CN207380022U - 具有预警功能的污水水质监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有预警功能的污水水质监测装置，该装置包括检查井盖、检查井、凸型限位管、污水管道、凸型限位管固定装置、具有预警功能的污水水质监测装置、凸型限位管进水孔、凸型限位管出水孔、风能发电机、盒体、GPS模块、控制器、蓄电池、GSM模块、太阳能电池板、预警模块、数据储存器、电源线、数据传输线、支撑杆。有益效果是实现了利用太阳能和风能两种自然能提供电源，对污水管道水体进行实时监测，并能利用液位控制开关使装置能够在污水井有水的情况下运行，无水的情况下停止运行。使得在污水井水位下降时，在污水井只有少量水时避免检查井底淤泥对装置的破坏。该装置可在污水井内水质不达标时发出预警信号，以便相关工作人员及时采取相应对策。

Description

具有预警功能的污水水质监测装置

技术领域

本实用新型适用于污水管道水质的监测领域，具体涉及一种具有预警功能的污水水质监测装置。

背景技术

我国是一个水资源相对匮乏的国家，如何有效利用污水成为人们关心的话题，污水的利用首先要考虑污水的组成成分，在回用污水之前必须对污水水质进行监测。近年来，媒体曝光出部分不法企业利用污水管进行排污，这些污水通过污水管直接流入河流，造成周边水体受到污染，使得下游生态环境受到破坏，使得对污水管道水质实时检测变得十分必要。同时一些污水管道排水存在间歇性，如何实现根据实时污水管道水位及时开启监测装置也是值得研究的一个问题。此外近年来一些污水水体实时监测方法与系统由于其结构复杂，成本较高，不能适应污水管道中的恶劣工作条件、不能在无电的偏远地区长期实时监测且监测等原因未能实现产品推广。所以，开发一种具有预警功能的污水水质监测装置十分必要。

发明内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种利用太阳能和风能两种自然能供电的具有预警功能的污水水质监测装置，该装置可在污水管道检查井内部随水位升降，可实现实时水质监测操作，并能在污水井有水的情况下运行，少水或无水的情况下停止运行，且当水质参数监测值超标后能进行预警的一种具有预警功能的污水水质监测装置，避免了复杂人工采样，可有效及时监测工业污水偷排和误排到污水管道中。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案时提供一种具有预警功能的污水水质监测装置，不随水位升降而影响监测且能发出实时预警信号的一种具有预警功能的污水水质监测装置，其中：该监测装置包括检查井盖、检查井、凸型限位管、污水管道、限位管出水孔、具有预警功能的污水水质监测装置、凸型限位管固定装置、凸型限位管进水孔、风能发电机、盒体、GPS 模块、控制器、蓄电池、GSM模块、太阳能电池板、预警模块、数据储存器、电源线、数据传输线、支撑杆。

所述具有预警功能的污水水质监测装置包括相互连接的具有预警功能的污水水质监测装置电源接口、浮力装置、搅拌机电机、探头保护筒上的过滤网口、液位控制开关、搅拌机叶片、信息接收传输控制装置、搅拌机固定杆、多功能水质参数探头、探头保护筒。

所述太阳能电池板、风能发电机和盒体均安装在支撑杆上，盒体内部装有相互连接的GPS模块、控制器、蓄电池、GSM模块、预警模块、数据储存器，太阳能电池板和风能发电机两种自然能提供装置供电；

凸形限位管放置于检查井内，凸形限位管与检查井井壁之间通过凸形限位管固定装置固定，凸形限位管迎水侧设有凸形限位管进水孔，凸形限位管背水侧设有凸形限位管出水孔，具有预警功能的污水水质监测装置放入限位管中，具有预警功能的污水水质监测装置底部设有探头保护筒，探头保护筒下部设有探头保护筒上的过滤网口，多功能水质参数探头、搅拌机叶片、搅拌机电机、液位控制开关、搅拌机固定杆在探头保护筒底部，搅拌机叶片连接在搅拌机电机前段，然后通过搅拌机固定杆固定在浮力装置底部，浮力装置内顶处装有信息接收传输控制装置和污水管道水质实时监测装置电源接口，多功能水质参数探头、搅拌机固定杆和液位控制开关通过电源线与污水管道水质实时监测装置电源接口连接，污水管道水质实时监测装置电源接口通过电源线与蓄电池连接，多功能水质参数探头通过数据传输线连接在信息接收传输控制装置处，并与数据储存器连接。

