在线正磷酸盐检测仪的成本；(2)通过不锈钢过滤网、陶瓷过滤膜的两次过滤作用，进入取样管的为经过过滤的污水，不会出现比如颗粒物杂质堵塞进样管路，微生物在管壁上附着等现象，从而水质在线监测不会受到污泥和微生物的影响，检测仪测量精度及长期稳定运行也不会受到影响。

Description

一种污水正磷酸盐仪表水样智能采集系统和方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种污水正磷酸盐仪表水样智能采集系统和方法。
背景技术
污水厂为了对生化池出水处水样进行实时检测，需要利用在线正磷酸盐检测仪对水样进行采集及检测。由于污水在生化池中经过曝气及生化作用，出水处的污水带有大量的颗粒物杂质及微生物，采用常规采样管路，会使颗粒物杂质及微生物附着在管壁上，从而影响水质在线监测仪器对信号的采集，进而对仪器测量精度及长期稳定运行造成相当大的影响。而且如果采集多处位置的水样，需要购置多块在线正磷酸盐检测仪，或者利用人工分别采样及检测，既增加成本又怎加人力。另外现有技术中对在线正磷酸盐检测仪的检验结果也没有验错程序,不能排除偶然因素对水样检测结果的干扰。
发明内容
本发明针对上述的问题，提供了一种污水正磷酸盐仪表水样智能采集系统和方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种污水正磷酸盐仪表水样智能采集系统，包括在线正磷酸盐检测仪、取样管路和生化池，还包括反冲管路和控制器，
所述取样管路包括多个取样管、一个汇总管和一个取样自吸泵；所述生化池也为多个，且每个所述生化池安装一个取样管；每个所述取样管处于生化池内的取样端安装有过滤装置；
多个所述取样管的远离生化池端均连接汇总管靠近生化池端；所述汇总管远离生化池端与取样自吸泵进水口之间通过仪表管连接，所述取样自吸泵出水口与在线正磷酸盐检测仪通过水管连接；
所述反冲管路包括反洗泵、反洗管和反洗进水管，所述反洗泵进水口与反洗进水管连接，所述反洗泵出水口与反洗管连接；所述反洗管远离反洗泵端与汇总管远离生化池端连接；
所述仪表管和反洗管以及每个所述取样管上均安装有一个电磁水阀；所述取样自吸泵、反洗泵和所有电磁水阀均与控制器通过信号线通信连接；所述在线正磷酸盐检测仪的检测输出端与控制器通过信号线连接。
作为优选，所述取样管处于生化池内的取样端的过滤装置分为两层，分别为内层的陶瓷过滤膜和外层的不锈钢过滤网。
作为优选，所述生化池的数量为三个，分别为生化池一、生化池二和生化池三；所述生化池一安装有取样管一，所述生化池二安装有取样管二，所述生化池三安装有取样管三；所述取样管一、取样管二和取样管三上分别安装电磁水阀一、电磁水阀二和电磁水阀三。
作为优选，所述取样自吸泵出水口还连接废液收集管；所述仪表管和反洗管分别安装电磁水阀四和电磁水阀五。
作为优选，还包括信号采集器和云平台，所述信号采集器输入端与控制器输出端通过信号线连接，所述信号采集器输出端通过WIFI或4G和云平台通信连接。
基于污水正磷酸盐仪表水样智能采集系统的一种污水正磷酸盐仪表水样智能采集方法，包括以下步骤:
步骤一 当需要采集生化池一内的水样时，控制器控制电磁水阀一、电磁水阀四打开和取样自吸泵启动，生化池一的污水依次经不锈钢过滤网和陶瓷过滤膜过滤进入取样管一；
步骤二 进入取样管一的污水在取样自吸泵的作用下，先后经汇总管、仪表管进入到在线正磷酸盐检测仪接受检测；在线正磷酸盐检测仪取得规定体积的污水样本后，多余的污水通过废液收集管排入废液桶；
步骤三 连续三次通过取样管一从生化池一中取样检测污水正磷酸盐数值；
步骤四 在线正磷酸盐检测仪将检测得到的三个污水正磷酸盐数值传递给控制器；信号采集器再将控制器得到的三个检测结果发送给云平台；
