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水质在线监测装置、截流系统及水质在线监测方法

文献发布时间:2023-06-19 13:45:04


水质在线监测装置、截流系统及水质在线监测方法

技术领域

本公开涉及污水监测技术领域,尤其是涉及一种水质在线监测装置、截流系统及水质在线监测方法。

背景技术

智慧截流井作为一种合流制管网雨污分流的工程设施,具有相对复杂的机械结构和自动化控制系统;水质、水量参数传感器作为整个分流装置的核心,通过监测进水情况驱动电动闸阀运行,实现雨污水分流。但由于排水管道内污水浑浊,存在固体废弃物、水中生物及悬浮颗粒等原因,市面上的智慧截流井多根据液位计、雨量计监测井内水位及降雨量,粗略判别降雨情况切换截流井旱季、雨季运行状态,无法实现雨季合流管网的精准分流。

发明内容

本公开提供了一种水质在线监测装置、截流系统及水质在线监测方法,以解决发明人认识到的无法实现雨季合流管网的精准分流的技术问题。

本公开提供了一种水质在线监测装置,其包括:

壳体,所述壳体设置有第一腔室;

第一输送装置,所述第一输送装置被配置为向所述第一腔室输送水,所述第一腔室被配置为容纳所述第一输送装置的输送的水;

过滤装置,所述过滤装置被配置为对输送至第一腔室中的水进行过滤;以及

水质检测装置,所述水质检测装置被配置为对经所述过滤装置过滤后的水进行水质检测。

在上述任一技术方案中,可选地,所述壳体还设置有第二腔室,所述第二腔室被配置为容纳经所述过滤装置过滤后的水。

在上述任一技术方案中,可选地,所述的水质在线监测装置还包括第二输送装置,

所述第二输送装置被配置为将经过所述过滤装置过滤后的水输送到所述第二腔室,或所述第二输送装置被配置为将所述第一腔室中的水输送至所述过滤装置。

在上述任一技术方案中,可选地,所述水质检测装置设置于所述第二腔室内。

在上述任一技术方案中,可选地,所述第二腔室设置有排水管,所述排水管被配置为使所述第二腔室中的水流到所述壳体外部;

所述排水管上设置有第一阀门。

在上述任一技术方案中,可选地,所述第一腔室设置有出水管,所述出水管被配置为使所述第一腔室中的水流到所述壳体外部;

所述出水管上设置有逆止阀。

在上述任一技术方案中,可选地,所述第一腔室设置有进水管,所述第一输送装置被配置为使水通过进水管输送至所述第一腔室。

在上述任一技术方案中,可选地,所述过滤装置设置于所述第一腔室中,所述第一腔室位于所述第二腔室的上方。

在上述任一技术方案中,可选地,所述过滤装置包括多个平板膜或所述过滤装置包括多个管式膜;所述平板膜为陶瓷平板膜;所述管式膜为陶瓷管式膜。

在上述任一技术方案中,可选地,所述的水质在线监测装置还包括气洗装置,所述气洗装置包括气泵和第二阀门;所述气泵的一端与所述过滤装置的集水管相连通,且所述第二阀门设置于所述气泵的一端与所述集水管之间相连通的管路上,所述气泵相对的另一端与所述壳体的外界相连通。

本公开还提供了一种截流系统,其包括截流井以及任一项所述的水质在线监测装置,所述水质在线监测装置被配置为监测所述截流井的合流管线中的污水的水质。

本公开还提供了一种水质在线监测方法,所述水质在线监测方法采用任一所述的水质在线监测装置;

所述水质在线监测方法包括:

对污水进行物理过滤,对经物理过滤后的水进行水质检测,当检测到水质参数中的至少一个参数满足条件时,使截流井将合流污水截入污水管,其中,所述水质参数包括COD、氨氮、总氮、电导率和氧化还原电位,各所述参数满足的条件为:

