CN115557579A - 一种用于沉淀池出水的重介质颗粒捕捉和检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于沉淀池出水的重介质颗粒捕捉和检测装置及方法,包括可调节重介质颗粒捕捉器以及用于监测经重介质粉捕捉器捕捉后沉淀池出水中重介质颗粒含量的重介质颗粒含量在线监测装置;其中,可调节重介质颗粒捕捉器包括支架和设置在支架上的捕捉组件,捕捉组件包括电磁棒组,电磁棒组包括若干平行设置的电磁棒。本发明在重介质颗粒捕捉器后设置重介质含量监测装置,通过电磁感应原理实时监测重介质颗粒含量,并将重介质颗粒含量监测装置与前置重介质颗粒捕捉器连锁,沉淀池出水重介质含量实时反馈给重介质颗粒捕捉器,实时调整励磁强度,实现对重介质颗粒的高效吸附。
Description
技术领域
本发明属于水处理领域,具体涉及一种用于沉淀池出水的重介质颗粒捕捉和检测装置及方法。
背景技术
作为水处理中的常规工艺,混凝沉淀技术通过向污水中投加混凝剂、絮凝剂等化学药剂,使胶体和悬浮态污染物聚结成大的絮凝体,进而通过沉淀去除。重介质强化混凝技术通过投加可循环使用的重介质晶种,形成以晶种为核心的高密度、结构紧实性的絮体,其相对常规混凝沉淀技术具有药耗小、停留时间短、占地面积小的优势。然而,在实际工程应用中,由于设计上升流速过快,或者重介质颗粒粒径过小,沉淀池出水中会含有少量的重介质颗粒,并随着水流至下一水处理工艺段,这种类似“跑砂”的现象会对后续工艺的运行造成不良影响。
发明内容
基于现有技术中重介质颗粒随沉淀池出水出现的“跑砂”现象对后续工艺的不良影响的问题,本发明提出了一种用于沉淀池出水的重介质颗粒捕捉和检测装置及方法,该方法可以选择性地高效捕捉沉淀池出水中随水流出的极少量重介质颗粒,同时对沉淀池出水中的重介质含量进行定量检测,有效避免重介质颗粒随沉淀池出水出现的“跑砂”现象对后续工艺的不良影响。
本发明采用如下的技术方案:
一种用于沉淀池出水的重介质颗粒捕捉和检测装置,包括设置在沉淀池出水渠中的磁性可调节重介质颗粒捕捉器以及用于监测经重介质粉捕捉器捕捉后沉淀池出水中重介质颗粒含量的重介质颗粒含量在线监测装置;磁性可调节重介质颗粒捕捉器与重介质颗粒含量在线监测装置相连;
其中,磁性可调节重介质颗粒捕捉器包括支架和设置在支架上的捕捉组件,捕捉组件包括电磁棒组,电磁棒组包括若干平行设置的电磁棒。
本发明进一步的改进在于,支架包括加固杆、吊杆、吊耳、横杆、顶杆和底杆,其中,所述横杆与顶杆之间通过若干吊杆相连,横杆顶部设置有吊耳,顶杆和底杆之间设置若干加固杆。
本发明进一步的改进在于,捕捉组件包括平行设置在支架的顶杆和底杆之间的电磁棒组。
本发明进一步的改进在于,所述电磁棒包括导磁硅钢和励磁线圈,励磁线圈缠绕在导磁硅钢外部。
本发明进一步的改进在于,通电时电磁棒的磁感应强度≥0.1特斯拉,相邻电磁棒间距为2-5cm。
本发明进一步的改进在于,所述重介质颗粒含量在线监测装置包括测量导管、测量模块、螺管线圈、外壳以及液晶显示屏;所述螺管线圈缠绕于测量导管上,测量导管设置在外壳内,外壳一侧设置测量模块。
本发明进一步的改进在于,所述测量模块包括依次连接的脉冲发生器、分频器、转换器、检测器以及滤波放大器,所述转换器和检测器分别与螺管线圈电连接;所述滤波放大器与液晶显示屏连接。
一种基于如上所述装置的用于沉淀池出水的重介质颗粒捕捉和检测方法,包括以下步骤:
沉淀池出水经重介质粉捕捉器对重介质粉颗粒的吸附捕集后,进入出水重介质含量监测装置中,脉冲发生器产生高频振荡脉冲信号,并将高频振荡脉冲信号输出给分频器,高频振荡脉冲信号经分频器变换为输出方波信号,并输出给转换器;转换器通过权电路将方波信号转换成三角正弦波,三角正弦波信号作用在螺管线圈后,产生方波电压信号,方波电压信号强度通过检测器进行检测,并将方波电压信号输送给滤波放大器,滤波放大器将方波电压信号强度进行滤波放大,根据滤波放大后的信号,得到重介质颗粒含量。