步骤五 控制器将三个污水正磷酸盐数值进行横向比较；云平台将三个污水正磷酸盐数值进行纵向比较，并将纵向比较结果传递给控制器；如果经比较后，控制器和云平台均判断检测数值真实，则本次对生化池一内污水的取样检测结束；如果控制器和云平台至少一个判断检测数值不真实，则重复步骤三至五；如果检测数值连续被判定为不真实，控制器发出报警信号；
步骤六 取样检测结束后，控制器先控制电磁水阀四关闭和取样自吸泵停转，后控制电磁水阀五打开和反洗泵启动，中水自反洗进水管进入反洗泵，在反洗泵的作用下依次反冲洗汇总管、取样管一、陶瓷过滤膜和不锈钢过滤网，反冲洗时间为5-15秒。
步骤七 反冲洗结束后，控制器控制电磁水阀五、电磁水阀一关闭和反洗泵停转；
步骤八 当需要采集生化池二或生化池三中的水样时，将步骤一至七中的电磁水阀一替换为电磁水阀二或电磁水阀三。
作为优选，所述步骤五中控制器将三个污水正磷酸盐数值进行横向比较，具体为：如果三个污水正磷酸盐数值中两两偏差均小于30%,则控制器判定本次检测结果真实，并取三个数值的平均值作为本次检测结果；如果三个污水正磷酸盐数值中两两偏差至少一个大于30%，则控制器判定本次检测结果不真实。
作为优选，所述步骤五中云平台将三个污水正磷酸盐数值进行纵向比较，具体为：所述信号采集器输出端通过WIFI或4G和云平台通信连接，把历史数据上传至云平台，利用云平台大数据计算功能来判断本次检测数据的真实性以及动态修改历史数据的最大最小值。
作为优选，所述云平台将三个污水正磷酸盐数值分别与对应的生化池污水正磷酸盐历史数据最大值、最小值进行比较；如果三个污水正磷酸盐数值均不大于历史数据最大值的30%，且均不小于历史数据最小值的30%，则云平台判定本次检测结果真实；如果三个污水正磷酸盐数值至少一个大于历史数据最大值的30%，或至少一个小于历史数据最小值的30%，则云平台判定本次检测结果不真实。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
(1)通过与取样自吸泵相连的取样管的切换，可以实现一个在线正磷酸盐检测仪对多个生物池的水质分别采样，节省了采购多块在线正磷酸盐检测仪的成本；
(2)通过不锈钢过滤网、陶瓷过滤膜的两次过滤作用，进入取样管的为经过过滤的污水，去除了污水中的污泥颗粒及微生物，不会出现比如颗粒物杂质堵塞进样管路，微生物在管壁上附着等现象，从而水质在线监测不会受到污泥和微生物的影响，测量精度及仪器的长期稳定运行也不会受到影响；
(3)通过反洗泵的反冲洗作用，可自动对不锈钢过滤网、陶瓷过滤膜及取样管进行反洗，节省了人力进行冲洗的步骤，降低了人力成本，保证了水质检测的准确性与稳定性；
(4)控制器将三个污水正磷酸盐数值进行横向比较；云平台将三个污水正磷酸盐数值进行纵向比较，并将纵向比较结果传递给控制器；横向比较和纵向比较结合对在线正磷酸盐仪测结果进行验错，防止了偶然因素对水样结果干扰，保证了检测结果的准确性与稳定性。
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，图1为实施例1提供的污水正磷酸盐仪表水样智能采集系统示意图，
图2为污水正磷酸盐仪表水样智能采集方法示意图。
附图标记说明：1—不锈钢过滤网，2—陶瓷过滤膜，3—取样自吸泵，4—反洗泵，5—取样管一，6—取样管二，7—取样管三，8—电磁水阀一，9—电磁水阀二，10—电磁水阀三，11—汇总管，12—仪表管，13—反洗管，14—电磁水阀四，15—电磁水阀五，16—废液收集管，17—反洗进水管，18—在线正磷酸盐检测仪，19—控制器，20—生化池一，21—生化池二，22—生化池三。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
