CN117470588B - 一种水污染源监测用水质采样装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于水质检测技术领域，尤其是涉及一种水污染源监测用水质采样装置，包括取样井，所述取样井的内部插接有井套，所述井套与取样井之间填充有碎石填料，所述井套的顶部安装有基座，所述井套的内部固定设置有多个隔板，且井套通过多个隔板围合形成多个取样腔，各个所述井套的侧壁安装有多个凸块，且各个凸块的侧壁均开设有与同侧取样腔相连通的进液孔，各个所述进液孔的下侧孔壁均开设有流水孔。本发明可以根据水质变化以及土壤湿度变化，自动对地下水进行取样，确保取样的及时性，降低污染水的外扩，且可以分区进行取样，利于分析各个土层的受污染情况，使用效果好，同时，可以提高监测取样的范围，利于提高取样的代表性。

Description

一种水污染源监测用水质采样装置

技术领域

本发明属于水质检测技术领域，尤其是涉及一种水污染源监测用水质采样装置。

背景技术

工业废水是由工业生产过程中排放的废水，经过采样分析可以评估废水的水质状况，以确定是否符合排放标准和环境保护要求，防止工业废水随意排出影响环境安全。

目前，一般在工业废水排放口以及污水处理设备的进出口等关键位置选择采样点，也会在工业厂房周围的河流等区域设置定点采样点，通过定期取样，可以防止企业废水排放影响周围水质；

但是，由于工业厂房的废水输送管道通常埋于地下，受到地下挤压、振动、腐蚀等环境因素影响，管道的接口处常会产生渗漏现象，此时，未经处理的工业废水极易从此处泄露到周围的土壤中，造成地下水污染，而常规的在排放口、污水处理设备的进出口等点位进行水质取样的方式，无法及时发现被污染的地下水，而由于地下管网的复杂性，设置专门的地下水取样点，会由于取样点的范围较小，导致流经此处的地下水量较少，导致取出的水质不具备足够的代表性，多点取样又会增加繁琐度，同时，定期取样的方式，也不利于及时发现这些受到污染的地下水的取样分析，使用效果不佳。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种水污染源监测用水质采样装置。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种水污染源监测用水质采样装置，包括取样井，所述取样井的内部插接有井套，所述井套与取样井之间填充有碎石填料，所述井套的顶部安装有基座，所述井套的内部固定设置有多个隔板，且井套通过多个隔板围合形成多个取样腔，各个所述井套的侧壁安装有多个凸块，且各个凸块的侧壁均开设有与同侧取样腔相连通的进液孔，各个所述进液孔的下侧孔壁均开设有流水孔，且各个流水孔的孔壁均插接有一组水质检测仪，所述井套的内部设置有抽水机构，所述基座的顶部固定安装有取样箱，且取样箱的内部设置有多个取样容器，所述抽水机构用于将地下水输送至各个取样容器内部，所述取样箱安装有用于驱动多个取样容器旋转的驱动机构，所述基座的端部安装有抽气机构，抽气机构可以使井套的内部形成负压，所述抽气机构安装用喷气回流机构，所述井套的内部安装有与喷气回流机构相配合的湿度触发机构，所述取样箱的内部安装有与湿度触发机构电性连接的电磁开关，所述取样箱的侧壁安装有控制器，且取样箱的内壁安装有与控制器电性连接的无线信号收发器。

优选的，所述抽水机构包括固定安装于井套内壁下端的潜水泵，且潜水泵的输出端固定安装有输水管，所述输水管的出水端延伸至取样箱的内部设置，各个所述取样腔的下腔壁均开设有漏水孔，且各个漏水孔的内部均安装有第一常闭电磁阀，所述井套的内壁安装有与潜水泵位置相对应的液位计，各个所述进液孔的内部均安装有第二常闭电磁阀，且各个流水孔的内部均安装有第一常开电磁阀，所述液位计、抽水泵、第一常闭电磁阀、第二常闭电磁阀和第一常开电磁阀均与控制器电性连接。

