[发明专利]一种原位监测活性污泥沉降性能的装置及检测方法

说明书

本发明公开了一种原位监测活性污泥沉降性能的装置及检测方法，包括用于放置样品的舱体以及用于测定分析的超声时域反射仪；舱体内部设有样品停滞区，舱体外设有样品入口和样品出口；样品入口与样品停滞区的顶部连通，样品出口与样品停滞区的侧壁连通；样品停滞区底部设有搅拌装置，样品停滞区的顶部设有超声探头；超声时域反射仪与超声探头信号连接。检测方法包括采样、搅拌、超声处理、数据检测，以30分钟时刻点的纵坐标时间位移作为衡量活性污泥的污泥体积指数的指标得出活性污泥沉降性能。本发明便携装置可以在试验现场测定污泥样品的沉降性能。

技术领域

本发明属于活性污泥法污水处理装置及方法，尤其涉及一种利用超声时域反射仪原位监测活性污泥沉降性能的装置及方法。

背景技术

活性污泥法是应用最广泛的污水生物处理技术之一，但其易出现污泥膨胀、污泥上浮、污泥泡沫等问题，导致产生出水水质不达标，且污泥处理处置需要添加额外大量的药剂等问题。大多数活性污泥存在的问题可以直观体现在活性污泥的沉降性上。目前针对污泥沉降性能进行检测方法有多种，包括传统的量筒目测法和重量差减法。例如公开号为CN205067282A的专利公开了一种测定污泥沉降比的装置，其装置主要由拍照组件、固定组件、量筒、二维码以及输出组件等组成，其目的是为了提供一种结构简单、测量准确、节省人力的污泥沉降比测量装置，但该方案对活性污泥的性能参数，例如污泥浓度(MLSS)、污泥体积指数(SVI)等无法测定，且在实际操作中仍然需要耗费大量的时间精力。公开号为CN105572001A的专利公开了一种活性污泥沉降浓缩综合性能测定装置及测定方法，在上层腔室中设置用于测定污泥层高度的超声波信号发射传感器和超声波信号接收传感器，以及用于测定污泥浓度值的红外光发射传感器和红外光检测器，因此，可以实现实时测量，但问题是只能测定流经探头间污泥性能，由于活性污泥的相对不均一性，可能得到厚度的结果可靠性需要重新审视。公开号为CN111796552A的专利公开了一种基于MATLAB图像转化的污泥沉降特性自动分析装置及方法，该装置包括进样/出样装置、观测筒主体、污泥搅拌装置以及成像分析系统。进样/出样装置包括污泥输送管、污泥排出管和PLC控制系统，可实现测量过程的自动取样、分析和排空过程。成像分析由主机以及相应MATLAB控制分析程序构成，可实现长期连续采样过程的数据分析和记录。测量主体由透明观测筒和相应成像装置构成。可实现污水处理过程中污泥沉降性能自动监测，但该方法只能实时监测污泥的沉降比，而对污泥沉降性能中重要指标MLSS和SVI都无法监测。

目前亟需可以实时，便携，快速，无损，精确测定污泥特性的装置和方法，而超声时域反射装置基于超声波反射，通过超声波传播到不均一样品介质边缘引起传播波形及时间变化，可获取被测样本的特异性信息。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种能够有效快速测定污泥体积指数的装置；本发明的第二目的在于提供上述装置进行活性污泥沉降性能测试的方法。

技术方案：本发明的一种原位监测活性污泥沉降性能的装置，包括用于放置样品的样品舱体以及用于测定分析的超声时域反射仪；所述样品舱体内部设有样品停滞区，所述样品舱体外设有样品入口和样品出口；样品入口与样品停滞区的顶部连通，样品出口与样品停滞区的侧壁连通；所述样品停滞区底部设有搅拌装置，样品停滞区的顶部设有超声探头；所述超声时域反射仪与超声探头信号连接。

上述的装置中，通过采用超声时域反射仪可以实现对污泥沉降性能原位无损测定分析，通过设置样品停滞区可以实现对采集的样品的收集，样品停滞区的高度为25～30cm，体积为500mL，材质为玻璃，方便对样品的观测；通过设置搅拌装置实现了对样品的混合与沉淀处理，同时由于搅拌装置的自动控制，还实现了对同一污泥样品多次监测沉降性能，搅拌器搅拌速度为50-100rpm/min，搅拌时间为10-30s。

进一步的，所述超声时域反射仪包括超声发射器和示波器，所述超声发射器的信号输出端与超声探头的信号输入端连接，所述超声发射器的信号输出端与示波器的信号输入端连接。超声发射装置控制超声探头产生超声信号，示波器对于其产生的超声信号进行采集，最终采集的数据信号可以通过控制系统进行储存并显示。