实施例1
下面结合附图1-2对本发明作进一步的描述，一种污水正磷酸盐仪表水样智能采集系统，包括在线正磷酸盐检测仪18、取样管路和生化池，还包括反冲管路和控制器19。
如图1所示，取样管路包括多个取样管、一个汇总管11和一个取样自吸泵3；生化池也为多个，且每个生化池安装一个取样管；每个取样管处于生化池内的取样端安装有过滤装置。
如图1所示，多个取样管的远离生化池端均连接汇总管11靠近生化池端；汇总管11远离生化池端与取样自吸泵3进水口之间通过仪表管12连接，取样自吸泵3出水口与在线正磷酸盐检测仪18通过水管连接。
如图1所示，反冲管路包括反洗泵4、反洗管13和反洗进水管17，反洗泵4进水口与反洗进水管17连接，反洗泵4出水口与反洗管13连接；反洗管13远离反洗泵4端与汇总管11远离生化池端连接。
图1给出了污水正磷酸盐仪表水样智能采集系统示意图，实际上生化池的容积非常大(约150-200立方米)，而取样管的直径(约50mm)相对而言非常小，所以反冲的中水的体积对于生化池容积而言可以忽略；而且更重要的是生化池内一直污水有流入和流出，生化池内的污水是动态的，所以反冲的中水对生化池内污水正磷酸盐浓度的影响可以忽略。
如图1所示，仪表管12和反洗管13以及每个取样管上均安装有一个电磁水阀；取样自吸泵3、反洗泵4和所有电磁水阀均与控制器19通过信号线通信连接；在线正磷酸盐检测仪18的检测输出端与控制器19通过信号线连接。
如图1所示，取样管处于生化池内的取样端的过滤装置分为两层，分别为内层的陶瓷过滤膜2和外层的不锈钢过滤网1。
如图1所示，生化池的数量为三个，分别为生化池一20、生化池二21和生化池三22；生化池一20安装有取样管一5，生化池二21安装有取样管二6，生化池三22安装有取样管三7；取样管一5、取样管二6和取样管三7上分别安装电磁水阀一8、电磁水阀二9和电磁水阀三10。
如图1所示，取样自吸泵3出水口还连接废液收集管16；仪表管12和反洗管13分别安装电磁水阀四14和电磁水阀五15。
如图2所示，污水正磷酸盐仪表水样智能采集系统还包括信号采集器和云平台，信号采集器输入端与控制器19输出端通过信号线连接，信号采集器输出端通过WIFI或4G和云平台通信连接。
基于污水正磷酸盐仪表水样智能采集系统的一种污水正磷酸盐仪表水样智能采集方法，包括以下步骤:
步骤一 当需要采集生化池一20内的水样时，如图1所示，控制器19控制电磁水阀一8、电磁水阀四14打开和取样自吸泵3启动，生化池一20的污水依次经不锈钢过滤网1和陶瓷过滤膜2过滤进入取样管一5；
步骤二 如图1所示，进入取样管一5的污水在取样自吸泵3的作用下，先后经汇总管11、仪表管12进入到在线正磷酸盐检测仪18接受检测；在线正磷酸盐检测仪18取得规定体积的污水样本后，多余的污水通过废液收集管16排入废液桶；
步骤三 连续三次通过取样管一5从生化池一20中取样检测污水正磷酸盐数值；
步骤四 在线正磷酸盐检测仪18将检测得到的三个污水正磷酸盐数值传递给控制器19；如图2所示，信号采集器再将控制器19得到的三个检测结果发送给云平台；
步骤五 控制器19将三个污水正磷酸盐数值进行横向比较；云平台将三个污水正磷酸盐数值进行纵向比较，并将纵向比较结果传递给控制器19；如果经比较后，控制器19和云平台均判断检测数值真实，则本次对生化池一20内污水的取样检测结束；如果控制器19和云平台至少一个判断检测数值不真实，则重复步骤三至五；如果检测数值连续被判定为不真实，控制器19发出报警信号；