本实用新型的效果是该具有预警功能的污水水质监测装置可以随污水管道水体水位变化而同步变化，装置通过搅拌机叶片搅拌产生吸力，使装置内水体处于实时流动状态，可以对水体水质进行实时监测。装置通过液位控制开关控制装置的运行与停止，使得装置能够污水井有水的情况下运行，少水或无水的情况下停止运行，特别适合对于间歇性排放的污水管道，比如雨水管道水质实时监测。通过液位控制开关控制装置既可实现污水管道水质实时监测，同时可避免在少水或无水等状态时实时监测装置的无效运行，达到节能降耗延长水质探头寿命的效果。凸型限位管的凸型结构设置，使得在污水井水位下降时，装置能够随水位下降直至装置靠在凸型限位管窄处部分，避免整个装置在污水井少水或无水时，由于探头沉底导致井底淤泥对装置的影响和破坏。装置通过太阳能和风能两种自然能为装置供电，使装置应用范围得以扩大到无人无电地区，当监测水体水质参数监测值达不到《GB/T 31962-2015污水排入城镇下水道水质标准》时，比如水体中悬浮物、温度、溶解性固体、有毒有害物质等超过《GB/T 31962-2015污水排入城镇下水道水质标准》规定的相应限值时，装置能及时发出预警信号到监测中心，然后制定相应措施，控制污水继续排放，保证污水管道和污水处理构筑物的正常运行。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型具有预警功能的污水水质监测装置结构示意图。

图中：

1、检查井盖 2、检查井 3、凸型限位管 4、污水管道

5、凸型限位管出水孔 6、具有预警功能的污水水质监测装置

6-1、具有预警功能的污水水质监测装置电源接口 6-2、浮力装置

6-3、搅拌机电机 6-4、探头保护筒上的过滤网口 6-5、液位控制开关

6-6、搅拌机叶片 6-7、信息接收传输控制装置 6-8、搅拌机固定杆

6-9、多功能水质参数探头 6-10、探头保护筒 7、凸型限位管固定装置

8、凸型限位管进水孔 9、风能发电机 10、盒体 11、GPS模块

12、控制器 13、蓄电池 14、GSM模块 15、太阳能电池板 16、预警模块

17、数据储存器 18电源线 19、数据传输线 20、支撑杆。

具体实施方式

下面结合图1和图2对本实用新型的具有预警功能的污水水质监测装置结构加以说明。

本实用新型的具有预警功能的污水水质监测装置结构是，包括检查井盖 1；检查井2；凸型限位管3；污水管道4；凸型限位管出水孔5；具有预警功能的污水水质监测装置6；具有预警功能的污水水质监测装置电源接口6-1；浮力装置6-2；搅拌机电机6-3；探头保护筒上的过滤网口6-4；液位控制开关6-5；搅拌机叶片6-6；信息接收传输控制装置6-7；搅拌机固定杆6-8；多功能水质参数探头6-9；探头保护筒6-10；凸型限位管固定装置7；凸型限位管进水孔8；风能发电机9；盒体10；GPS模块11；控制器12；蓄电池13；GSM模块14；太阳能电池板15；预警模块16；数据储存器17；电源线 18；数据传输线19；支撑杆20。

在本装置结构中直径为1000mm的城市雨水检查井2内部放置一根凸型限位管3，凸型限位管3上部直径为300mm，下部直径为200mm。通过固定装置把凸型限位管3固定在检查井2中心，固定装置由不锈钢材质制成，两端焊接在检查井2内壁，通过上下各两组凸形限位管固定装置7将凸型限位管 3固定在检查井2中心。将凸型限位管3底部放在检查井2底部，凸型限位管3上端距汇入检查井的最大管径雨水管管顶1000mm。将具有预警功能的污水水质监测装置6放入凸型限位管3内，调整浮力装置6-2材质或体积大小，当具有预警功能的污水水质监测装置6浮动时，限位管3限制其水平位移，保证检查井2中的污水管道水质实时监测装置6只能在限位管3内上下运动。通过凸型限位管3的凸型结构设置，使雨水检查井2中水位下降时，污水管道水质实时监测装置6随水位下降时最低只能下降至凸型限位管3的变窄处位置，在维持多功能水质参数探头6-9位于液面下100mm处的同时还保证多功能水质参数探头6-9底部距离检查井2底部距离为100mm，避免整个装置在雨水检查井2只有少量水或无水时，井底淤泥对装置的破坏。

