CN219590236U - 一种在线bod检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种在线BOD检测装置，属于生化需氧量检测技术领域。本实用新型的在线BOD检测装置包括反应池，反应池的外壁依次设置有第一加热板、第二加热板、第三加热板和第四加热板，溢流口，氧电极出水孔，待测水样排水孔等。本实用新型的在线BOD检测装置，通过在反应器主体外壁设置了加热板，它能在系统控制下将环境样品快速升温到预定温度，满足检测要求；保持微生物膜反应器恒温，保证生物降解效率；将氧电极恒温，保证检测准确度，将所有流路系统恒温，保证检测稳定性。本实用新型的在线BOD检测装置能够实现对待测量水样、氧电极、生物反应单元及整个辅助流路系统均能保持恒温的环境，实现了BOD连续、自动化、快速的检测。

Description

一种在线BOD检测装置

技术领域

本实用新型涉及生化需氧量检测技术领域，具体涉及一种在线BOD检测装置。

背景技术

生化需氧量(BOD)是反映水中耗氧污染物被微生物氧化分解过程中的耗氧量，是地表水、生活污水及绝大多数工业废水必测指标，也是24项地表水考核指标之一，对于评价水体质量、衡量水体自修复能力和生态环境风险预警方面是至关重要的生物化学指标。因为BOD可以最直接有效地反馈出水体的需氧程度，体现出水体自净能力及周期的水体指标，固其在指导污水处理工艺中参数及条件控制和实现节能减排等方面具有十分重要的意义。

目前国际上测定BOD的标准方法为美国1908年公布的五日培养法，即BOD5法，这种方法需要在20℃恒温条件下培养5天，存在工作量大、操作繁琐、周期长、无法及时有效地反应水质变化情况及数据存在滞后性的缺点。因此五日培养法无法及时有效地指导污水处理工艺或预警水生态环境突发的污染事件等，不符合水质在线监测技术中要快速获得监测结果的根本需求。而要实现BOD的快速检测需要依靠生物降解行为进行定量分析。生物降解受温度影响严重，而样品中的溶解氧浓度、氧电极的测量信号也都受温度影响。仅仅对生物反应单元恒温，不能有效解决温度对反应及检测系统的干扰问题。但目前现有技术中并没有能够实现对待测量水样、氧电极、生物反应单元及整个辅助流路系统均能保持恒温的BOD检测装置。

发明内容

本实用新型要解决现有技术中的技术问题，提供一种能够实现对待测量水样、氧电极、生物反应单元及整个辅助流路系统均能保持恒温的在线BOD检测装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案具体如下：

本实用新型提供一种在线BOD检测装置，包括反应池；

所述反应池的外壁依次设置有第一加热板、第二加热板、第三加热板和第四加热板；

所述第一加热板上设置有与所述反应池相适应的第一温度传感器接口、二位三通阀接口和第二温度传感器接口，分别放置有温度传感器、二位三通阀和温度传感器；

所述第二加热板上设置有与所述反应池相适应的第一待测水样进水口、自来水进水孔和第二待测水样进水口，所述第一待测水样进水口和第二待测水样进水口分别通过连接动力装置进而将溶液注入到所述反应池内部流路，所述自来水进水孔通过管路连接注水装置选择注入自来水；

所述第三加热板上设置有与所述反应池相适应的液位开关接口、曝气泵接口，所述液位开关接口接有液位检测开关，所述曝气泵接口通过管连接曝气泵；

所述反应池上在与所述液位开关接口平行面偏上方位置有溢流口，所述反应池上且在所述自来水进水孔上面设置有氧电极出水孔，所述反应池正下方设置有待测水样排水孔，所述反应池的上端盖有水浴锅保护盖，所述水浴锅保护盖上开有氧电极接口、用于接入氧电极，所述反应池的内壁设置有固定夹，所述固定夹固定有微生物膜寄生管路；所述氧电极的一端连接所述二位三通阀接口接入的二位三通阀的主路，所述二位三通阀其余两路中的一路连接至所述微生物膜寄生管路的一端、另一路置于反应池中；

