一种用于污水参数采集的远程自动测定装置及其测定方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种适应于污水处理过程中活性污泥的SV30及出水悬浮物含量的远程自动测定装置及其测定方法。

背景技术

随着城市化、工业化的不断提速，我国水环境已遭到严重破坏并有继续恶化的趋势。污水排放不但严重影响着居民的日常生活，而且破坏了大自然的生态平衡。为了降低污水的排放量，全国各地已经纷纷建立了污水处理厂，然而在污水处理过程还长期存在着电能消耗过大、运行成本居高的问题，因此，研究污水处理过程优化控制实现节能降耗意义重大，是未来污水处理行业必然的发展趋势。

SV30是指曝气池混合液在量筒静止，沉降30min后污泥所占的体积百分比。它是分析污泥沉降性能的最简便方法，也是作为剩余污泥排放的参考依据。测定SV30的器皿一般是1000mL的玻璃量筒，由调试工程师现场手动取样，倒入量筒等待30分钟，完成测定。对于农村分散式污水处理站现有的SV30测定方法将花费大量的人力及时间。

悬浮物(SuspendedSolids)指悬浮在水中的固体物质，包括不溶于水中的无机物、有机物及泥砂、黏土、微生物等。水中悬浮物含量是衡量水污染程度的指标之一。悬浮物的测量方法一般采用重量法。重量分析法，指的是通过物理或化学反应将试样中待测组分与其他组分分离，然后用称量的方法测定该组分的含量。重量分析的过程包括了分离和称量两个过程。重量分析法根据将被测成分以单质或纯净化合物的形式分离出来，然后准确称量单质或化合物的重量，再以单质或化合物的重量及供试样品的重量来计算被测成分的百分含量。

发明内容

基于上述问题，本发明目的在于提供一种通过光感元件和视觉识别系统实现了远程实时测定分析用于污水参数采集的远程自动测定装置及其测定方法，以解决上述背景技术中提出的调试工程师现场手动测定以及长时间等待的问题，尤其适用于农村分散式污水处理站活性污泥SV30指标的批量测定分析及出水悬浮物传统测定过程比较复杂的问题。

针对以上问题，提供了如下技术方案：一种用于污水参数采集的远程自动测定装置，其特征在于：包括采样电磁阀、采样进水管、补光光源、沉降测量管、视觉识别摄像头、光感元件、信号传输模块和远程接收分析模块，所述采样电磁阀安装在采样进水管上，所述沉降测量管的下端通过管道与采样进水管相连通，上端连通设有溢流排水管，所述补光光源设置在沉降测量管的一侧，所述视觉识别摄像头和光感元件安装在沉降测量管的另一侧，所述视觉识别摄像头自动记录沉降测量管内污水运动过程，所述信号传输模块将视觉识别摄像头采集到的信息传输到远程接收分析模块，所述远程分析模块通过数据分析比对完成污水参数采集。

本发明进一步设置为，所述采样电磁阀为SV30采样电磁阀或悬浮物采样电磁阀，所述采样进水管对应为SV30采样进水管或悬浮物采样进水管。

本发明进一步设置为，所述采样进水管包括并联后与沉降测量管连通的SV30采样进水管和悬浮物采样进水管，所述采样电磁阀包括SV30采样电磁阀和悬浮物采样电磁阀，所述SV30采样电磁阀安装在SV30采样进水管上，所述悬浮物采样电磁阀安装在悬浮物采样进水管上。

本发明进一步设置为，所述远程自动测定装置还包括外壳和超声波清洗探头，所述超声波清洗探头通过管道与外侧安装设置的清水池相连通。

一种采用上述任一所述的远程自动测定装置的测定方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)打开采样电磁阀，使污水混合液经过采样进水管进入沉降测量管；

(2)沉降测量管内装满污水后自动溢流到与其上端连通的溢流排水管，待沉降测量管内的污水混合液稳定均匀后关闭采样电磁阀；

(3)打开补光光源和视觉识别摄像头，视觉识别摄像头将自动记录采集时间内污水中活性污泥的沉降过程或悬浮物运动状态，信号传输模块将视觉识别摄像头采集到的污水状态信息传输到远程接收分析模块，远程接收分析模块通过图像分析和数据分析比对得出污水参数信息；

(4)采集测定结束后再次打开采样电磁阀和超声波清洗探头，清水池内的水沿管道流入整个管路系统，超声波清洗探头开始震动清洗，完成远程自动测定装置内整个管路的清洗，清洗完成后关闭采样电磁法。

本发明进一步设置为，所述步骤(3)中采集时间为30分钟。

本发明进一步设置为，所述远程自动测定装置包括并联与沉降测量管连通的SV30采样进水管和悬浮物采样进水管，所述采样电磁阀包括SV30采样电磁阀和悬浮物采样电磁阀；先打开SV30采样电磁阀，采用上述步骤完成活性污泥的SV30数据信息采集，然后打开悬浮物采样电磁阀和超声波清洗探头，使清水池内的水沿管道流入整个管路系统，采用超声波清洗探头完成管路清洗，再重复采用上述步骤完成悬浮物含量的数据信息采集，最后再采用超声波清洗探头完成管路清洗即可。

本发明的有益效果：

本发明提供的远程自动测定装置可单独安装SV30采样电磁阀便可用于SV30指标的远程自动测定分析，该装置将现场的水样采集等待沉降过程由人为操作流程升级为自动化流程，再通过信号传输手段将信息传递到远程计算机，再通过图像识别功能分析活性污泥沉降过程及沉降结果，得出数据反馈指导现场工作；该装置通过自动控制实现了SV30的远程采集及分析，解决了分散式污水处理设备调试用人多的问题，节约了调试成本。在污水处理设备运营维护的过程中，可以随时采集SV30指标数据，远程观察活性污泥性状，节约了运营维护成本。