COD≥100mg/L,氨氮含量≥10mg/L,总氮含量≥10mg/L,

电导率≥1500uS/cm,氧化还原电位≤-400mV。

可选地,所述的水质在线监测方法还包括:

对污水进行物理过滤,对经物理过滤后的水进行水质检测,当检测到水质参数中的至少一个参数满足条件时,使截流井将清洁雨水截入雨水管或排入环境水体,其中,各所述参数满足的条件为:

COD<100mg/L,氨氮含量<10mg/L,总氮含量<10mg/L,

电导率<1500uS/cm,氧化还原电位>-400mV。

本公开的有益效果主要在于:

本公开提供的水质在线监测装置、截流系统及水质在线监测方法,通过水质在线监测装置的壳体内部划分出有第一腔室;并利用第一输送装置将外部的污水输送至第一腔室中,再通过过滤装置对第一腔室中的污水进行物理过滤;最后再通过水质检测装置,对经过滤装置物理过滤后的污水进行水质检测,从而有利于实时监测截流井的合流管线中污水的不同水质参数,并利于水质参数来实现对截流井中的污水进行分流,从而提高了分流的精准度。

应当理解,前述的一般描述和接下来的具体实施方式两者均是为了举例和说明的目的并且未必限制本公开。并入并构成说明书的一部分的附图示出本公开的主题。同时,说明书和附图用来解释本公开的原理。

附图说明

为了更清楚地说明本公开具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本公开的一些实施方式,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为一个或多个实施例中水质在线监测装置的剖视结构示意图;

图2为一个或多个实施例中水质在线监测装置的另一剖视结构示意图。

图标:

101-壳体;102-第一输送装置;103-过滤装置;104-第一腔室;105-第二腔室;106-第三腔室;107-第二输送装置;108-排水管;109-第一阀门;110-出水管;111-逆止阀;112-进水管;113-水质检测装置;114-气泵;115-第二阀门;116-集水管。

具体实施方式

下面将结合附图对本公开的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本公开一部分实施例,而不是全部的实施例。

基于本公开中的实施例,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,都属于本公开保护的范围。

在本公开的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本公开和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本公开的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本公开的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

参见图1所示,在一个或多个实施例中,提供了水质在线监测装置,其主要对污水进行水质检测,水质在线监测装置适用于截流井的合流管线中的水质检测。水质在线监测装置其包括:壳体101、第一输送装置102、过滤装置103及水质检测装置113。壳体101设置有第一腔室104,壳体101的外形呈长方体状,也可以根据实际情况来确定。壳体101的内部形成有第一腔室104。第一输送装置102被配置为向第一腔室104输送水,第一腔室104被配置为容纳第一输送装置102的输送的水,第一输送装置102将外部的污水输送至第一腔室104中。过滤装置103被配置为对输送至第一腔室104中的水进行过滤;水质检测装置113被配置为对经过滤装置103过滤后的水进行水质检测。过滤装置103对第一腔室104中的污水进行物理过滤后,再通过水质检测装置113对过滤装置103物理过滤后的污水进行水质检测。

在至少一个实施例中,提供的水质在线监测装置,通过在壳体101内部划分出有第一腔室104,并利用第一输送装置102将外部的污水输送至第一腔室104中,再通过过滤装置103对第一腔室104中的污水进行物理过滤;最后再通过水质检测装置113,对经过滤装置103物理过滤后的污水进行水质检测,从而有利于实时监测截流井的合流管线中污水的不同水质参数,并利于水质参数来实现对截流井中的污水进行分流,从而提高了分流的精准度。

在一些实施例中,第一输送装置102为水泵,通过水泵将外部的污水抽入第一腔室104中。

在一些实施例中,壳体101还设置有第二腔室105,第二腔室105被配置为容纳经过滤装置103过滤后的水。壳体101的内部还形成第二腔室105,并通过第二腔室105容纳经过滤装置103物理过滤后的污水,便于利于水质检测装置113对经物理过滤后的污水进行水质检测。