所述温度传感器与检测装置的控制系统之间设置有信号调理电路和AD转换电路，所述温度传感器所读取的温度需要经过信号调理电路和AD转换电路之后，控制系统才能进行接收。

在上述技术方案中，所述第一加热板、第二加热板、第三加热板和第四加热板分别通过导热硅胶连接在所述反应池外壁上。

在上述技术方案中，所述第一加热板、第二加热板、第三加热板和第四加热板的上部两个角的位置、及下部中间位置两侧均分别设置有固定散热孔。

在上述技术方案中，所述第一加热板、第二加热板、第三加热板和第四加热板的下部两个角的位置均分别设置有导线孔，其呈现钝角形状。

在上述技术方案中，所述第三加热板上还设置有与所述反应池相适应的第一预留器件孔、照明灯接口、第二预留器件孔，所述第一预留器件孔和第二预留器件孔分别是预留的孔位，所述照明灯接口接有LED灯，在反应池需进行清理操作时由控制系统打开。

在上述技术方案中，所述反应池的每个内壁上均设置有两个固定夹。

在上述技术方案中，微生物膜寄生管路为采用聚乙烯材料的软管，该管长度和形状可以根据需求调节。

在上述技术方案中，所述温度传感器为PT100温度传感器。

在上述技术方案中，所述二位三通阀的电压为12V。

在上述技术方案中，所述动力装置均为蠕动泵，所述控制系统为STM32F103RCT6单片机。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的在线BOD检测装置，通过在反应器主体外壁设置了加热板，它能在系统控制下将环境样品快速升温到预定温度，满足检测要求；保持微生物膜反应器恒温，保证生物降解效率；将氧电极恒温，保证检测准确度，将所有流路系统恒温，保证检测稳定性。所以本实用新型的在线BOD检测装置能够实现对待测量水样、氧电极、生物反应单元及整个辅助流路系统均能保持恒温的环境，实现了BOD连续、自动化、快速的检测。

本实用新型的在线BOD检测装置，所用微生物膜反应器通过利用待测水样中固有的内源性微生物在一段空白的管路内循环培养获得。微生物膜反应器通过装置主体内侧的固定架固定，这样的设计可调节的微生物膜寄生管路长度及管径，根据实际水样特点做合理设计，同时，该结构设计便于微生物膜原位培养，及检测装置的清洗，维护与检查。

本实用新型的在线BOD检测装置，通过控制系统控制反应器主体外壁的加热板给待测水样快速加热并保持恒温，底部曝气泵混匀水样，保证各处水样温度一致。

本实用新型的在线BOD检测装置，结构小巧，辅助传感器部件易更换。

本实用新型的在线BOD检测装置，内部易清洗，微生物膜拆卸简单；

本实用新型的在线BOD检测装置，所有需要恒温的器件如水样、微生物膜、氧电极、以及分析测试所需要使用的流路系统都置于同一恒温体系中，避免单独恒温所带来的温度差。

本实用新型的在线BOD检测装置，微生物原位吸附生长在所提供的寄生管路内壁，寄生管路内壁结构、长度等可调，寄生管路定植在反应器内壁，内壁结构适用于任意寄生管路的固定，且便于维护清洗拆卸。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型的在线BOD检测装置的一个角度的结构示意图。

图2为本实用新型的在线BOD检测装置的另一个角度的结构示意图。

图3为本实用新型的在线BOD检测装置的反应器内壁设置的固定架的一种角度的结构示意图。

图4为本实用新型的在线BOD检测装置的反应器内壁设置的固定架的另一种角度的结构示意图。

图5为本实用新型的在线BOD检测装置的微生物膜寄生管路的一种结构示意图。

图6为本实用新型的在线BOD检测装置内部实物图。

图7为水样为自来水的溶解氧值曲线。

图8为加入1ppm的标准样品之后的溶解氧值曲线。

图中的附图标记表示为：

1-第一加热板，2-第二加热板，3-第一温度传感器接口，4-二位三通阀接口，5-第二温度传感器接口，6-氧电极出水孔，7-第一待测水样进水口，8-自来水进水孔，9-第二待测水样进水口，10-水浴锅保护盖，11-第三加热板，12-第四加热板，13-液位开关接口，14-第一预留器件孔，15-照明灯接口，16-第二预留器件孔，17-曝气泵接口，18-溢流口，19-待测水样排水孔，20-固定夹，21-微生物膜寄生管路，22-氧电极接口，23-反应池，24-固定散热孔，25-导线孔。

