一种絮体沉降比自动测量装置及测量方法

技术领域

本发明属于水处理技术领域，特别涉及一种絮体沉降比自动测量装置及测量方法。

背景技术

絮体沉降比是絮凝反应系统中常用的定性判别指标，广泛应用于絮凝反应系统的运行管理中，它可判定絮凝反应效果和反应絮体的沉淀性能，从而判别絮凝反应系统的运行效果，也可间接指导絮凝反应器的排泥等。

目前对于絮体沉降比的监测通常是人工取样、肉眼读数，通常测量频率为1次/天或1次/班，但这种方法存在以下几个缺陷：

1、取样受制于人为因素，常常存在样品不具有代表性的问题。在生产系统中，絮体的取样管较长，因此取到具有代表性的样品需要一定周期，而人工取样往往受制于人为因素，取到的样品往往不能代表实时的污泥状态。

2、人工取样、实验室进行分析存在滞后性，不能反应絮体实时状态。人工取样往往采用烧杯或取样桶取样，到实验室后转移到实验量筒中，再进行定量读数。这种方法存在着时间滞后性，且在取样和移样过程中，容易对絮体的状态产生干扰，导致测量不准确，且采用肉眼读数误差较大。

3、受制于人工测量的频次，测量不连续、不及时，无法及时监控絮凝沉淀系统的状态变化。

发明内容

为解决现有技术中人工监测不准确的问题，本发明提供一种在线的絮体沉降比自动测量装置及测量方法，实现絮体沉降比的在线自动测定，使之能及时监测发现絮体的沉淀状态，更好的为生产运行提供指导依据。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种絮体沉降比自动测量装置，包括：

自动取样单元，其包括测量流通池，所述测量流通池上设置有进水进泥口、溢流口和排泥排污口；所述进水进泥口出口分别与前序反应池排泥系统和冲洗水系统连接；所述溢流口和排泥排污口均与废水收集系统相连接；

数据自动采集单元，所述数据自动采集单元设置在所述测量流通池外侧用于采集絮体静置沉淀后泥位高度数据；

和自动控制分析单元，所述自动控制分析单元与所述数据自动采集单元，用于对采集到的数据进行分析计算得到絮体沉降比。

作为本发明的进一步改进，所述进水进泥口出口设置进样自动阀，所述进样自动阀后设两路管道，一路连接前序反应池排泥系统并设置自动取样阀，另一路接冲洗水系统并设置自动冲洗阀；所述排泥排污口通过排泥排污自动阀与废水收集系统相连接。

作为本发明的进一步改进，所述进水进泥口、溢流口和排泥排污口由上至下依次布置。

作为本发明的进一步改进，所述数据自动采集单元为移动式数据采集装置；所述移动式数据采集装置包括机械驱动装置和安装在机械驱动装置移动端的数据采集器；所述机械驱动装置移动端沿所述测量流通池的高度方向设置。

作为本发明的进一步改进，所述数据采集器的运行轨迹范围为测量流通池外表面从测量流通池底至溢流口位置。

作为本发明的进一步改进，所述测量流通池为圆柱形筒体；所述测量流通池采用透明玻璃材质。

一种采用所述絮体沉降比自动测量装置的测量方法，包括以下步骤：

絮体从前序反应池排泥系统排出，进入测量流通池；絮体在测量流通池中进行样本截取及定时沉淀；

当到达定时沉淀终点时，数据自动采集单元自动沿测量流通池外壁平行方向从上到下测量，当捕捉到数据突变点时，记录其位置，该位置高度即为絮体静置沉淀后泥位高度，并将该数据发送至自动控制分析单元；

自动控制分析单元对采集到的数据进行分析计算，得到该周期的絮体沉降比；完成一个样品的周期测量过程。

作为本发明的进一步改进，所述絮体沉降比计算公式为：

其中，FV为絮体沉降比；h

作为本发明的进一步改进，测量完成后还包括自动清洗步骤：

冲洗水系统的冲洗水进入测量流通池进行冲洗，冲洗废水经排泥排污自动阀排至废水收集系统。

作为本发明的进一步改进，对于采集的多个样品，自动控制分析单元还绘制絮体沉降比的变化曲线，并依据判定规则判定絮体的沉降性能及其变化趋势。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明自动测量装置包括自动取样单元、数据自动采集单元和自动控制分析单元。本装置可实现实时取样、精准留样、自动采集、实时分析和连续测定等功能，该自动测量装置，实现絮体沉降比的在线自动测定，避免上述因素对絮体沉降比的测量带来的干扰，使之能及时监测絮体的沉淀状态，更好的为生产运行提供指导依据。灵敏度高，误差小，误差可控制在±0.3％，避免了人工取样的随意性所导致的样品不具备代表性、人工取样和移样过程中对污泥絮体产生的干扰等问题，消除了人眼读数带来的误差，可及时准确监测絮体状态的变化情况，提高了絮体反应器监控的实时性和准确性。

附图说明

图1为絮体沉降比自动测量装置工艺系统图；

其中：1-自动取样单元；2-数据自动采集单元；3-自动控制分析单元；4-测量流通池；5-进水进泥口；6-溢流口；7-排泥排污口；8-进样自动阀；9-自动取样阀；10-自动冲洗阀；11-排泥排污自动阀；12-机械驱动装置；13-数据采集器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

本发明公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，本发明一种絮体沉降比自动测量装置，用于自动测量絮体沉降比，包括自动取样单元1、数据自动采集单元2和自动控制分析单元3。

