CN215953157U - 一种沉砂池及水质监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种沉砂池，包括分水槽及工控机；所述分水槽包括进水管、排水管、取样管及异重流引导板；所述异重流引导板与水平方向成预设夹角，且所述异重流引导板的首端与尾端均与所述分水槽的侧壁无接触，使所述首端与所述尾端分别与所述侧壁间形成流道；所述进水管及所述取样管设置于所述分水槽顶部，所述排水管设置于所述分水槽底部；所述工控机与所述进水管、所述排水管及所述取样管相连，用于控制所述分水槽的进水、放水及取水样。本实用新型实现了在不排除附着参数的杂质的情况下，短时间内获得不包含泥水的清澈水样的效果，提升了水样监测的结果准确性，使所述结果更具代表性。本实用新型同时提供了一种具有上述优点的水质监测系统。

Description

一种沉砂池及水质监测系统

技术领域

本实用新型涉及水质检测领域，特别是涉及一种沉砂池及水质监测系统。

背景技术

目前国内对环境监测行业日益重视，尤其是水体监测，但不同水体情况大不相同，部分存在极端状况，以黄河为例，虽然黄河流域安装了不少环境监测设备，但由于黄河水体浑浊导致设备无法正常测量，数据不准确，不具备代表性，同时，由于对水质的监测需要定期进行，因此不可能留出大把时间给泥水自然沉降。

为提高水体浑浊影响水质监测结果准确性，在短时间内排除泥水的影响，目前最常见的方法是过滤及絮凝，但常规过滤法及絮凝法常常会把一些附着参数的杂质也进行了过滤，导致最终结果与实际水质不符的问题。

因此，如何高效地单独排除水体浑浊对水质监测的影响，得到具有代表性的准确水质检测结果，就成了本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种沉砂池及水质监测系统，用于解决现有技术中的水质监测数据不能高效排除泥水影响，测量结果不符合实际水质情况的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种沉砂池，包括分水槽及工控机；

所述分水槽包括进水管、排水管、取样管及异重流引导板；

所述异重流引导板与水平方向成预设夹角，且所述异重流引导板的首端与尾端均与所述分水槽的侧壁无接触，使所述首端与所述尾端分别与所述侧壁间形成流道；

所述进水管及所述取样管设置于所述分水槽顶部，所述排水管设置于所述分水槽底部；

所述工控机与所述进水管、所述排水管及所述取样管相连，用于控制所述分水槽的进水、放水及取水样。

可选地，在所述的沉砂池中，所述分水槽包括多个所述异重流引导板；

多个所述异重流引导板在竖直方向上间隔设置。

可选地，在所述的沉砂池中，相邻的异重流引导板的设置间距的范围为2 厘米至3厘米，包括端点值。

可选地，在所述的沉砂池中，所述分水槽为圆柱形槽体。

可选地，在所述的沉砂池中，所述取样管及所述进水管在所述分水槽的侧壁上相向设置。

可选地，在所述的沉砂池中，所述分水槽的高度范围为60厘米至100厘米，包括端点值。

可选地，在所述的沉砂池中，所述分水槽的直径范围为20厘米至30厘米，包括端点值。

可选地，在所述的沉砂池中，还包括加热器；

所述加热器包围所述分水槽，用于加热所述分水槽。

可选地，在所述的沉砂池中，还包括控温终端及温度传感器；

所述温度传感器设置于所述分水槽的预设位置；

所述控温终端分别与所述加热器及所述温度传感器信号连接，用于维持所述分水槽的温度在预设范围内。

一种水质监测系统，其特征在于，所述水质监测系统包括上述任一种所述的沉砂池。

本实用新型所提供的沉砂池，包括分水槽及工控机；所述分水槽包括进水管、排水管、取样管及异重流引导板；所述异重流引导板与水平方向成预设夹角，且所述异重流引导板的首端与尾端均与所述分水槽的侧壁无接触，使所述首端与所述尾端分别与所述侧壁间形成流道；所述进水管及所述取样管设置于所述分水槽顶部，所述排水管设置于所述分水槽底部；所述工控机与所述进水管、所述排水管及所述取样管相连，用于控制所述分水槽的进水、放水及取水样。

