CN211477725U - 一种污泥比耗氧速率集成采样检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种污泥比耗氧速率集成采样检测装置，该集成采样检测装置包括：盛放泥水混合液的反应容器；自生化反应构筑物向反应容器内压力采集泥水混合液的动力采样部件；气液扩散部件，气液扩散部件包括气液水射器和扩散管路，扩散管路固定在反应容器内部底端，扩散管路上具有扩散孔，气液水射器位于反应容器的外部且与扩散管路连接；位于反应容器外部且与气液水射器连接的供氧部件；液相混流部件，液相混流部件位于反应容器的外部，液相混流部件包括循环泵，循环泵的一端与气液水射器连接，循环泵的另一端与反应容器的上部连接；检测部件，检测部件的探头位于反应容器内部，检测部件远离探头的一端与外部PC部件连接。

Description

一种污泥比耗氧速率集成采样检测装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理的生化污泥生长代谢活性检测领域，尤其涉及一种污泥比耗氧速率集成采样检测装置。

背景技术

在进行污水处理时，如果污水中的污染物不能被微生物降解，则生物处理是无效的；若污水中突然进入有毒物质，超过微生物的忍受限度时，将会对微生物产生抑制或毒害作用，使系统的运行遭到严重破坏。因此，如何快速诊断反应系统中污泥的活性以及待处理来水的可生化性、生物毒性，是环保污水处理运行管理工作中的技术要点。

污泥耗氧速率在活性污泥工艺设计与过程控制中是一个十分重要的参数，是评价污泥代谢活性的一个重要指标。污泥SOUR的大小及其变化趋势可指示处理系统负荷的变化情况。另外，我们可通过测定污泥在不同工业废水中SOUR值的高低，来判断该废水的可生化性及污泥承受废水毒性的极限程度。水处理行业目前使用的SOUR检测仪造价高昂、维护成本较高、集成度不高、不便于携带，适用范围小。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种操作简单、携带轻便的污泥比耗氧速率集成采样监测装置。

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种污泥比耗氧速率集成采样检测装置，所述集成采样检测装置可以包括：用于盛放泥水混合液的反应容器；动力采样部件，所述动力采样部件包括采样泵和采样管路，所述动力采样部件自生化反应构筑物液面以下通过采样泵及采样管路向所述反应容器内压力采集泥水混合液；用于向反应容器内扩散气体或液体的气液扩散部件，所述气液扩散部件可包括气液水射器和扩散管路，所述扩散管路固定在所述反应容器内部底端，所述扩散管路上具有扩散孔，所述气液水射器位于所述反应容器的外部且与所述扩散管路连接；用于产生氧气的供氧部件，所述供氧部件位于所述反应容器的外部且与所述气液水射器连接；用于搅拌反应容器内混合液的液相混流部件，所述液相混流部件位于所述反应容器的外部，所述液相混流部件可包括循环泵，所述循环泵的一端与所述气液水射器连接，所述循环泵的另一端与所述反应容器的上部连接；用于检测所述反应容器内部混合液的检测部件，所述检测部件的探头位于所述反应容器内部，所述检测部件远离所述探头的一端通过通讯信号传输线或无线传输方式与外部PC部件连接；和计时器，所述计时器位于所述反应容器的外部，所述计时器用于与所述循环泵联控计时，且与所述外部PC 部件通讯连接。

在本实用新型公开内容的一个实施例中，所述反应容器上部还可设有活动端盖。

在本实用新型公开内容的一个实施例中，所述检测装置还包括设置在所述反应容器外部的物料进管和物料出管，所述物料进管用于连接所述采样泵和所述反应容器，所述物料出管与所述反应容器的下部连接。