优选的，所述驱动机构包括固定设置于取样箱内底的减速电机，且减速电机的输出端固定安装有旋转盘，各个所述取样容器均与旋转盘的端面滑动插接，且各个旋转盘关于旋转盘的轴线呈环形均匀分布，所述减速电机与控制器电性连接。

优选的，所述抽气机构包括固定安装于基座端面的气泵，所述基座的内部开设有空腔，且空腔的下腔壁开设有抽气孔，各个所述取样腔的上腔壁均固定插接有连通管，且各个连通管的内部均安装有第三常闭电磁阀，所述气泵的吸气端与空腔相连通设置，所述气泵和第三常闭电磁阀均与控制器电性连接。

优选的，所述喷气回流机构包括多个中空杆，且各个中空杆关于取样井的轴线呈环形均匀分布，各个所述中空杆靠近取样井一侧的杆壁均开设有多组锥形喷气孔，所述气泵的输出端固定安装有中空块，且各个中空杆均与中空块共同固定插接有连接管。

优选的，所述湿度触发机构包括固定插接于井套两个侧壁的回流弯管，所述井套的内壁位于两个回流弯管上方的位置安装有绝缘支撑架，且绝缘支撑架的内部固定安装有湿敏电阻，所述湿敏电阻与电磁开关电性连接，两个所述回流弯管的内部均安装有与控制器电性连接的第二常开电磁阀。

优选的，各个所述流水孔的内部均一体成型设置有挡环，且挡环位于同侧一组水质检测仪的下方设置，各个所述挡环的下方均设置有缓冲挡块，且缓冲挡块与挡环共同固定安装有弹簧。

优选的，所述基座的外侧套设有雨布，且雨布的端面外缘处安装有多个锁紧组件，所述锁紧组件用于将雨布固定在地面上。

与现有的技术相比，一种水污染源监测用水质采样装置的优点在于：

1、通过设置的取样井、井套、碎石填料、隔板、凸块、进液孔、流水孔、多组水质检测仪、基座、取样向、取样容器、驱动机构、抽水机构、控制器和无线信号收发器的相互配合，通过在产生工业废水的厂房周围合适地点挖设于埋地管道深度相匹配的监测井，自动监测地下水的水质，在地下水出现污染时，自动进行取样，并远程通知相关部门，以进行地下水污染的精密分析，从而可以根据水质变化，自动对地下水进行取样，从而可以确保取样的及时性，降低污染水的外扩，且可以分区进行取样，利于分析各个土层的受污染情况，使用效果好。

2、通过设置的抽气机构，可以加速土壤中的受污染水液进入各个取样腔内部，并使较大范围的土壤中的水液汇流到井套内部，从而可以一定程度上提高监测取样范围，提高取样的代表性，利于提高后续对水质样品分析的精准度，配合设置的喷气回流机构，可以进一步提高土壤中的水液汇流到取样腔中。

3、通过设置的湿度触发机构和电磁开关的相互配合，湿度触发机构可以与喷气回流机构相配合，在土壤中湿度较大时，说明工业废水扩散到此位置，或者说明该处土壤存在较大的水液流过，此时，可以通过控制器进行自动取样，配合水质检测仪对地下水的监测的方式，可以进一步提高对水质取样的及时性。