步骤六 如图1所示，取样检测结束后，控制器19先控制电磁水阀四14关闭和取样自吸泵3停转，后控制电磁水阀五15打开和反洗泵4启动，中水自反洗进水管17进入反洗泵4，在反洗泵4的作用下依次反冲洗汇总管11、取样管一5、陶瓷过滤膜2和不锈钢过滤网1，反冲洗时间为5-15秒。
步骤七 反冲洗结束后，控制器19控制电磁水阀五15、电磁水阀一8关闭和反洗泵4停转；
步骤八 如图1所示，当需要采集生化池二21或生化池三22中的水样时，将步骤一至七中的电磁水阀一8替换为电磁水阀二9或电磁水阀三10。
步骤五中控制器19将三个污水正磷酸盐数值进行横向比较，具体为：如果三个污水正磷酸盐数值中两两偏差均小于30%,则控制器19判定本次检测结果真实，并取三个数值的平均值作为本次检测结果；如果三个污水正磷酸盐数值中两两偏差至少一个大于30%，则控制器19判定本次检测结果不真实。
步骤五中云平台将三个污水正磷酸盐数值进行纵向比较，具体为：信号采集器输出端通过WIFI或4G和云平台通信连接，把历史数据上传至云平台，利用云平台大数据计算功能来判断本次检测数据的真实性以及动态修改历史数据的最大最小值。
云平台将三个污水正磷酸盐数值分别与对应的生化池污水正磷酸盐历史数据最大值、最小值进行比较；如果三个污水正磷酸盐数值均不大于历史数据最大值的30%，且均不小于历史数据最小值的30%，则云平台判定本次检测结果真实；如果三个污水正磷酸盐数值至少一个大于历史数据最大值的30%，或至少一个小于历史数据最小值的30%，则云平台判定本次检测结果不真实。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其他领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种污水正磷酸盐仪表水样智能采集系统，包括在线正磷酸盐检测仪(18)、取样管路和生化池，其特征在于，还包括反冲管路和控制器(19)，
所述取样管路包括多个取样管、一个汇总管(11)和一个取样自吸泵(3)；所述生化池也为多个，且每个所述生化池安装一个取样管；每个所述取样管处于生化池内的取样端安装有过滤装置；
多个所述取样管的远离生化池端均连接汇总管(11)靠近生化池端；所述汇总管(11)远离生化池端与取样自吸泵(3)进水口之间通过仪表管(12)连接，所述取样自吸泵(3)出水口与在线正磷酸盐检测仪(18)通过水管连接；
所述反冲管路包括反洗泵(4)、反洗管(13)和反洗进水管(17)，所述反洗泵(4)进水口与反洗进水管(17)连接，所述反洗泵(4)出水口与反洗管(13)连接；所述反洗管(13)远离反洗泵(4)端与汇总管(11)远离生化池端连接；
所述仪表管(12)和反洗管(13)以及每个所述取样管上均安装有一个电磁水阀；所述取样自吸泵(3)、反洗泵(4)和所有电磁水阀均与控制器(19)通过信号线通信连接；所述在线正磷酸盐检测仪(18)的检测输出端与控制器(19)通过信号线连接。
2.根据权利要求1所述的污水正磷酸盐仪表水样智能采集系统，其特征在于，所述取样管处于生化池内的取样端的过滤装置分为两层，分别为内层的陶瓷过滤膜(2)和外层的不锈钢过滤网(1)。
3.根据权利要求1或2所述的污水正磷酸盐仪表水样智能采集系统，其特征在于，所述生化池的数量为三个，分别为生化池一(20)、生化池二(21)和生化池三(22)；所述生化池一(20)安装有取样管一(5)，所述生化池二(21)安装有取样管二(6)，所述生化池三(22)安装有取样管三(7)；所述取样管一(5)、取样管二(6)和取样管三(7)上分别安装电磁水阀一(8)、电磁水阀二(9)和电磁水阀三(10)。
4.根据权利要求3所述的污水正磷酸盐仪表水样智能采集系统，其特征在于，所述取样自吸泵(3)出水口还连接废液收集管(16)；所述仪表管(12)和反洗管(13)分别安装电磁水阀四(14)和电磁水阀五(15)。