本实用新型利用异重流原理，通过浑浊的泥水与清水沉降速度不同的原理，在所述分水槽内装设异重流引导板，加速浑浊的泥水的沉降速度，并使泥水在沉降过程中上层水与下层水密度的差异形成异重流，再进一步利用异重流加快清水与泥水的分层，实现了在不排除附着参数的杂质的情况下，短时间内获得不包含泥水的清澈水样的效果，大大提升了水样监测的结果准确性，使所述结果更具代表性。本实用新型同时还提供了一种具有上述有益效果的水质监测系统。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的沉砂池的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本实用新型提供的沉砂池的另一种具体实施方式的结构示意图；

图3为本实用新型提供的沉砂池的一种具体实施方式的结构俯视图；

图4为本实用新型提供的沉砂池的又一种具体实施方式的结构示意图；

图5为异重流在水坝处的形成及作用示意图；

图6为本实用新型提供的沉砂池的还一种具体实施方式的结构示意图；

图7为本实用新型提供的沉砂池的再一种具体实施方式的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种沉砂池，其一种具体实施方式的结构示意图如图1所示，称其为具体实施方式一，包括分水槽20及工控机10；

所述分水槽20包括进水管22、排水管、取样管24及异重流引导板21；

所述异重流引导板21与水平方向成预设夹角，且所述异重流引导板21 的首端与尾端均与所述分水槽20的侧壁无接触，使所述首端与所述尾端分别与所述侧壁间形成流道；

所述进水管22及所述取样管24设置于所述分水槽20顶部，所述排水管设置于所述分水槽20底部；

所述工控机10与所述进水管22、所述排水管23及所述取样管24相连，用于控制所述分水槽20的进水、放水及取水样。

作为一种具体实施方式，所述分水槽20为圆柱形槽体，圆柱形槽体制作工艺简单，生产技术成熟，生产效率高。当然，也可根据实际情况选用其他形状的分水槽20，如立方体形的分水槽20。

作为一种优选实施方式，所述取样管24及所述进水管22在所述分水槽 20的侧壁上相向设置。本实用新型中的相向设置，指所述取样管24及所述进水管22分别设置于所述分水槽20的侧壁的两端，换句话说，所述进水管22 与所述取样管24的连线过所述分水槽20的中轴，所述进水管22及所述取样管24可设置于不同高度。将所述取样管24及所述进水管22相向设置，可避免所述进水管22的进水直接流入所述取样管24，造成水样浑浊，导致监测结果失准。上述技术手段可以有效提升测量准确率，使测量结果更具代表性。

更进一步，所述排水管23设置于所述分水槽20的底面。

更进一步地，所述分水槽20的高度范围为60厘米至100厘米，包括端点值，如范围内的60.0厘米、85.3厘米或100.0厘米中任一个；再进一步地，所述分水槽20的直径范围为20厘米至30厘米，包括端点值，如范围内的20.0 厘米、25.0厘米或30.0厘米中任一个。上述参数范围为经过大量理论计算与实验检验后的最优值，当然，也可根据实际情况作相应变动。

需要注意的是，所述分水槽20可包括多个所述异重流引导板21，也可仅包括一个所述异重流引导板21(如图1所示)，且当所述分水槽20仅包括一个所述异重流引导板21时，所述分水槽20存在变体，即将所述分水槽20就的底面改为所述异重流引导板21，如图2所示。

所述异重流引导板21可通过其垂直于倾斜方向的侧边与所述分水槽20 的侧壁连接，如图3所示，图3为所述分水槽20的俯视图；或者通过垂直于所述分水槽20底面的固定钢钎25固定在所述分水槽20的预设位置，如图4 所示；当然，也可根据实际情况作相应变动，在此不作限定。

下面简单说明异重流在本实用新型中加速清水泥水分离的原理，本质上是加速小颗粒物自主絮凝，请见图5，图5为以水库为例的异重流示意图，利用沉降过程中上层水与下层水密度的差异，在水库大坝泄水孔下游，汛期会发现有浑浊的泥水流出，而此时的库水缺清澈晶莹，毫无浑浊现象，这是因为如图 5所示，浑浊的泥水沉积在下方，开闸后先泄出，引起环流，推动清水在泥水上方循环，在加速清水泥水分离的过程中，也将浮于水面的漂浮物推到A点。