附图说明

图1是本发明提供的一种水污染源监测用水质采样装置的结构示意图；

图2是本发明提供的一种水污染源监测用水质采样装置的井套的内部下侧结构示意图；

图3是本发明提供的一种水污染源监测用水质采样装置的凸块的内部结构示意图；

图4是本发明提供的一种水污染源监测用水质采样装置的取样箱的内部结构示意图；

图5是本发明提供的一种水污染源监测用水质采样装置的基座与气泵的连接结构示意图；

图6是本发明提供的一种水污染源监测用水质采样装置的湿度触发机构的结构示意图；

图7是本发明提供的一种水污染源监测用水质采样装置的中空杆的局部剖视结构示意图。

图中：1取样井、2井套、3碎石填料、4基座、5隔板、6取样腔、7凸块、8进液孔、9流水孔、10水质检测仪、11抽水机构、111潜水泵、112输水管、113漏水孔、114第一常闭电磁阀、115液位计、116第二常闭电磁阀、117第一常开电磁阀、12取样箱、13取样容器、14驱动机构、141减速电机、142旋转盘、15抽气机构、151气泵、152空腔、153抽气孔、154连通管、155第三常闭电磁阀、16喷气回流机构、161中空杆、162锥形喷气孔、163中空块、164连接管、17湿度触发机构、171回流弯管、172绝缘支撑架、173湿敏电阻、174第二常开电磁阀、18电磁开关、19控制器、20无线信号收发器、21挡环、22缓冲挡块、23弹簧、24雨布、25锁紧组件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

如图1-图7所示，一种水污染源监测用水质采样装置，包括取样井1，取样井1的内部插接有井套2，井套2与取样井1之间填充有碎石填料3，井套2的顶部安装有基座4，井套2的内部固定设置有多个隔板5，且井套2通过多个隔板5围合形成多个取样腔6，各个井套2的侧壁安装有多个凸块7，且各个凸块7的侧壁均开设有与同侧取样腔6相连通的进液孔8，各个进液孔8的下侧孔壁均开设有流水孔9，且各个流水孔9的孔壁均插接有一组水质检测仪10，一组水质检测仪10一般包括重金属检测仪、酸碱度检测仪等，各个水质检测仪10检测到相应污染物浓度超出阈值(该阈值一般根据国家工业废水排放标准等制定)后，可以向控制器19传输相应的电信号，井套2的内部设置有抽水机构11，基座4的顶部固定安装有取样箱12，且取样箱12的内部设置有多个取样容器13，抽水机构11用于将地下水输送至各个取样容器13内部，取样箱12的侧壁安装有控制器19，且取样箱12的内壁安装有与控制器19电性连接的无线信号收发器20，无线信号收发器20可以将取样报警信息无线传输给远程终端，同时，远程终端人员也可以传输取样信号给控制器19，抽水机构11包括固定安装于井套2内壁下端的潜水泵111，且潜水泵111的输出端固定安装有输水管112，输水管112的出水端延伸至取样箱12的内部设置，各个取样腔6的下腔壁均开设有漏水孔113，且各个漏水孔113的内部均安装有第一常闭电磁阀114，井套2的内壁安装有与潜水泵111位置相对应的液位计115，各个进液孔8的内部均安装有第二常闭电磁阀116，且各个流水孔9的内部均安装有第一常开电磁阀117，液位计115、抽水泵、第一常闭电磁阀114、第二常闭电磁阀116和第一常开电磁阀117均与控制器19电性连接，液位计115可以实时对潜水泵111处的液位进行监测，并在水位达到一定深度后，可以传递相应的电信号给控制器19,此为现有成熟技术，故在此不作赘述。

取样箱12安装有用于驱动多个取样容器13旋转的驱动机构14，驱动机构14包括固定设置于取样箱12内底的减速电机141，且减速电机141的输出端固定安装有旋转盘142，各个取样容器13均与旋转盘142的端面滑动插接，且各个旋转盘142关于旋转盘142的轴线呈环形均匀分布，减速电机141与控制器19电性连接，减速电机141上设置有编码器(图中未示出)，控制器19通过编码器可以精准控制减速电机141的旋转角度，此为现有成熟技术，故在此不作赘述。

基座4的端部安装有抽气机构15，抽气机构15可以使井套2的内部形成负压，抽气机构15包括固定安装于基座4端面的气泵151，基座4的内部开设有空腔152，且空腔152的下腔壁开设有抽气孔153，各个取样腔6的上腔壁均固定插接有连通管154，且各个连通管154的内部均安装有第三常闭电磁阀155，气泵151的吸气端与空腔152相连通设置，气泵151和第三常闭电磁阀155均与控制器19电性连接，各个连通管154的上端均位于同侧取样腔6的内部上侧设置，防止进入取样腔6内部的水液通过连通管154流出。