具体实施方式

下面结合附图1-6对本实用新型做以详细说明，本实用新型的在线BOD检测装置包括：反应池23，其截面为方形；

参见图1-2，所述反应池23的外壁依次通过导热硅胶连接有第一加热板1、第二加热板2、第三加热板11和第四加热板12；每个加热板是通过自行绘制PCB图然后打印出来的电路板；

所述第一加热板1上设置有与所述反应池23相适应的第一温度传感器接口3、二位三通阀接口4和第二温度传感器接口5，分别放置有温度传感器、二位三通阀和温度传感器；所述温度传感器为PT100温度传感器，所述二位三通阀的电压为12V；

所述第二加热板2上设置有与所述反应池23相适应的第一待测水样进水口7、自来水进水孔8和第二待测水样进水口9，所述第一待测水样进水口7和第二待测水样进水口9分别通过连接蠕动泵进而将溶液注入到所述反应池23内部流路，所述自来水进水孔8通过管路连接注水装置选择注入自来水；

所述第三加热板11上设置有与所述反应池23相适应的液位开关接口13、第一预留器件孔14、照明灯接口15、第二预留器件孔16、曝气泵接口17，所述液位开关接口13接有液位检测开关，所述曝气泵接口17通过管连接曝气泵；所述第一预留器件孔14和第二预留器件孔16分别是为了后续增加其他辅助功能预留的孔位，所述照明灯接口15接有LED灯，在反应池23需进行清理操作时由控制系统打开；

所述反应池23上在与所述液位开关接口13平行面偏上方位置有溢流口18，所述反应池23上且在所述自来水进水孔8上面设置有氧电极出水孔6，所述反应池23正下方设置有待测水样排水孔19，所述反应池23的上端盖有水浴锅保护盖10，所述水浴锅保护盖10上开有氧电极接口22、用于接入氧电极，所述反应池23的每个内壁上均设置有两个固定夹20(参见图3-4)，所述固定夹20固定有微生物膜寄生管路21，微生物膜寄生管路21为采用聚乙烯材料的软管，结构参见图5，俯视检测装置即可观察装置内部，便于清洗、检查与维护，检测装置内部实物图参见图6；

所述第一加热板1、第二加热板2、第三加热板11和第四加热板12的上部两个角的位置、及下部中间位置两侧均分别设置有固定散热孔24，所述固定散热孔24用于固定加热板、还能使加热板进行散热；所述第一加热板1、第二加热板2、第三加热板11和第四加热板12的下部两个角的位置均分别设置有导线孔25，其呈现钝角形状，所述导线孔25用于与加热板内的导线相连接；

所述在线BOD检测装置开始工作时，由检测装置的控制系统控制自来水进水孔8选择注入自来水，当连接于液位开关接口13的液位检测开关检测到液体时注水停止；若液位检测开关损坏，水将从溢流口18流出至废水收集桶；注水停止后，控制系统将控制第一加热板1、第二加热板2、第三加热板11和第四加热板12进行加热并保持恒温，同时曝气泵接口17连接的曝气泵开始工作，使反应池23的各处溶液处于同一温度；所述温度传感器与检测装置的控制系统之间设置有信号调理电路和AD转换电路(所述的信号调理电路和AD转换电路通过具有MAX31865芯片的PT100电阻测温模块实现，工作电压为12V)，所述温度传感器所读取的温度需要经过信号调理电路和AD转换电路之后，控制系统才能进行接收，控制系统读取第一温度传感器接口3和第二温度传感器接口5接入的温度传感器的温度探头的温度，两个温度探头读取的温度可相互印证，保证温度读取的准确性；

所述氧电极的一端连接二位三通阀主路，所述二位三通阀其余两路中的一路连接至所述微生物膜寄生管路21的一端、另一路置于反应池23中；所述微生物膜寄生管路21的另一端置于反应池23中，此时所述氧电极出水口6的通过蠕动泵将微生物膜寄生管路21内的溶液抽取溶液至废水桶，而第一待测水样进水口7和第二待测水样进水口9连接的蠕动泵将溶液注入至反应池23，从而保证反应池23内溶液动态平衡；最后由控制系统对氧电极进行读值并计算；流程结束后控制系统打开接入待测水样排水孔19的开关阀进行排水。控制系统是选用STM32F103RCT6单片机作为控制系统。