放入具有预警功能的污水水质监测装置6后，连接好具有预警功能的污水水质监测装置6中多功能水质参数探头6-9与信息接收传输控制装置6-7 以及储存器17之间的数据线，以及连接好具有预警功能的污水水质监测装置电源接口6-1、信息接收传输控制装置6-7、液位控制开关6-5、搅拌机电机 6-3和多功能水质参数探头6-9与蓄电池13之间的电源线18。

液位控制开关6-5串联入整个装置的电源线内，当下雨时，雨水检查井 2内雨水水位上升达到设定水位，使液位控制开关6-5闭合，整个装置处于电源连通状态，装置开始运行，当雨停时，雨水检查井水位逐渐下降，直至使液位控制开关6-5断开，装置处于断路状态，整个装置停止运行。使得装置能够检查井2有水的情况下运行，少水或无水的情况下停止运行。

当雨水检查井2内雨水水位上升达到设定水位，使整个装置处于电源接通和数据连通正常的状态下，在雨水从检查井2上游向下游流动时，装置内部的搅拌机电机6-3启动然后使搅拌机叶片6-6转动产生抽流，对雨水产生吸力，使雨水从凸型限位管进水孔8流入，然后通过探头保护筒上的过滤网口6-4进入保护筒6-10，流经位于多功能水质参数探头6-9表面，之后从多功能水质参数探头6-9背水侧流出，最后依次经过探头保护筒上的过滤网口6-4和凸型限位管出水孔5流出检查井。凸型限位管进水孔8形心和探头保护筒上过滤网口6-4形心以及凸型限位管出水孔5的形心与多功能水质参数探头6-9形心在同一水平线上，使多功能水质参数探头6-9能够一直接触到实时流入装置的新鲜雨水，搅拌机叶片6-6抽流避免了水体在多功能水质参数探头6-9表面附近形成死水区进而影响监测效果。凸型限位管进水孔8和探头保护筒上过滤网口6-4的孔径分别为20mm和5mm，过滤去除雨水中大块漂浮物和悬浮物，防止对多功能水质参数探头6-9造成损坏。随着降雨强度的逐渐降低，检查井2内的水位将逐渐下降直至消失，此时污水管道水质实时监测装置6也同步随水位下降。但是污水管道水质实时监测装置6随水位下降时最低只能下降至凸型限位管3的变窄处位置，保证多功能水质参数探头6-9底部距离检查井2底部距离为100mm，避免检查井2底部淤泥对多功能水质参数探头6-9造成破坏。

在雨水流经多功能水质参数探头6-9传感器表面时，多功能水质参数探头6-9可按照预设程序即每隔25秒钟，检测一次雨水的pH、DO、氨氮、亚硝酸盐氮和温度等水质参数，在预警模块16中根据《GB/T 31962-2015污水排入城镇下水道水质标准》或监测要求预设好pH、DO、氨氮、亚硝酸盐氮和温度等水质参数的预警区间，水质参数测定值依次通过多功能水质参数探头 6-9、数据传输线19、信息接收传输控制装置6-7和预警模块16，当水质参数测定值不在预警区间时，水质参数测定值传输至内存为1T的储存器中17 储存该数据。当水质参数测定值在预警区间时，预警模块16就会通过GSM 模块14向监测中心终端发送水质测定值和预警信号，然后监测中心通过装置的GPS模块11进行定位，确认警报发生的具体位置，采取相应措施，比如将此时的污染雨水切换到相关处理装置，避免直排水体污染环境。

整个装置由太阳电池板15和风能发电机9提供电能，太阳能电池板15 采用多晶硅电池板，面积为1m²,光能转换率平均为20％。风力发电机9采用垂直轴风力发电机，风能转换率平均为30％。在白天的时候，太阳能电池板 15将太阳能转化为电能，并将多余的电能储存在蓄电池13里，在有风的情况下，风力发电机9将风能转换为电能，并将多余的电能储存在蓄电池13 中，在无风和无阳光的情况下，蓄电池13储存的电能提供装置的供电。控制器12自动控制蓄电池13的过冲、过载、过放、放电时间。

在预警模块16中设定好水体pH、DO、氨氮、亚硝酸盐氮和温度值等水质参数值的预警区间，具有预警功能的污水水质监测装置6监测得到的pH、 DO、氨氮、亚硝酸盐氮和温度水质参数的测定值依次通过多功能水质参数探头6-9、数据传输线19、信息接收传输控制装置6-7和预警模块16，当水质参数测定值不在相应预警区间时，传输至数据储存器17中，数据存储器内存为1T储存该数据。当水质参数测定值在预警区间时，预警模块16会通过GSM模块14向监测中心终端发送水质测定值和预警信号，然后监测中心能够通过装置的GPS模块11进行定位并确认预警发生的具体位置。