5.根据权利要求1或4所述的污水正磷酸盐仪表水样智能采集系统，其特征在于，还包括信号采集器和云平台，所述信号采集器输入端与控制器(19)输出端通过信号线连接，所述信号采集器输出端通过WIFI或4G和云平台通信连接。
6.基于权利要求5所述的污水正磷酸盐仪表水样智能采集系统的一种污水正磷酸盐仪表水样智能采集方法，其特征在于，包括以下步骤:
步骤一 当需要采集生化池一(20)内的水样时，控制器(19)控制电磁水阀一(8)、电磁水阀四(14)打开和取样自吸泵(3)启动，生化池一(20)的污水依次经不锈钢过滤网(1)和陶瓷过滤膜(2)过滤进入取样管一(5)；
步骤二 进入取样管一(5)的污水在取样自吸泵(3)的作用下，先后经汇总管(11)、仪表管(12)进入到在线正磷酸盐检测仪(18)接受检测；在线正磷酸盐检测仪(18)取得规定体积的污水样本后，多余的污水通过废液收集管(16)排入废液桶；
步骤三 连续三次通过取样管一(5)从生化池一(20)中取样检测污水正磷酸盐数值；
步骤四 在线正磷酸盐检测仪(18)将检测得到的三个污水正磷酸盐数值传递给控制器(19)；信号采集器再将控制器(19)得到的三个检测结果发送给云平台；
步骤五 控制器(19)将三个污水正磷酸盐数值进行横向比较；云平台将三个污水正磷酸盐数值进行纵向比较，并将纵向比较结果传递给控制器(19)；如果经比较后，控制器(19)和云平台均判断检测数值真实，则本次对生化池一(20)内污水的取样检测结束；如果控制器(19)和云平台至少一个判断检测数值不真实，则重复步骤三至五；如果检测数值连续被判定为不真实，控制器(19)发出报警信号；
步骤六 取样检测结束后，控制器(19)先控制电磁水阀四(14)关闭和取样自吸泵(3)停转，后控制电磁水阀五(15)打开和反洗泵(4)启动，中水自反洗进水管(17)进入反洗泵(4)，在反洗泵(4)的作用下依次反冲洗汇总管(11)、取样管一(5)、陶瓷过滤膜(2)和不锈钢过滤网(1)，反冲洗时间为5-15秒。
7.步骤七 反冲洗结束后，控制器(19)控制电磁水阀五(15)、电磁水阀一(8)关闭和反洗泵(4)停转；
步骤八 当需要采集生化池二(21)或生化池三(22)中的水样时，将步骤一至七中的电磁水阀一(8)替换为电磁水阀二(9)或电磁水阀三(10)。
8.根据权利要求6所述的污水正磷酸盐仪表水样智能采集方法，其特征在于，所述步骤五中控制器(19)将三个污水正磷酸盐数值进行横向比较，具体为：如果三个污水正磷酸盐数值中两两偏差均小于30%,则控制器(19)判定本次检测结果真实，并取三个数值的平均值作为本次检测结果；如果三个污水正磷酸盐数值中两两偏差至少一个大于30%，则控制器(19)判定本次检测结果不真实。
9.根据权利要求6或7所述的污水正磷酸盐仪表水样智能采集方法，其特征在于，所述步骤五中云平台将三个污水正磷酸盐数值进行纵向比较，具体为：所述信号采集器输出端通过WIFI或4G和云平台通信连接，把历史数据上传至云平台，利用云平台大数据计算功能来判断本次检测数据的真实性以及动态修改历史数据的最大最小值。
10.根据权利要求8述的污水正磷酸盐仪表水样智能采集方法，其特征在于，所述云平台将三个污水正磷酸盐数值分别与对应的生化池污水正磷酸盐历史数据最大值、最小值进行比较；如果三个污水正磷酸盐数值均不大于历史数据最大值的30%，且均不小于历史数据最小值的30%，则云平台判定本次检测结果真实；如果三个污水正磷酸盐数值至少一个大于历史数据最大值的30%，或至少一个小于历史数据最小值的30%，则云平台判定本次检测结果不真实。
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