在一些实施例中,水质在线监测装置还包括第二输送装置107,第二输送装置107被配置为将经过过滤装置103过滤后的水输送到第二腔室105。

在些个实施例中,第二输送装置107为水泵,通过水泵将过滤后的水抽入第二腔室105中。第二输送装置107的一端与过滤装置103的集水管116相连通,第二输送装置107的另一端与第二腔室105相连通,这样集水管116中的清水,即过滤后的水,通过第二输送装置107输送至第二腔室105。

需要说明的是,在一些其它可替换实施方式中,第二输送装置107还可以被配置为将第一腔室104中的水输送至过滤装置103。

在一些实施例中,水质检测装置113设置于第二腔室105内,水质检测装置113用于检测第二腔室105内的水的水质。

在一些实施例中,壳体101内还设置有第三腔室106,第一输送装置102和第二输送装置107安装于第三腔室106中。这样可以避免污水浸泡第一输送装置102和第二输送装置107。在一个实施例中,第三腔室106位于第一腔室104的下方。

在一些实施例中,第二腔室105设置有排水管108,排水管108被配置为使第二腔室105中的水流到壳体101外部;排水管108上设置有第一阀门109,通过设置排水管108可以实现第二腔室105中的水能够形成流水,并流到壳体101的外部。设置第一阀门109,可以对排水管108进行关闭和打开,以便于利于第二输送装置107实现对过滤结构的反冲洗。

在一些实施例中,第一腔室104设置有出水管110,出水管110被配置为使第一腔室104中的水流到壳体101外部,通过出水管110,使第一腔室104中的水也能够流到壳体101的外部,避免过滤结构由于过滤不及时,造成第一腔室104的水淹。出水管110上设置有逆止阀111,这样可以避免外面的水回流至第一腔室104中。在至少一个实施例中,第一腔室104中的污水一部分实时通过出水管110向外流动,使得第一腔室104中水形成流水。另一个部污水通过过滤装置103实现物理过滤,这样由于设置有排水管108,这样第二腔室105中的水便形成了动态的清洗,从而实时地反映合流管线中的污水水质数据。

在一些实施例中,第一腔室104设置有进水管112,第一输送装置102被配置为使水通过进水管112输送至第一腔室104。

在一些实施例中,过滤装置103设置于第一腔室104中,第一腔室104位于第二腔室105的上方,这样可以利用污水的重力作用,使污水通过过滤装置103实现过滤。另外,第一腔室104和第二腔室105的上下分层,并且结合出水管110利于过滤装置103对水的过滤,及避免水淹。例如,在一些情况下,合流管线中的水流速较大,远大于过滤装置103过滤水的速度,这种情况下,通过出水管110,就可以减少第一腔室104水淹的情况,并且可以保证水质检测装置113的使用环境,提高过滤装置103过滤的稳定性,提高水质检测装置113检测的精度。

在一些实施例中,水质检测装置113包括COD传感器、氨氮传感器、总氮传感器、电导率传感器或氧化还原电位传感器中的至少一种。在一个实施例中,水质检测装置113包括COD传感器、氨氮传感器、总氮传感器、电导率传感器和氧化还原电位传感器,COD传感器检测过滤后的水的COD、氨氮传感器检测过滤后的水的氨氮含量、总氮传感器检测过滤后的水的总氮含量;电导率传感器检测过滤后的水的电导率氧化还原电位传感器检测过滤后的水的氧化还原电位。

在一些实施例中,过滤装置103包括多个间隔设置的平板膜,或过滤装置103包括多个管式膜;平板膜为陶瓷平板膜;管式膜为陶瓷管式膜。陶瓷平板膜为碳化硅陶瓷平板膜;陶瓷管式膜为碳化硅陶瓷管式膜。由于碳化硅较其他材质亲水性好,将过滤装置103水平置于在线水质监测装置的第一腔室104,可利用重力实现低速过滤,或利用第二输送装置107实现高速过滤,而过滤后的清水流入位于下层的第二腔室105。陶瓷平板膜或陶瓷平板膜的孔直径100mm-500nm,设计通量可以为100-2000L/h*m