本实用新型所提供的沉砂池，包括分水槽20及工控机10；所述分水槽 20包括进水管22、排水管、取样管24及异重流引导板21；所述异重流引导板21与水平方向成预设夹角，且所述异重流引导板21的首端与尾端均与所述分水槽20的侧壁无接触，使所述首端与所述尾端分别与所述侧壁间形成流道；所述进水管22及所述取样管24设置于所述分水槽20顶部，所述排水管设置于所述分水槽20底部；所述工控机10与所述进水管22、所述排水管23及所述取样管24相连，用于控制所述分水槽20的进水、放水及取水样。本实用新型利用异重流原理，通过浑浊的泥水与清水沉降速度不同的原理，在所述分水槽20内装设异重流引导板21，加速浑浊的泥水的沉降速度，并使泥水在沉降过程中上层水与下层水密度的差异形成异重流，再进一步利用异重流加快清水与泥水的分层，实现了在不排除附着参数的杂质的情况下，短时间内获得不包含泥水的清澈水样的效果，大大提升了水样监测的结果准确性，使所述结果更具代表性。

在具体实施方式一的基础上，进一步对所述异重流引导板21进行改进，得到具体实施方式二，其结构示意图如图6所示，包括分水槽20及工控机10；

所述分水槽20包括进水管22、排水管、取样管24及异重流引导板21；

所述异重流引导板21与水平方向成预设夹角，且所述异重流引导板21 的首端与尾端均与所述分水槽20的侧壁无接触，使所述首端与所述尾端分别与所述侧壁间形成流道；

所述进水管22及所述取样管24设置于所述分水槽20顶部，所述排水管设置于所述分水槽20底部；

所述工控机10与所述进水管22、所述排水管23及所述取样管24相连，用于控制所述分水槽20的进水、放水及取水样；

所述分水槽20包括多个所述异重流引导板21；

多个所述异重流引导板21在竖直方向上间隔设置。

本具体实施方式中进一步将所述异重流引导板21限定为在竖直方向上间隔设置的多个异重流引导板21，更进一步地，多个所述异重流引导板21的倾斜方向相同。

设置多个异重流引导板21，可使异重流在滚动过程中的势能逐层叠加，获得更大的异重流环流，从而加速泥水与清水的分离，进一步缩短单次水样检测所需的时间，提升检测效率。

更进一步地，相邻的异重流引导板21的设置间距的范围为2厘米至3厘米，包括端点值，如2.0厘米、2.5厘米或3.0厘米中任一个。上述参数范围是经过大量理论计算与实际检验后得到的最优范围，当然，也可根据实际情况作相应变动。

在具体实施方式二的基础上，进一步提升检测效率，得到具体实施方式三，其结构示意图如图7所示，包括分水槽20及工控机10；

所述分水槽20包括进水管22、排水管、取样管24及异重流引导板21；

所述异重流引导板21与水平方向成预设夹角，且所述异重流引导板21 的首端与尾端均与所述分水槽20的侧壁无接触，使所述首端与所述尾端分别与所述侧壁间形成流道；

所述进水管22及所述取样管24设置于所述分水槽20顶部，所述排水管设置于所述分水槽20底部；

所述工控机10与所述进水管22、所述排水管23及所述取样管24相连，用于控制所述分水槽20的进水、放水及取水样；

所述分水槽20包括多个所述异重流引导板21；

多个所述异重流引导板21在竖直方向上间隔设置；

还包括加热器30；

所述加热器30包围所述分水槽20，用于加热所述分水槽20。

本具体实施方式中进一步为所述沉砂池增设了加热器30，对所述分水槽 20进行加热，以达到加速沉降的目的，具体原理如下：

常用的斯托克斯公式就是颗粒自由下沉运动的数学表现，斯托克斯公式：u＝gd(ρs-ρ)/18μ，u为颗粒沉降速度(cm/s)；ρs、ρ分别为颗粒和水的密度 (g/cm)；g为重力加速度(cm/s)；μ为水的粘附系数(Pa·s)；d为颗粒直径(cm)。从斯托克斯公式，我们基本可以得出，g(重力加速度)在常规操作下不可改变，d(颗粒直径)可通过前文中的异重流增强絮凝的方法增加颗粒直径，ρs (颗粒密度)不可改变，ρ(水的密度)可以通过控温，加氨气，加酒精来进行缩小，μ(水的粘附系数)受温度影响。

因此，我们就可以通过控温来改变水的密度和水的粘附系数，来加速悬浮物的沉降速度。依旧以泥沙较多的黄河水举例，黄河流域水质中悬浮物的直径为3-5um，分别的在不同的温度下测试悬浮物的沉降速度如表1所示：