自动取样单元1由测量流通池4与配套的管路阀门组成，测量流通池4的上部侧边从上到下依次设置进水进泥口5，溢流口6，底部设置排泥排污口7；进水进泥口5出口设置进样自动阀8，阀后设两路管道，一路连接前序反应池排泥系统并设置自动取样阀9，另一路接冲洗水系统并设置自动冲洗阀10，溢流口6与废水收集系统相连接，排泥排污口7通过排泥排污自动阀11与废水收集系统相连接。数据自动采集单元2为移动式数据采集装置，由机械驱动装置12和安装在其移动端的数据采集器13组成。自动控制分析单元3由PLC系统与配套元件组成，并与所有自动阀的控制端连接。

作为优选地实施例，测量流通池4为圆柱形筒体形式，通常采用透明玻璃材质。

自动控制分析单元3实现自动取样、自动清洗、数据采集的程序控制及数据分析。数据采集器13的运行轨迹范围为测量流通池4外表面从测量流通池4底至溢流口6位置。

当装置启动后，系统自动进入取样步骤，当到达取样时间终点后，对样品进行定量控制，定时静置，然后启动自动测量步骤，移动端数据采集器捕捉到数据突变点即絮体静置沉淀后泥位高度时记录其位置，自动测量步骤完成后进入自动清洗步骤，对测量流通池和取样管路进行定时冲洗；同时对采集到的数据进行分析计算，得到本周期的絮体沉降比。如此，该装置即完成了一个样品的周期测量过程，进入下一个测量周期。

对于采集的多个样品，系统还可绘制絮体沉降比的变化曲线，并依据判定规则判定絮体的沉降性能及其变化趋势。

以下结合具体实施例和附图对本发明进行详细说明。

实施例

如图1所示，本发明包括自动取样单元1，数据自动采集单元2和自动控制分析单元3。

单个样品的絮体沉降比自动测量为周期测量、自动循环，包括取样、静置、自动测量、自动清洗和数据分析步骤。

装置启动测量后，进入取样步骤，依次自动开启排泥排污自动阀11、进样自动阀8和自动取样阀9，絮体从前序反应池排泥系统排出，通过自动取样阀9和进样自动阀8进入测量流通池4，由排泥排污自动阀11排至废水收集系统；当到达取样时间终点时，关闭排泥排污自动阀11；当泥位到达溢流口6时，关闭进样自动阀8，多余样品从溢流口6排出，实现样品的定量控制，其高度为H，完成取样；然后进入静置步骤，絮体在测量流通池4中进行定时沉淀，当静置到设定时间终点时，启动自动测量步骤；由机械驱动装置12驱动，数据自动采集单元2携带的移动端数据采集器13沿测量流通池4外壁从上到下移动，当捕捉到数据突变点时，记录其位置h

本发明的工作过程：

本发明可自动测量絮体沉降比，其测量过程为自动循环的周期性测量，单个样品的测量包括取样、静置、自动测量、自动清洗和数据分析步骤。

取样步骤：依次自动开启排泥排污自动阀11、进样自动阀8和自动取样阀9，絮体从前序反应池排泥系统排出，通过自动取样阀9和进样自动阀8进入测量流通池4，由排泥排污自动阀11排至废水收集系统；当到达取样时间终点时，关闭排泥排污自动阀11；当泥位到达溢流口6时，关闭进样自动阀8，多余样品从溢流口6排至废水收集系统，溢流口6实现样品的定量控制，其高度为H，完成取样功能。

静置步骤：絮体在测量流通池4中进行定时沉淀；当静置到定时终点时，启动自动测量步骤。

自动测量步骤：由机械驱动装置12驱动，数据自动采集单元2携带的移动端数据采集器13沿测量流通池4外壁平行方向从上到下移动，当捕捉到数据突变点时，记录其位置h

自动清洗步骤：自动测量步骤完成后，系统启动装置自动清洗步骤，开启排泥排污自动阀11、进样自动阀8和自动冲洗阀10，冲洗水经自动冲洗阀10、进样自动阀8进入测量流通池4，对测量流通池4进行冲洗，冲洗废水经排泥排污自动阀11排至废水收集系统；冲洗到达设定时间时，关闭进样自动阀8，开启自动取样阀9，对取样管路进行冲洗；依次关闭自动取样阀9、自动冲洗阀10和排泥排污自动阀11，自动清洗步骤完成。

数据分析步骤：自动控制分析单元3对采集到的数据进行分析计算，该周期的絮体沉降比为：

其中，FV为絮体沉降比；h

数据分析计算完成后，该装置即完成了一个样品的周期测量过程，进入下一个测量周期。对于采集的多个样品，自动控制分析单元3还可绘制絮体沉降比FV的变化曲线，并依据判定规则判定絮体的沉降性能及其变化趋势。

具体的优点如下：

1、实时取样：取样过程采用自动控制，避免了人工取样的随意性导致的样品不具备代表性问题。

2、精准留样：以自动控制与溢流限位共同作用的样品留样过程，可实现样品的精准留取，避免人工移样过程中产生的误差。

3、实时分析：在取样现场对样品进行实时分析，避免了取样和移样过程中对污泥絮体产生的干扰。

4、自动测量分析：实现了絮体沉降比的自动测量与实时分析。

5、精准测量：使用数据采集器的数据突变作为测量终点，灵敏度高，误差小，误差可控制在±0.3％，避免了人眼读数带来的误差。

6、自动清洗：系统设置有自动清洗功能，每次测量完成后对测量流通池及管道进行及时冲洗，避免絮体残液对下个周期样品的测量带来干扰。

7、连续分析，及时反馈：一个样品的测量约20分钟，连续自动测量，可形成絮体沉降比的连续变化曲线，实时反映絮凝反应器在各个时间段的反应状态，方便运行人员判别调整。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。