在本实用新型公开内容的一个实施例中，所述物料进管设有第一控制阀(a)；所述物料出管设有第二控制阀(b)。

在本实用新型公开内容的一个实施例中，所述物料出管的出料端设有放空液收集容器。

在本实用新型公开内容的一个实施例中，所述检测部件可以包括：MLSS计、DO 仪和液位计。

在本实用新型公开内容的一个实施例中，所述反应容器为透明材质。

在本实用新型公开内容的一个实施例中，所述供氧部件包括气泵，所述气泵与所述气液水射器连接。

在本实用新型公开内容的一个实施例中，所述气泵与所述气液水射器之间还可安装有第三控制阀。

在本实用新型公开内容的一个实施例中，所述循环泵与所述气液水射器之间还可设有第四控制阀。

通过利用本公开内容的污泥比耗氧速率集成采样检测装置，可以获得的有益效果包括：

本实用新型公开的污泥比耗氧速率集成采样检测装置结构简单、易于维护，降低了运行成本；

本实用新型公开的污泥比耗氧速率集成采样检测装置可实现模块化设计，集成度高，且便于携带，因此适用范围广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将结合附图进行说明。

在附图中：

图1为本实用新型公开的污泥比耗氧速率集成采样检测装置一个实施例的结构示意图；

图2为d(DO)/d(t)的一个拟合曲线示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本实用新型实施例做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

在下文中，将参考附图描述本实用新型的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件。

本实用新型公开了一种污泥比耗氧速率集成采样检测装置，该检测装置可用于污水处理中快速检测污泥比耗氧速率(SOUR)并诊断污泥活性和废水能否有利于生物降解。

图1为本实用新型公开的污泥比耗氧速率集成采样检测装置一个实施例的结构示意图。如图1所示，该检测装置包括反应容器1、供氧部件2、液相混流部件3、检测部件4、动力采样部件51、放空部件52、气液扩散部件6、外部PC部件7、和计时器8。反应容器1用于盛放待检测的泥水混合液；气液扩散部件6用于向反应容器1内扩散气体或液体；供氧部件2用于向反应容器1内提供氧气；液相混流部件3 用于搅拌反应容器1内的泥水混合液；检测部件4用于检测反应容器1内泥水混合液的特性(DO/MLSS/液位)；动力采样部件51，动力采样部件自生化反应构筑物9通过采样泵511及采样管路512向反应容器1内压力采集泥水混合液；计时器8用于实现检测过程中的计时功能；外部PC部件7用于实现检测过程中检测部件4、计时器8、动力设备(511/21/31)、控制阀(a/b/c/d)的监控。

整个反应容器1可看作是上下两部分的结合，上部结构形状为圆柱形，下部结构形状为圆台状，圆柱形上部与圆台状下部相结合组合成反应容器1。在圆柱形上部与圆台状下部的结合处应为圆滑过渡。具体的，圆柱形上部中圆柱的直径尺寸为 10～20cm，圆台状下部中圆台底面的直径为15～25cm，反应容器1整体的高度为 20～30cm。该反应容器1的壁厚可以根据实际需要设计，但应保证反应容器1内部的有效容积为300～2000mL。应当理解的是，该反应容器1的结构形状不应限制为实施例中示出的形状，也可将反应容器1的整体设计为圆柱形结构或圆台状结构，并且该反应容器1外壁的材料、内部容积及外部尺寸均可以根据实际需要进行改变。

气液扩散部件6包括气液水射器61和扩散管路62，该扩散管路62设置在反应容器1内部底端的部位，且固定在反应容器1的内壁上，扩散管路62与反应容器1 内壁的固定方式选用粘接。扩散管路62两侧部设有扩散孔621，扩散孔621均匀的开设在扩散管路62的侧壁上，扩散孔621之间的间距为1～3cm。气液水射器61位于反应容器1的外部，且与扩散管路62连接，反应容器1的器壁上具有供气液水射器 61与扩散管路62之间的连接管穿过的的孔，当连接管穿过该孔进入反应容器内部时，连接管与孔之间需要进行密封，避免泥水混合液从该孔溢出。

供氧部件2设置在反应容器1的外部，且供氧部件2与气液水射器61连接。供氧部件2产生的氧气可通过气液水射器61进入扩散管路62中，再通过扩散管路62 上的扩散孔621向反应容器1内进行扩散、充氧曝气。