抽气机构15安装用喷气回流机构16，喷气回流机构16包括多个中空杆161，且各个中空杆161关于取样井1的轴线呈环形均匀分布，各个中空杆161靠近取样井1一侧的杆壁均开设有多组锥形喷气孔162，气泵151的输出端固定安装有中空块163，且各个中空杆161均与中空块163共同固定插接有连接管164，锥形喷气孔162可以尽量防止外部的土壤进入中空杆161内部。

井套2的内部安装有与喷气回流机构16相配合的湿度触发机构17，取样箱12的内部安装有与湿度触发机构17电性连接的电磁开关18，湿度触发机构17包括固定插接于井套2两个侧壁的回流弯管171，井套2的内壁位于两个回流弯管171上方的位置安装有绝缘支撑架172，且绝缘支撑架172的内部固定安装有湿敏电阻173，湿敏电阻173与电磁开关18电性连接，两个回流弯管171的内部均安装有与控制器19电性连接的第二常开电磁阀174，高湿度的空气会导致湿敏电阻173的敏感层吸湿膨胀，从而会增加湿敏电阻173的电导性，湿敏电阻173的电阻值降低，电磁开关18通入足够的电流后，其自身会产生足够的磁吸力，从而可以吸合自身的动触头。

各个流水孔9的内部均一体成型设置有挡环21，且挡环21位于同侧一组水质检测仪10的下方设置，各个挡环21的下方均设置有缓冲挡块22，且缓冲挡块22与挡环21共同固定安装有弹簧23，通过缓冲挡块22配额和挡环21，可以尽量降低水液通过流水孔9的速度，确保水质检测仪10可以充分与流水孔9内的水液接触，从而可以提高水质检测仪10的检测效果。

基座4的外侧套设有雨布24，且雨布24的端面外缘处安装有多个锁紧组件25，锁紧组件25用于将雨布24固定在地面上，通过雨布24，可以防止尽量减少地面上方的空气从雨布24处补充进土壤中，提高利用空气流动使水液汇流至取样井1的效果，锁紧组件25包括插杆、压板、螺母等构件。

现对本发明的操作原理做如下说明：在产生工业废水的厂房周围合适位置挖设取样井1，取样井1的深度与排工业废水的地下管网的深度相匹配，随后，将井套2、碎石填料3、基座4依次安装，并在取样井1周围插接多个中空杆161，随后，将连接管164输水管112等管路连通固定，最后，将控制器19通电，并启动控制器19；

控制器19启动后，会立即启动气泵151，气泵151的吸入端可以通过空腔152和抽气孔153对井套2内部进行抽吸，从而可以使井套2内部形成负压状态(在碎石填料3的作用下，土壤不会进入进液孔8内，防止进液孔8被堵塞)，而取样井1内部的压力相较于周围土壤中的压力本身就较低，故土壤中的水液易汇流到取样井1处，在启动控制器19后，控制器19会立即启动各个水质检测仪10，而流到取样井1处的部分水液会进入进液孔8内，随后通过流水孔9流出，而各个水质检测仪10可以持续对流经流水孔9内部的水液进行水质检测，在检测到水质污染物超出阈值(如PH值超出6.5-8.5)后，会产生相应的电信号，并传输给控制器19，此时，控制器19会立即启动各个进液孔8内部的第二常闭电磁阀116、各个流水孔9内部的第一常开电磁阀117、各个连通管154内部的第三常闭电磁阀155以及两个回流弯管171内部的第二常开电磁阀174，此时，周围土壤中的空气会带动水液通过各个进液孔8流入各个取样腔6内部，在15分钟后，控制器19会启动最下侧的漏水孔113内的第一常闭电磁阀114，此时，最下侧的取样腔6内部的水液会流入至潜水泵111处，随着流入的水液增多，液位计115在检测到水位达到合适高度(高度通常为使潜水泵111浸没在水中)后，会传递电信号给控制器19，此时，控制器19会立即启动潜水泵111，并延时1分钟启动减速电机141，潜水泵111可以将最下侧的取样腔6内部的水液通过输水管112输送至取样箱12内部，并将水液导入该处的取样容器13内部，而在潜水泵111工作1分钟后，会立即停止工作，此时减速电机141同步启动工作5秒钟，减速电机141可以通过旋转盘142带动各个取样容器13转动一定角度，使下一个取样容器13转移至输水管112的出水端下侧，而控制器19在控制潜水泵111停止工作时，会同步启动倒数第二个漏水孔113内部的第一常闭电磁阀114，此时，倒数第二个取样腔6内部的水液会通过下侧的取样腔6及漏水孔113流入至潜水泵111处，直至液位计115再次检测到水位到达合适高度后，会传递电信号给控制器19，此时，控制器19会再次启动潜水泵111，并延时1分钟启动减速电机141，从而通过潜水泵111可以将倒数第二个取样腔6内部的水液转移至取样容器13内部，重复上述操作，直至将各个取样腔6内部的水液全部转移至对应的取样容器13内部；