表1黄河水样在不同温度下的沉降速度

	水温0℃	水温10℃	水温20℃	水温30℃
					速度	9.5um/S	13um/s	16.7um/s	20.8um/s

由表1可知，相同黄河水质在不同的温度下沉降速度不同，在30摄氏度时最高，因此，我们就可以通过所述加热器30将所述分水槽20加热至30摄氏度左右，从而大大提升水样泥水和清水的分离效率，缩短单次检测所需的时间。

更进一步地，所述沉砂池还包括控温终端及温度传感器；

所述温度传感器设置于所述分水槽20的预设位置；

所述控温终端分别与所述加热器30及所述温度传感器信号连接，用于维持所述分水槽20的温度在预设范围内。

所述温度传感器用于感应所述分水槽20中水样的温度，所述温控终端用于根据所述温度传感器回传的数据控制所述加热器30，使所述分水槽20的温度保持在定值。通过加装所述温控终端及所述温度传感器，所述沉砂池可实现对于所述分水槽20的恒温控制，使所述分水槽20中的水样温度始终处于沉降速度最大值对应的温度，进一步提升检测效率，缩短检测用时。

具体地，所述加热器30可为电热丝，或将所述分水槽20至于恒温箱内，保持所述分水槽20的温度为恒定的预设值，对于所述分水槽20的加热及保温形式，本实用新型不做限定。

本实用新型同时还提供了一种水质监测系统，所述水质监测系统包括上述任一种所述的沉砂池。本实用新型所提供的沉砂池，包括分水槽20及工控机 10；所述分水槽20包括进水管22、排水管、取样管24及异重流引导板21；所述异重流引导板21与水平方向成预设夹角，且所述异重流引导板21的首端与尾端均与所述分水槽20的侧壁无接触，使所述首端与所述尾端分别与所述侧壁间形成流道；所述进水管22及所述取样管24设置于所述分水槽20顶部，所述排水管设置于所述分水槽20底部；所述工控机10与所述进水管22、所述排水管23及所述取样管24相连，用于控制所述分水槽20的进水、放水及取水样。本实用新型利用异重流原理，通过浑浊的泥水与清水沉降速度不同的原理，在所述分水槽20内装设异重流引导板21，加速浑浊的泥水的沉降速度，并使泥水在沉降过程中上层水与下层水密度的差异形成异重流，再进一步利用异重流加快清水与泥水的分层，实现了在不排除附着参数的杂质的情况下，短时间内获得不包含泥水的清澈水样的效果，大大提升了水样监测的结果准确性，使所述结果更具代表性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本实用新型所提供的沉砂池及水质监测系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种沉砂池，其特征在于，包括分水槽及工控机；

所述分水槽包括进水管、排水管、取样管及异重流引导板；

所述异重流引导板与水平方向成预设夹角，且所述异重流引导板的首端与尾端均与所述分水槽的侧壁无接触，使所述首端与所述尾端分别与所述侧壁间形成流道；

所述进水管及所述取样管设置于所述分水槽顶部，所述排水管设置于所述分水槽底部；

所述工控机与所述进水管、所述排水管及所述取样管相连，用于控制所述分水槽的进水、放水及取水样。

2.如权利要求1所述的沉砂池，其特征在于，所述分水槽包括多个所述异重流引导板；

多个所述异重流引导板在竖直方向上间隔设置。

3.如权利要求2所述的沉砂池，其特征在于，相邻的异重流引导板的设置间距的范围为2厘米至3厘米，包括端点值。

4.如权利要求1所述的沉砂池，其特征在于，所述分水槽为圆柱形槽体。

5.如权利要求4所述的沉砂池，其特征在于，所述取样管及所述进水管在所述分水槽的侧壁上相向设置。

6.如权利要求4所述的沉砂池，其特征在于，所述分水槽的高度范围为60厘米至100厘米，包括端点值。

7.如权利要求6所述的沉砂池，其特征在于，所述分水槽的直径范围为20厘米至30厘米，包括端点值。

8.如权利要求1所述的沉砂池，其特征在于，还包括加热器；

所述加热器包围所述分水槽，用于加热所述分水槽。

9.如权利要求8所述的沉砂池，其特征在于，还包括控温终端及温度传感器；

所述温度传感器设置于所述分水槽的预设位置；

所述控温终端分别与所述加热器及所述温度传感器信号连接，用于维持所述分水槽的温度在预设范围内。

10.一种水质监测系统，其特征在于，所述水质监测系统包括如权利要求1至9任一项所述的沉砂池。

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