液相混流部件3设置在反应容器1的外部，该液相混流部件3的搅拌方式为循环搅拌，液相混流部件3包括循环泵31、循环泵入管32和循环泵出管33，循环泵入管 32用于连接循环泵入口与反应容器1的上部，循环泵入管32与反应容器1的连接处应做密封连接，防止泥水混合液从连接部位溢出。循环泵出管33用于连接循环泵出口与气液水射器61。循环泵31可采用蠕动泵，循环泵入管32和循环泵出管33可采用与蠕动泵配套的内径约为5～10mm的软管。循环泵31运转时，通过循环泵入管32 抽取反应容器1上部的混合液，再通过气液水射器61及扩散管路62扩散至反应容器 1内部，循环泵31的连续运转即实现泥水混合液的循环搅拌。

计时器8与液相混流部件3的循环泵31联控计时，以记录反应器1内的生物呼吸反应时间，以便在此计时期间检测部件4的仪表参数被外部PC部件7所采集记录。

进一步的，循环泵出管32上安装有第四控制阀d，第四控制阀d用来控制循环泵31与气液水射器61之间管路的接通与断开。

检测部件4的探头从反应容器1的上端伸入反应容器1内部，且检测部件4远离探头的一端与外部PC部件7通过通讯信号传输线或无线传输方式连接。以实现外部 PC部件7实时显示检测部件4所检测到的数据。计时器8与外部PC部件7通讯连接，且计时器8设置在反应容器1的外部；计时器8、检测部件4均与外部PC部件 7通讯连接，以实现外部PC部件7记录下泥水混合液每间隔1min通过检测部件4 所检测到的数值。

在本实用新型所公开的另一个实施例中，反应容器1的上部设有活动上盖，活动上盖安装在反应容器1上部的开口位置，对反应容器1进行封口，以避免外部空气进入反应容器1内。应当理解的是，此处的活动端口设计也可采用其他的方式进行替换，但应保证在运行操作过程中，避免向反应容器1内部混入空气。

在本实用新型所公开的另一个实施例中，反应容器1的外壁上还接有物料进管和物料出管，物料进管的一端与反应容器1连接，另一端与采样泵511连接，物料出管与反应容器1的下部连接。物料进管用于向反应容器1内部添加或泵压力采集调配好的泥水混合液，物料出管用于将检测完毕的泥水混合液放出。

在本实用新型所公开的一个实施例中，物料进管上安装有第一控制阀a，物料出管上安装有第二控制阀b。具体使用时，将动力采样部件51的采样管路512置于生化反应构筑物9的泥水混合液以下，开启第一控制阀a及采样泵511，关闭第二控制阀b，泥水混合液经过物料进管流入反应容器1内部，当反应容器1内部充满泥水混合液时(通过检测部件4的液位计控制)，关闭第一控制阀a及采样泵511停止进料；检测流程结束后，开启物料出管上的第二控制阀b，反应容器1内的泥水混合液经物料出管流出；也可以操作控制阀使用自来水对反应容器1进行反复的冲洗。

进一步的，物料出管的出料端还设有放空液收集容器e。放空液收集容器e可选用收集桶，当物料出管上的第二控制阀b开启时，反应容器1内部的泥水混合液经物料出管流入放空液收集容器e中。在物料出管的出料端设置放空液收集容器e，能将检测后的泥水混合液进一步回收处理，避免对环境的污染。

在本实用新型所公开的另一个实施例中，检测部件4包括MLSS计、DO仪和液位计。MLSS计、DO仪和液位计的探头从反应容器1的顶端伸入反应容器1的器室内部，且探头距离反应容器1底部的距离为4～6cm，MLSS计、DO仪和液位计的接线与外部PC部件7通讯连接。应当理解的是，检测部件4还可根据实际需要设置其它的测量仪。