而在控制器19接收到水质检测仪10的电信号时，会同步启动无线信号收发器20，无线信号收发器20会将报警信号传输给远程终端，远程终端人员接收到报警信号时，说明可能存在地下水受污染现象，此时，应立即赶往该取样井1的现场，并打开取样箱12，将各个取样容器13内部的水样依次取出，并对水样进行精密检测分析；

气泵151在工作时，气泵151输送的空气会通过中空块163和各个连接管164输送至各个中空杆161内部，随后，空气通过各个锥形喷气孔162喷出，利用喷出的空气，可以扩大取样井1周围的土壤间隙，利于该范围内的水液汇流到取样井1处；

而在控制器19启动后，若水质检测仪10未检测到水液中污染物浓度超出阈值(如PH值超出6.5-8.5)，气泵151正常对井套2内部进行负压抽吸，此时土壤中的空气会通过两个回流弯管171回流到井套2内部，回流的空气会携带土壤中的水分与湿敏电阻173接触，若输送工业废水的地下管网出现较大渗漏，其水液会扩散增加周围土壤中的湿度，同时，在下雨等天气下，土壤的水液增多，会增加水液在土壤中的流动速度，若地下水受到污染，其污染扩散速度回增加，因此，在发生工业废水大量渗漏以及地下水流速计流量增加时，进入井套2内部的流动空气的湿度也会随之增加，高湿度的空气会导致湿敏电阻173的敏感层吸湿膨胀，从而会增加湿敏电阻173的电导性，湿敏电阻173的电阻值降低，此时，通入电磁开关18内部的电流增加，故可以使电磁开关18自身产生足够的磁吸力吸合自身的动触头，而控制器19在接收到电磁开关18的电信号后，会立即控制潜水泵111等构件，重复上述的地下水取样工作，并通过无线信号收发器20传递报警信号给远程终端，提醒人员取出水样，配合水质检测仪10，可以提高对水质取样的及时性，降低水污染扩散程度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种水污染源监测用水质采样装置，包括取样井（1），其特征在于，所述取样井（1）的内部插接有井套（2），所述井套（2）与取样井（1）之间填充有碎石填料（3），所述井套（2）的顶部安装有基座（4），所述井套（2）的内部固定设置有多个隔板（5），且井套（2）通过多个隔板（5）围合形成多个取样腔（6），各个所述井套（2）的侧壁安装有多个凸块（7），且各个凸块（7）的侧壁均开设有与同侧取样腔（6）相连通的进液孔（8），各个所述进液孔（8）的下侧孔壁均开设有流水孔（9），且各个流水孔（9）的孔壁均插接有一组水质检测仪（10），所述井套（2）的内部设置有抽水机构（11），所述基座（4）的顶部固定安装有取样箱（12），且取样箱（12）的内部设置有多个取样容器（13），所述抽水机构（11）用于将地下水输送至各个取样容器（13）内部，所述取样箱（12）安装有用于驱动多个取样容器（13）旋转的驱动机构（14），所述基座（4）的端部安装有抽气机构（15），抽气机构（15）可以使井套（2）的内部形成负压，所述抽气机构（15）安装用喷气回流机构（16），所述井套（2）的内部安装有与喷气回流机构（16）相配合的湿度触发机构（17），所述取样箱（12）的内部安装有与湿度触发机构（17）电性连接的电磁开关（18），所述取样箱（12）的侧壁安装有控制器（19），且取样箱（12）的内壁安装有与控制器（19）电性连接的无线信号收发器（20），所述抽气机构（15）包括固定安装于基座（4）端面的气泵（151），所述基座（4）的内部开设有空腔（152），且空腔（152）的下腔壁开设有抽气孔（153），各个所述取样腔（6）的上腔壁均固定插接有连通管（154），且各个连通管（154）的内部均安装有第三常闭电磁阀（155），所述气泵（151）的吸气端与空腔（152）相连通设置，所述气泵（151）和第三常闭电磁阀（155）均与控制器（19）电性连接，所述喷气回流机构（16）包括多个中空杆（161），且各个中空杆（161）关于取样井（1）的轴线呈环形均匀分布，各个所述中空杆（161）靠近取样井（1）一侧的杆壁均开设有多组锥形喷气孔（162），所述气泵（151）的输出端固定安装有中空块（163），且各个中空杆（161）均与中空块（163）共同固定插接有连接管（164），所述湿度触发机构（17）包括固定插接于井套（2）两个侧壁的回流弯管（171），所述井套（2）的内壁位于两个回流弯管（171）上方的位置安装有绝缘支撑架（172），且绝缘支撑架（172）的内部固定安装有湿敏电阻（173），所述湿敏电阻（173）与电磁开关（18）电性连接，两个所述回流弯管（171）的内部均安装有与控制器（19）电性连接的第二常开电磁阀（174）。