本发明进一步的改进在于,重介质颗粒含量通过下式计算:
m=0.004i0.881
式中,m—重介质颗粒含量,mg/L;
i—滤波放大后的信号强度。
与现有技术相比,本发明具有的有益效果:
本发明通过在沉淀池出水渠中设置磁性可调节的重介质颗粒捕捉器,重介质颗粒捕捉器中设置的电磁棒组通过多重磁性吸附作用实现对随出水流出的重介质粉颗粒的吸附捕集,避免了细小重介质粉随沉淀池出水流出影响后续处理工艺的运行。本发明在重介质颗粒捕捉器后设置重介质含量监测装置,通过电磁感应原理实时监测重介质颗粒含量,并将重介质颗粒含量监测装置与前置重介质颗粒捕捉器连锁,沉淀池出水重介质含量实时反馈给重介质颗粒捕捉器,实时调整励磁强度,实现对重介质颗粒的高效吸附。
进一步的,本发明中重介质颗粒捕捉器中电磁棒由内部导磁硅钢和外部环绕的励磁线圈制成,电磁棒的磁感应强度可通过改变励磁电流的大小进行调整,通电时可保证磁感应强度≥0.1特斯拉,保障其对细小重介质颗粒的吸附效果。同时,断电时其可停止对重介质颗粒的吸附,有助于重介质颗粒捕捉器的定期清洗与维护。
本发明中沉淀池出水经重介质粉捕捉器对重介质粉颗粒的吸附捕集后,进入出水重介质含量监测装置中,脉冲发生器产生高频振荡脉冲信号,并将高频振荡脉冲信号输出给分频器,高频振荡脉冲信号经分频器变换为输出方波信号,并输出给转换器;转换器通过权电路将方波信号转换成三角正弦波,三角正弦波信号作用在螺管线圈后,产生方波电压信号,方波电压信号强度通过检测器进行检测,并将方波电压信号输送给滤波放大器,滤波放大器将方波电压信号强度进行滤波放大,根据滤波放大后的信号,得到重介质颗粒含量。可根据重介质颗粒含量,实时调整重介质颗粒捕捉器的励磁强度,实现对重介质颗粒的高效吸附。
附图说明
图1为重介质颗粒捕捉器的结构示意图;
图2为重介质含量监测装置的结构示意图;
图3为测量模块的结构示意图;
图4为重介质颗粒含量在线监测装置的标定曲线。
图中,1-支架、2-电磁棒、3-加固杆、4-吊杆、5-吊耳、6-横杆、7-连接法兰、8-测量导管、9-测量模块、10-外壳、11-励磁线圈、12-顶杆、13-底杆、14-脉冲发生器、15-分频器、16-转换器、17-检测器、18-滤波放大器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
本发明一种用于沉淀池出水的重介质颗粒捕捉和检测装置,包括可调节重介质颗粒捕捉器以及沉淀池出水重介质颗粒含量在线监测装置。
参见图1,可调节重介质颗粒捕捉器包括支架1和设置在支架1上的捕捉组件,支架1包括加固杆3、吊杆4、吊耳5、横杆6、顶杆12和底杆13,其中,所述横杆6与顶杆12之间通过若干吊杆4相连,横杆6顶部设置有吊耳5,顶杆12和底杆13之间设置若干加固杆3。
捕捉组件包括平行设置在支架1的顶杆12和底杆13之间的电磁棒组,电磁棒组包括若干平行且均匀设置的电磁棒2。所述电磁棒2包括导磁硅钢和励磁线圈,励磁线圈缠绕在导磁硅钢外部,所述励磁线圈外侧采用环氧树脂密封。
所述电磁棒2的磁感应强度可通过改变励磁电流的大小进行调整,通电时可保证磁感应强度≥0.1特斯拉,保障其对细小重介质颗粒的吸附效果。
所述重介质颗粒捕捉器中相邻电磁棒2间距为2-5cm,保证其仅对重介质颗粒存在吸附捕集作用而不拦截水中其他杂志导致截流。
所述重介质粉捕捉器倾斜设置在沉淀池出水渠入口处,所述重介质粉捕捉器的侧面与沉淀池出水渠底面之间的夹角设置为25°~90°。