在本实用新型所公开的一个实施例中，反应容器1的外壁被设置成透明材质。如普通玻璃、塑料、有机玻璃等。反应容器1的外壁被设置成透明材质，可方便的观察反应容器1内泥水混合液的情况。除此之外，也可在反应容器1的外壁上设置一部分的透明视窗来观察内部的泥水混合液。

在本实用新型的另一个实施例中，供氧部件2包括气泵21和气管22，气泵21 通过气管22与气液水射器连接。示例性的，气泵21的出气口与气液水射器61通过可曝气接头及软管连接，且气泵21的出气口与气液水射器61之间的软管上还安装有第三控制阀c；气泵21进一步选择增氧机，增氧机产生氧气，开启第三控制阀c，氧气经过软管及气液水射器61进入扩散管路62，再经过扩散孔621扩散至反应容器10 内。

将动力采样部件51的采样管路512置于生化反应构筑物9的泥水混合液液面以下，开启第一控制阀a及采样泵511，使反应容器1内部充满泥水混合液后，进一步对泥水混合液充氧至饱和，开启第三控制阀c，关闭第四控制阀d，运转气泵21，气泵21产生的氧气通过软管22进入气液水射器61的喷嘴，再自扩散管路62的扩散孔 621分散射出，从而向反应容器1内部的泥水混合液充氧曝气，使其过饱和后关闭气泵21和第三控制阀c停止曝气。过饱和的判定方法可通过观察DO仪的检测数据来实现，若DO≥8mg/L则可判定为过饱和状态。

当泥水混合液处于过饱和状态之后，进一步对泥水混合液进行循环搅拌进行耗氧反应。操作时，打开第四控制阀d，关闭第三控制阀c，开启循环泵31，调节循环泵 31的流量确保泥水混合液处于悬浮状态。并且同时设定计时器8开始计时，从而泥水混合液开始进入呼吸阶段，污染物降解并消耗反应容器1内的存量氧气。

同时外部PC部件7记录下计时器8每间隔1min时，检测部件4的MLSS计、 DO仪的实时显示值；一般对计时器8设定一个计时时间，计时时间一般设定为30min 或60min，当设定计时时间结束时，停止循环泵31并关闭第四控制阀d，此时整个反应过程结束。

反应过程结束后，进一步对测得的数据进行曲线拟合计算：一次线性拟合DO～time(溶解氧随时间)的变化曲线(DO＝k*t+b,t为分钟计时)，取线性拟合线的斜率k的绝对值∣k∣*60(min/h)，作为d(DO)/d(t)的耗氧速率OUR，另外外部PC部件 7自动计算计时器8计时期内的MLSS均值M或通过实验室检测MLVSS值M₁，即计算出污泥比耗氧速率SOUR(污泥耗氧速率OUR与污泥浓度的比值)即SOUR＝OUR/ (M/1000*f)或OUR/(M₁/1000)，其中：M₁＝M*f(f为污泥有机比，f也可根据经验取值 0.50～0.75；或直接手工化验MLVSS值)，计算结果注意单位：mgO₂/(g MLVSS·h)，当数值在8～20范围时为正常参数，否则需诊断排查污泥活性非正常原因。

图2所示为d(DO)/d(t)的一个拟合曲线：经曲线拟合k＝-0.25,则：∣k∣＝0.25，OUR＝0.25*60＝12，化验实测MLVSS＝1200mg/L＝1.2g/L(或通过仪表均值度数 MLSS＝2500mg/L,估算MLVSS＝2500*0.6＝1500mg/L＝1.5g/L)，则 SOUR＝12/(1200/1000)＝10mgO₂/(g MLVSS·h)，初步表征污泥活性及对废水的降解正常。

通过上述操作过程可以看出，本实用新型所公开的污泥比耗氧集成采样速率检测装置操作程序实现分布模块化集成：(1)泵送进料；(2)充氧至饱和并辅以温控； (3)计时、循环搅拌进行耗氧反应；(4)计时结束、拟合曲线以计算OUR及SOUR； (5)检测结束，清料冲洗。