2.根据权利要求1所述的一种水污染源监测用水质采样装置，其特征在于，所述抽水机构（11）包括固定安装于井套（2）内壁下端的潜水泵（111），且潜水泵（111）的输出端固定安装有输水管（112），所述输水管（112）的出水端延伸至取样箱（12）的内部设置，各个所述取样腔（6）的下腔壁均开设有漏水孔（113），且各个漏水孔（113）的内部均安装有第一常闭电磁阀（114），所述井套（2）的内壁安装有与潜水泵（111）位置相对应的液位计（115），各个所述进液孔（8）的内部均安装有第二常闭电磁阀（116），且各个流水孔（9）的内部均安装有第一常开电磁阀（117），所述液位计（115）、抽水泵、第一常闭电磁阀（114）、第二常闭电磁阀（116）和第一常开电磁阀（117）均与控制器（19）电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种水污染源监测用水质采样装置，其特征在于，所述驱动机构（14）包括固定设置于取样箱（12）内底的减速电机（141），且减速电机（141）的输出端固定安装有旋转盘（142），各个所述取样容器（13）均与旋转盘（142）的端面滑动插接，且各个旋转盘（142）关于旋转盘（142）的轴线呈环形均匀分布，所述减速电机（141）与控制器（19）电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种水污染源监测用水质采样装置，其特征在于，各个所述流水孔（9）的内部均一体成型设置有挡环（21），且挡环（21）位于同侧一组水质检测仪（10）的下方设置，各个所述挡环（21）的下方均设置有缓冲挡块（22），且缓冲挡块（22）与挡环（21）共同固定安装有弹簧（23）。

5.根据权利要求1所述的一种水污染源监测用水质采样装置，其特征在于，所述基座（4）的外侧套设有雨布（24），且雨布（24）的端面外缘处安装有多个锁紧组件（25），所述锁紧组件（25）用于将雨布（24）固定在地面上。