上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种具有预警功能的污水水质监测装置，其特征是：该监测装置包括检查井盖(1)、检查井(2)、凸型限位管(3)、污水管道(4)、凸型限位管出水孔(5)、具有预警功能的污水水质监测装置(6)、凸型限位管固定装置(7)、凸型限位管进水孔(8)、风能发电机(9)、盒体(10)、GPS模块(11)、控制器(12)、蓄电池(13)、GSM模块(14)、太阳能电池板(15)、预警模块(16)、数据储存器(17)、电源线(18)、数据传输线(19)、支撑杆(20)；

所述具有预警功能的污水水质监测装置(6)包括具有预警功能的污水水质监测装置电源接口(6-1)、浮力装置(6-2)、搅拌机电机(6-3)、探头保护筒上的过滤网口(6-4)、液位控制开关(6-5)、搅拌机叶片(6-6)、信息接收传输控制装置(6-7)、搅拌机固定杆(6-8)、多功能水质参数探头(6-9)、探头保护筒(6-10)；

所述太阳能电池板(15)、风能发电机(9)和盒体(10)均安装在支撑杆(20)上，盒体(10)内部装有相互连接的GPS模块(11)、控制器(12)、蓄电池(13)、GSM模块(14)、太阳能电池板(15)、预警模块(16)、数据储存器(17)，太阳能电池板(15)和风能发电机(9)，风能发电机(9)可利用风能和太阳能两种自然能提供装置供电；

凸型限位管(3)放置于检查井(2)内，凸型限位管(3)与检查井(2)之间通过凸型限位管固定装置(7)固定，凸型限位管(3)迎水侧设有凸型限位管进水孔(8)，凸型限位管(3)背水侧设有凸型限位管出水孔(5)；

具有预警功能的污水水质监测装置(6)放入凸型限位管(3)中，具有预警功能的污水水质监测装置(6)底部设有探头保护筒(6-10)，探头保护筒(6-10)下部设有探头保护筒上的过滤网口(6-4)，多功能水质参数探头(6-9)、搅拌机叶片(6-6)、搅拌机电机(6-3)、搅拌机固定杆(6-8)、液位控制开关(6-5)在探头保护筒(6-10)底部，搅拌机叶片(6-6)连接在搅拌机电机(6-3)前端，然后通过搅拌机固定杆(6-8)固定在浮力装置(6-2)底部，液位控制开关(6-5)串联进入整个装置的电源线内，浮力装置(6-2)内顶处装有信息接收传输控制装置(6-7)和具有预警功能的污水水质监测装置电源接口(6-1)，多功能水质参数探头(6-9)和搅拌机固定杆(6-8)通过电源线(18)连接在具有预警功能的污水水质监测装置电源接口(6-1)处，并与蓄电池(13)连接，多功能水质参数探头(6-9)通过数据传输线(19)连接在信息接收传输控制装置(6-7)处，并与数据储存器(17)连接。

2.根据权利要求1所述的具有预警功能的污水水质监测装置，其特征是：所述的浮力装置(6-2)为内部中空的浮筒状结构。

3.根据权利要求1所述的具有预警功能的污水水质监测装置，其特征是：在具有预警功能的污水水质监测装置(6)的探头保护筒(6-10)底部设置探头保护筒上的过滤网口(6-4)，多功能水质参数探头(6-9)底部距探头保护筒(6-10)底部垂直距离为50mm-200mm。

4.根据权利要求1所述的具有预警功能的污水水质监测装置，其特征是：在凸型限位管(3)的背水侧底部设置凸型限位管出水孔(5)的形心，凸型限位管进水孔(8)的形心、探头保护筒上过滤网口(6-4)的形心以及凸型限位管出水孔(5)的形心与多功能水质参数探头(6-9)底部在同一水平线上，多功能水质参数探头(6-9)设置于搅拌机叶片(6-6)的附近，被监测水体从迎水侧流经凸型限位管进水孔(8)和探头保护筒上过滤网口(6-4)流过多功能水质参数探头(6-9)表面后向多功能水质参数探头(6-9)背水侧流动，依次经过探头保护筒上的过滤网口(6-4)和凸型限位管出水孔5流出检查井。

5.根据权利要求1所述的具有预警功能的污水水质监测装置，其特征是：探头保护筒(6-10)内装有液位控制开关(6-5)，液位控制开关(6-5)串联入整个装置的电源线内。