参见图2所示,在一些实施例中,水质在线监测装置还包括气洗装置,气洗装置包括气泵114和第二阀门115;气泵114的一端与过滤装置103的集水管116相连通,且第二阀门115设置于气泵114的一端与集水管116之间相连通的管路上,气泵114相对的另一端与壳体101的外界相连通。过滤装置103的集水管116用于收集过滤装置103过滤后的水,即集水管116收集清水。通过气洗装置可以实现对过滤装置103的气洗。水质在线监测装置通过气洗和利用第二输送装置107实现气洗与水洗相结合,以提高过滤装置103的反冲洗效果。

在一些实施例中,第一阀门109和第二阀门115均可以为电动阀。

在一些实施例中,水质在线监测装置还包括控制模块,水质检测装置113分别与控制模块电连接。控制模块可以为CPU、MCU或PLC。控制模块可以安装于壳体101中。第一输送装置102、第二输送装置107、第一阀门109和第二阀门115及气泵114均与控制模块电连接。

在一些实施例中,水质在线监测装置还包括通信模块,通信模块为有线通信模块或无线通信模块。通信模块可以安装于壳体101中。在一个实施例中,通信模块和控制模块安装于第三腔室106。

在一些实施例中,水质在线监测装置的控制模块能够输出污水信号和清水信号,通过污水信号和清水信号,来实现截流井将合流管线中的合流污水截入污水管;或截流井将清洁雨水截入雨水管或排入环境水体。

在一个实施例中,当输出污水信号时,截流井将合流管线中的合流污水截入污水管;当输出清水信号时,截流井将清洁雨水截入雨水管或排入环境水体。当水质在线监测装置检测的水质参数中的至少一个参数满足条件时,即COD≥100mg/L,氨氮含量≥10mg/L,总氮含量≥10mg/L,电导率≥1500uS/cm,氧化还原电位≤-400mV,则水质在线监测装置则输出污水信号,也就是说,水质检测装置113检测到第二腔室105中的水中的各参数满足任一条件即可,即COD≥100mg/L,氨氮含量≥10mg/L,总氮含量≥10mg/L,电导率≥1500uS/cm,氧化还原电位≤-400mV,只要上述中至少一个不等式成立即可。

当水质在线监测装置检测的水质参数中的至少一个参数满足条件时,即:COD<100mg/L,氨氮含量<10mg/L,总氮含量<10mg/L,电导率<1500uS/cm,氧化还原电位>-400mV,则水质在线监测装置则输出清水信号,也就是说,水质检测装置113检测到第二腔室105中的水中的各参数满足任一条件即可,即COD<100mg/L,氨氮含量<10mg/L,总氮含量<10mg/L,电导率<1500uS/cm,氧化还原电位>-400mV,只要上述中至少一个不等式成立即可。

需要说明的是,在一些其它实施例中,水质在线监测装置还包括离体控制装置,离体控制装置与通信模块通信连接,离体控制装置用于接收控制模块发送的水质检测装置113检测到的水质检测数据。离体控制装置包括显示屏,通过显屏来显示水质检测装置113检测到的水质检测数据。在一些其它实施例中,水质参数中的至少一个参数满足条件,也可以通过水质在线监测装置的控制模块来调节。

在至少一个实施例中,水质在线监测装置主要用来准确判别合流管线中的水的清污状态。水质在线监测装置的使用方法是,第一输送装置102保持开启状态,实时抽取截流井的合流管线中的污水经进水管112进入第一腔室104,经重力流或第二输送装置107过滤进入第二腔室105,污水可以经排水管108流出,排水管108上的第一阀门109保持开启,整个水流过程形成连续流,水质检测装置113实时检测污水中污染物浓度。过滤装置103的反清洗模式为:关闭第一输送装置102,第一阀门109关闭设定时间,待第二腔室105中蓄水后由第二输送装置107抽取第二腔室105中的水对过滤装置103进行反洗,反洗结束后,恢复至水质在线监测装置的水质在线监测状态,即第一输送装置102开启,第一阀门109开启。