通过本实用新型的在线BOD检测装置，使微生物膜寄生管路、氧电极、待测水样都处于同一温度下的方式进行实验，其结果图参见图7和8，水样为自来水的溶解氧值曲线，初始的溶解氧值为5.905，加入1ppm的标准样品之后的溶解氧值曲线，最低值为3.946。本实用新型的在线BOD检测装置对1ppm的标准样品(GGA溶液)进行测量，结果显示对1ppm的标准样品的响应为2.0左右，同时整个过程的数据都是逐渐变化的，不会因为温度的不一致性而出现数据的突增或突减的现象，保证了数据的稳定性与准确性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种在线BOD检测装置，其特征在于，包括反应池(23)；

所述反应池(23)的外壁依次设置有第一加热板(1)、第二加热板(2)、第三加热板(11)和第四加热板(12)；

所述第一加热板(1)上设置有与所述反应池(23)相适应的第一温度传感器接口(3)、二位三通阀接口(4)和第二温度传感器接口(5)，分别放置有温度传感器、二位三通阀和温度传感器；

所述第二加热板(2)上设置有与所述反应池(23)相适应的第一待测水样进水口(7)、自来水进水孔(8)和第二待测水样进水口(9)，所述第一待测水样进水口(7)和第二待测水样进水口(9)分别通过连接动力装置进而将溶液注入到所述反应池(23)内部流路，所述自来水进水孔(8)通过管路连接注水装置选择注入自来水；

所述第三加热板(11)上设置有与所述反应池(23)相适应的液位开关接口(13)、曝气泵接口(17)，所述液位开关接口(13)接有液位检测开关，所述曝气泵接口(17)通过管连接曝气泵；

所述反应池(23)上在与所述液位开关接口(13)平行面偏上方位置有溢流口(18)，所述反应池(23)上且在所述自来水进水孔(8)上面设置有氧电极出水孔(6)，所述反应池(23)正下方设置有待测水样排水孔(19)，所述反应池(23)的上端盖有水浴锅保护盖(10)，所述水浴锅保护盖(10)上开有氧电极接口(22)、用于接入氧电极，所述反应池(23)的内壁设置有固定夹(20)，所述固定夹(20)固定有微生物膜寄生管路(21)；所述氧电极的一端连接所述二位三通阀接口(4)接入的二位三通阀的主路，所述二位三通阀其余两路中的一路连接至所述微生物膜寄生管路(21)的一端、另一路置于反应池(23)中；

所述温度传感器与检测装置的控制系统之间设置有信号调理电路和AD转换电路，所述温度传感器所读取的温度需要经过信号调理电路和AD转换电路之后，控制系统才能进行接收。

2.根据权利要求1所述的在线BOD检测装置，其特征在于，所述第一加热板(1)、第二加热板(2)、第三加热板(11)和第四加热板(12)分别通过导热硅胶连接在所述反应池(23)外壁上。

3.根据权利要求1所述的在线BOD检测装置，其特征在于，所述第一加热板(1)、第二加热板(2)、第三加热板(11)和第四加热板(12)的上部两个角的位置、及下部中间位置两侧均分别设置有固定散热孔(24)。

4.根据权利要求1所述的在线BOD检测装置，其特征在于，所述第一加热板(1)、第二加热板(2)、第三加热板(11)和第四加热板(12)的下部两个角的位置均分别设置有导线孔(25)，其呈现钝角形状。

5.根据权利要求1所述的在线BOD检测装置，其特征在于，所述第三加热板(11)上还设置有与所述反应池(23)相适应的第一预留器件孔(14)、照明灯接口(15)、第二预留器件孔(16)，所述第一预留器件孔(14)和第二预留器件孔(16)分别是预留的孔位，所述照明灯接口(15)接有LED灯，在反应池(23)需进行清理操作时由控制系统打开。

6.根据权利要求1所述的在线BOD检测装置，其特征在于，所述反应池(23)的每个内壁上均设置有两个固定夹(20)。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的在线BOD检测装置，其特征在于，微生物膜寄生管路(21)为采用聚乙烯材料的软管。

8.根据权利要求7所述的在线BOD检测装置，其特征在于，所述温度传感器为PT100温度传感器。

9.根据权利要求7所述的在线BOD检测装置，其特征在于，所述二位三通阀的电压为12V。

10.根据权利要求7所述的在线BOD检测装置，其特征在于，所述动力装置均为蠕动泵，所述控制系统为STM32F103RCT6单片机。