所述重介质颗粒含量监测装置安装在重介质粉捕捉器之后,用于监测经重介质粉捕捉器捕捉后沉淀池出水中重介质颗粒含量。
参见图2,所述沉淀池出水重介质颗粒含量在线监测装置包括测量导管8、测量模块9、螺管线圈11、外壳10以及液晶显示屏。
所述螺管线圈11缠绕于测量导管8上,并通过外壳10封装。外壳10一侧设置测量模块9。
参见图3,所述测量模块9包括依次连接的脉冲发生器14、分频器15、转换器16、检测器17以及滤波放大器18。
测量导管8通过连接法兰7与沉淀池出水渠相连。
所述转换器16和检测器17分别与螺管线圈11电连接;所述滤波放大器18与液晶显示屏相连接。
所述重介质颗粒含量监测装置与前置重介质颗粒捕捉器连锁,沉淀池出水重介质含量实时反馈给重介质颗粒捕捉器,实时调整励磁强度,实现对重介质颗粒的高效吸附。
具有磁性的重介质颗粒随水流经过重介质颗粒含量监测装置时,由于有磁性物质通过,引起励磁线圈电感发生变化,测量模块9监测到励磁线圈的电感变化进行波形变换输出,得到重介质颗粒含量。
一种用于沉淀池出水的重介质颗粒捕捉和检测方法,包括以下步骤:
沉淀池出水经重介质粉捕捉器对重介质粉颗粒的吸附捕集后,进入出水重介质含量监测装置中,检测沉淀池出水中重介质含量。
参见图3,重介质颗粒含量在线监测装置的测量模块9的原理如下:由脉冲发生器14产生高频振荡脉冲信号,并将高频振荡脉冲信号输送给分频器15,该高频振荡脉冲信号经分频器15分频成方波信号,并输送给转换器16;然后转换器16通过权电路将方波信号转换成三角正弦波,并为螺管线圈11提供恒定的三角波励磁电流;三角正弦波信号作用在螺管线圈11后,由于磁性重介质颗粒通过产生的电感的存在,产生方波电压信号,方波电压信号强度通过检测器17进行检测,并输送给滤波放大器18,最后滤波放大器18将信号进行滤波放大,并将滤波放大后的信号输出给显示屏进行数值显示,即可得到重介质颗粒含量。
通过配制一系列浓度梯度的含有磁性重介质颗粒的溶液对重介质颗粒含量在线监测装置进行标定,得到重介质颗粒含量与方波信号强度的关系,从而实现测量信号与重介质颗粒含量的转换。参见图4所示的标定曲线,拟合得到重介质颗粒含量计算公式,如下所示:
m=0.004i0.881
式中,m—重介质颗粒含量,mg/L;
i—滤波放大后的信号强度。
实施例1
某循环水排污水系统设计处理量为500m3/h,主要水质指标见表1:
表1系统进出水水质指标
循环水排污水来水经重介质强化混凝沉淀装置处理后,产水进入沉淀池出水渠,经过安装在沉淀池出口处的可调节重介质颗粒捕捉器对强化混凝沉淀产水中随水流出的部分重介质颗粒进行磁性吸附捕捉。之后设置在重介质颗粒捕捉器之后的重介质颗粒含量在线监测装置对产水中的重介质颗粒含量进行持续测量监测,并将检测结果反馈给重介质颗粒捕捉器。当重介质颗粒含量m>m0(m0为预设含量)时,则提高重介质颗粒捕捉器的动作电流,从而增加捕捉效果;当重介质颗粒含量m≤m0(m0为预设含量)时,则出水合格。
本发明一方面,在沉淀池出水渠中设置磁性可调节的重介质粉捕捉器,重介质粉捕捉器中多排设置的电磁棒组通过多重磁性吸附作用实现对随出水流出的重介质粉颗粒的吸附捕集,避免了细小重介质粉随沉淀池出水流出影响后续处理工艺的运行;另一方面,在重介质颗粒捕捉器后设置沉淀池出水重介质含量监测装置,通过电磁感应原理实时监测重介质颗粒含量,并将重介质颗粒含量监测装置与前置重介质颗粒捕捉器连锁,沉淀池出水重介质含量实时反馈给重介质颗粒捕捉器,实时调整励磁强度,实现对重介质颗粒的高效吸附。