当该远程自动测定装置也可单独安装了悬浮物采样电磁阀便可用于悬浮物指标的远程自动测定分析，该装置将现场水样采集人为操作流程升级为自动化流程，将重量法中组份分离及称量的过程升级为光学元件自动分析的过程，解决了悬浮物测定复杂的问题，节约了污水处理设备调试和运行维护的成本。

该远程自动测定装置可同时安装并联的SV30采样电磁阀和悬浮物采样电磁阀，可进行单独的SV30指标数据采集和悬浮物参数采集，也可依次进行两个参数的数据采集。

附图说明

图1为本发明实施例1中同时安装了SV30采样电磁阀和悬浮物采样电磁阀的远程自动测定装置的结构示意图；

图2为本发明实施例1中SV30的测定曲线示意图；

图3为本发明实施例1中悬浮物含量的测定曲线示意图。

图中示意：1-采样电磁阀；11-SV30采样电磁阀；12-悬浮物采样电磁阀；2-采样进水管；21-SV30采样进水管；22-悬浮物采样进水管；3-补光光源；4-沉降测量管；41-溢流排水管；5-视觉识别摄像头；6-光感元件；7-外壳；

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，一种用于污水参数采集的远程自动测定装置，包括采样电磁阀1、采样进水管2、补光光源3、沉降测量管4、视觉识别摄像头5、光感元件6、信号传输模块和远程接收分析模块，所述采样电磁阀1安装在采样进水管2上，所述沉降测量管4的下端通过管道与采样进水管2相连通，上端连通设有溢流排水管41，所述补光光源3设置在沉降测量管4的一侧，所述视觉识别摄像头5和光感元件6安装在沉降测量管4的另一侧，所述视觉识别摄像头5自动记录沉降测量管4内污水运动过程，所述信号传输模块将视觉识别摄像头5采集到的信息传输到远程接收分析模块，所述远程分析模块通过数据分析比对完成污水参数采集。

进一步，所述采样电磁阀1为SV30采样电磁阀11或悬浮物采样电磁阀12，所述采样进水管2对应为SV30采样进水管21或悬浮物采样进水管22。

进一步，所述采样进水管2包括并联后与沉降测量管4连通的SV30采样进水管21和悬浮物采样进水管22，所述采样电磁阀1包括SV30采样电磁阀11和悬浮物采样电磁阀12，所述SV30采样电磁阀11安装在SV30采样进水管21上，所述悬浮物采样电磁阀12安装在悬浮物采样进水管22上。

进一步，所述远程自动测定装置还包括外壳7和超声波清洗探头，所述超声波清洗探头通过管道与外侧安装设置的清水池相连通。

该远程自动测定装置的测定方法，包括以下步骤：

(1)打开采样电磁阀1，使污水混合液经过采样进水管2进入沉降测量管4；

(2)沉降测量管4内装满污水后自动溢流到与其上端连通的溢流排水管41，待沉降测量管4内的污水混合液稳定均匀后关闭采样电磁阀1；

(3)打开补光光源3和视觉识别摄像头5，视觉识别摄像头5将自动记录采集时间内污水中活性污泥的沉降过程或悬浮物运动状态，信号传输模块将视觉识别摄像头5采集到的污水状态信息传输到远程接收分析模块，远程接收分析模块通过图像分析和数据分析比对得出污水参数信息；

(4)采集测定结束后再次打开采样电磁阀1和超声波清洗探头，清水池内的水沿管道流入整个管路系统，超声波清洗探头开始震动清洗，完成远程自动测定装置内整个管路的清洗，清洗完成后关闭采样电磁法1。

进一步，当该装置设置了并联与沉降测量管4连通的SV30采样进水管21和悬浮物采样进水管22，采样电磁阀1设置了SV30采样电磁阀11和悬浮物采样电磁阀12时，其测定过程为：

先打开SV30采样电磁阀11，采用上述步骤完成活性污泥的SV30数据信息采集，然后打开悬浮物采样电磁阀12和超声波清洗探头，使清水池内的水沿管道流入整个管路系统，采用超声波清洗探头完成管路清洗，再重复采用上述步骤完成悬浮物含量的数据信息采集，最后再采用超声波清洗探头完成管路清洗即可。

实施例1

下面以安装了并联后与沉降测量管4连通的SV30采样进水管21和悬浮物采样进水管22的一台一体化远程自动测定装置10天的监测数据为例，该测定分析装置监测了活性污泥的整个培养增值过程以及出水悬浮物的变化过程，通过科学实时的数据监测指导了现场调试工作。在设备正常运维过程中，该测定分析装置仍起到实时监测的作用。

该测定分析装置可设定每天采集数据2次，每一次都根据设定时间采集2min、5min、10min、20min、30min的数据，该测定分析装置启动后打开SV30采样电磁阀12，1分钟后关闭。如图2所示，开始监测计时，30秒时分析泥水界面一般在95％～80％；5分钟时泥水界面在30％～42％；10分钟、20分钟时泥水界面一般在30％左右；30分钟时即为最终结果数据SV30。如下表1和附图2所示，从3月1日到3月10的SV30数据分析，SV30从培养初期的10％增长到33％，说明活性污泥长势良好，一体化污水处理设备调试成功。

表1 SV30测定数据

该测定分析装置在测定SV30数据后，打开悬浮物采样电磁阀12，一体化设备处理后的清水进入整个装置将活性污泥混合液冲出，稳定后开始继续采集和检测处理后清水的悬浮物含量指标参数。如下表2和如图3所示，通过3月1日到3上月10的悬浮物监测分析结果，可以看出悬浮物逐渐降低，一体化设备调试成功。

表2悬浮物含量测定数据

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，上述假设的这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。