根据本实用新型公开的一种污泥比耗氧速率检测装置，至少可获得的有益效果包括：

1.本实用新型公开的污泥比耗氧速率检测装置结构简单、易于维护，降低了运行成本；

2.本实用新型公开的污泥比耗氧速率检测装置可实现模块化设计，集成度高，且便于携带，因此适用范围广。

上述所列实施例，显示和描述了本实用新型的基本原理与主要特征，但本实用新型不受上述实施例的限制，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下对本实用新型做出的修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种污泥比耗氧速率集成采样检测装置，其特征在于，所述集成采样检测装置包括：

用于盛放泥水混合液的反应容器(1)；

动力采样部件(51)，所述动力采样部件(51)包括采样泵(511)和采样管路(512)，所述动力采样部件(51)自生化反应构筑物(9)液面以下通过采样泵(511)及采样管路(512)向所述反应容器(1)内压力采集泥水混合液；

用于向反应容器内扩散气体或液体的气液扩散部件(6)，所述气液扩散部件(6)包括气液水射器(61)和扩散管路(62)，所述扩散管路(62)固定在所述反应容器内部底端，所述扩散管路(62)上具有扩散孔(621)，所述气液水射器(61)位于所述反应容器的外部且与所述扩散管路(62)连接；

用于产生氧气的供氧部件(2)，所述供氧部件(2)位于所述反应容器(1)的外部且与所述气液水射器(61)连接；

用于搅拌反应容器(1)内混合液的液相混流部件(3)，所述液相混流部件(3)位于所述反应容器(1)的外部，所述液相混流部件(3)包括循环泵(31)，所述循环泵(31)的一端与所述气液水射器(61)连接，所述循环泵(31)的另一端与所述反应容器(1)的上部连接；

用于检测所述反应容器(1)内部混合液的检测部件(4)，所述检测部件(4)的探头位于所述反应容器(1)内部，所述检测部件(4)远离所述探头的一端通过通讯信号传输线或无线传输方式与外部PC部件(7)连接；和

计时器(8)，所述计时器(8)位于所述反应容器(1)的外部，所述计时器(8)用于与所述循环泵(31)联控计时，所述计时器(8)与所述外部PC部件(7)通讯连接。

2.根据权利要求1所述的污泥比耗氧速率集成采样检测装置，其特征在于，所述反应容器(1)上部设有活动端盖。

3.根据权利要求1所述的污泥比耗氧速率集成采样检测装置，其特征在于，所述集成采样检测装置还包括设置在所述反应容器(1)外部的物料进管和物料出管，所述物料进管用于连接所述采样泵(511)和所述反应容器(1)，所述物料出管与所述反应容器(1)的下部连接。

4.根据权利要求3所述的污泥比耗氧速率集成采样检测装置，其特征在于，所述物料进管设有第一控制阀(a)；所述物料出管设有第二控制阀(b)。

5.根据权利要求4所述的污泥比耗氧速率集成采样检测装置，其特征在于，所述物料出管的出料端设有放空液收集容器(e)。

6.根据权利要求1所述的污泥比耗氧速率集成采样检测装置，其特征在于，所述检测部件(4)包括：MLSS计、DO仪和液位计。

7.根据权利要求1所述的污泥比耗氧速率集成采样检测装置，其特征在于，所述反应容器(1)为透明材质。

8.根据权利要求1所述的污泥比耗氧速率集成采样检测装置，其特征在于，所述供氧部件(2)包括气泵(21)和气管(22)，所述气泵(21)通过所述气管(22)与所述气液水射器(61)连接。

9.根据权利要求8所述的污泥比耗氧速率集成采样检测装置，其特征在于，所述气泵(21)与所述气液水射器(61)之间安装有第三控制阀(c)。

10.根据权利要求1所述的污泥比耗氧速率集成采样检测装置，其特征在于，所述循环泵(31)与所述气液水射器(61)之间设有第四控制阀(d)。

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