以上所述仅是本发明的实施步骤的举例,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改变和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于沉淀池出水的重介质颗粒捕捉和检测装置,其特征在于,包括设置在沉淀池出水渠中的磁性可调节重介质颗粒捕捉器以及用于监测经重介质粉捕捉器捕捉后沉淀池出水中重介质颗粒含量的重介质颗粒含量在线监测装置;磁性可调节重介质颗粒捕捉器与重介质颗粒含量在线监测装置相连;
其中,磁性可调节重介质颗粒捕捉器包括支架(1)和设置在支架(1)上的捕捉组件,捕捉组件包括电磁棒组,电磁棒组包括若干平行设置的电磁棒(2)。
2.根据权利要求1所述的一种用于沉淀池出水的重介质颗粒捕捉和检测装置,其特征在于,支架(1)包括加固杆(3)、吊杆(4)、吊耳(5)、横杆(6)、顶杆(12)和底杆(13),其中,所述横杆(6)与顶杆(12)之间通过若干吊杆(4)相连,横杆(6)顶部设置有吊耳(5),顶杆(12)和底杆(13)之间设置若干加固杆(3)。
3.根据权利要求2所述的一种用于沉淀池出水的重介质颗粒捕捉和检测装置,其特征在于,捕捉组件包括平行设置在支架(1)的顶杆(12)和底杆(13)之间的电磁棒组。
4.根据权利要求1所述的一种用于沉淀池出水的重介质颗粒捕捉和检测装置,其特征在于,所述电磁棒(2)包括导磁硅钢和励磁线圈,励磁线圈缠绕在导磁硅钢外部。
5.根据权利要求1所述的一种用于沉淀池出水的重介质颗粒捕捉和检测装置,其特征在于,通电时电磁棒(2)的磁感应强度≥0.1特斯拉,相邻电磁棒(2)间距为2-5cm。
6.根据权利要求1所述的一种用于沉淀池出水的重介质颗粒捕捉和检测装置,其特征在于,所述重介质颗粒含量在线监测装置包括测量导管(8)、测量模块(9)、螺管线圈(11)、外壳(10)以及液晶显示屏;所述螺管线圈(11)缠绕于测量导管(8)上,测量导管(8)设置在外壳(10)内,外壳(10)一侧设置测量模块(9)。
7.根据权利要求6所述的一种用于沉淀池出水的重介质颗粒捕捉和检测装置,其特征在于,所述测量模块(9)包括依次连接的脉冲发生器(14)、分频器(15)、转换器(16)、检测器(17)以及滤波放大器(18),所述转换器(16)和检测器(17)分别与螺管线圈(11)电连接;所述滤波放大器(18)与液晶显示屏连接。
8.一种基于权利要求7所述装置的用于沉淀池出水的重介质颗粒捕捉和检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
沉淀池出水经重介质粉捕捉器对重介质粉颗粒的吸附捕集后,进入出水重介质含量监测装置中,脉冲发生器(14)产生高频振荡脉冲信号,并将高频振荡脉冲信号输出给分频器(15),高频振荡脉冲信号经分频器(15)变换为输出方波信号,并输出给转换器(16);转换器(16)通过权电路将方波信号转换成三角正弦波,三角正弦波信号作用在螺管线圈(11)后,产生方波电压信号,方波电压信号强度通过检测器(17)进行检测,并将方波电压信号输送给滤波放大器(18),滤波放大器(18)将方波电压信号强度进行滤波放大,根据滤波放大后的信号,得到重介质颗粒含量。
9.一种权利要求8所述的方法,其特征在于,重介质颗粒含量通过下式计算:
m=0.004i0.881
式中,m—重介质颗粒含量,mg/L;
i—滤波放大后的信号强度。
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- 2022-06-10 CN CN202210655125.2A patent/CN115557579A/zh active Pending
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