在一个或多个实施例中,还提供了截流系统,其包括截流井以及至少一个实施例提供的水质在线监测装置,水质在线监测装置被配置为监测截流井的合流管线中的污水的水质。在一个实施例中,截流井为智慧截流井。截流系统还包括主控制装置,通过主控制装置控制截流井的污水管上的闸门的开启或关闭,控制装置还用于控制截流井的雨水管上的闸门的开启或关闭。主控制装置通过通信模块与接收水质在线监测装置的控制模块发送的检测信息。

需要说明的是,在一些其它实施方式中,主控制装置还用可以接收水质检测装置检测到的各个参数的水质检测数据,并且主控制装置对水质在线监测装置提供的水质检测数据与预定标准值进行比较,以使污水管上的闸门开闭或雨水管上的闸门开闭;预定标准值可以通过主控制装置来调节。

在一个或多个实施例中,还提供了水质在线监测方法,水质在线监测方法采用至少一个实施例中提供的水质在线监测装置。水质在线监测方法包括:对污水进行物理过滤,对经物理过滤后的水进行水质检测,当检测到水质参数中的至少一个参数满足条件时,使截流井将合流污水截入污水管,其中,水质参数包括COD、氨氮含量、总氮含量、电导率和氧化还原电位,各参数满足的条件为:COD≥100mg/L,氨氮含量≥10mg/L,总氮含量≥10mg/L,电导率≥1500uS/cm,氧化还原电位≤-400mV;当水质在线监测装置检测的水质参数中的至少一个参数满足上述条件时,则水质在线监测装置则输出污水信号,并发送给截流井的主控制装置。在旱季,合流管线中的水主要为生活污水,因此,当至少一个参数满足的条件时,即:COD≥100mg/L,氨氮含量≥10mg/L,总氮含量≥10mg/L,电导率≥1500uS/cm,氧化还原电位≤-400mV;便使截流井将合流管线中的合流污水截入污水管,即主控制装置使污水管上的闸门的开启,使合流污水流入污水管。

在一些实施例中,水质在线监测方法还包括:对污水进行物理过滤,对经物理过滤后的水进行水质检测,当检测到水质参数中的至少一个参数满足条件时,使截流井将清洁雨水截入雨水管或排入环境水体,其中,各参数满足的条件为:COD<100mg/L,氨氮含量<10mg/L,总氮含量<10mg/L,电导率<1500uS/cm,氧化还原电位>-400mV;当水质在线监测装置检测的水质参数中的至少一个参数满足上述条件时,即:各参数满足的条件为:COD<100mg/L,氨氮含量<10mg/L,总氮含量<10mg/L,电导率<1500uS/cm,氧化还原电位>-400mV,则水质在线监测装置则输出清水信号,并发送给截流井的主控制装置。在雨季,初期雨水视为污水,污水的判定标准与旱季时污水的判定标准相同,当满足条件时,截流井将合流污水截入污水管;在中后期雨水,视为可直接排放清水,因此,当至少一个参数满足条件时,即:COD<100mg/L,氨氮含量<10mg/L,总氮含量<10mg/L,电导率<1500uS/cm,氧化还原电位>-400mV;使截流井将清洁雨水截入雨水管或排入环境水体。

在至少一个实施例中,本公开提供的水质在线监测装置、截流系统及水质在线监测方法,水质检测装置不受污染,同时增强了监测结果的精确性及稳定性。污水经过滤装置过滤后,出水悬浮物浓度显著降低,基于光学、电位测定污染物浓度的传感器可精确测定COD、氨氮含量、溶解氧等水质参数,为截流系统提供清污分流的甄别标准,可显著提升智慧截流装备的运行效能,提升雨污分流效率,减少混流污染负荷50%以上。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本公开的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本公开进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的范围。

技术分类

06120113796474