申请日2017.01.24
公开(公告)日2017.06.09
IPC分类号G01N21/84; G01N1/14
摘要
本发明提供了一种用于监测污水处理厂运行状态的快速分析设备，该设备包括：取样单元，所述单元包括样品管道和取样泵;监测单元，所述监测单元包括用于容纳待监测流体的监测筒，以及包括对监测筒内的样品进行监测的污泥监测装置和生物监测装置;数据处理单元，该数据处理单元具有预存数据库，该数据库中的数据包括在不同自然条件和工艺运行条件下的各种污泥沉降性状参数以及各种微生物数据，所述数据处理单元采集来自所述污泥监测装置和生物监测装置的数据，并且将采集到的上述数据与预存数据库中的数据进行比对处理，生成与污水厂运行状态相关的状态报告;以及电源单元。本发明还提供了一种采用上述设备来监测污水处理厂运行状态的方法。
摘要附图
权利要求书
1.一种用于监测污水处理厂运行状态的快速分析设备，其特征在于，所述设备包括：
用于从污水处理厂的生化池中提取样品的取样单元，所述单元包括样品管道和取样泵;
监测单元，所述监测单元包括用于容纳待监测流体的监测筒，以及包括对监测筒内的样品进行监测的污泥监测装置和微生物监测装置;
数据处理单元，该数据处理单元具有预存数据库，该数据库中的数据包括在不同自然条件和工艺运行条件下的各种污泥沉降性状参数以及各种微生物数据，所述数据处理单元采集来自所述污泥监测装置和微生物监测装置的数据，并且将采集到的上述数据与预存数据库中的数据进行比对处理，生成与污水厂运行状态相关的状态报告;
电源单元。
2.根据权利要求1所述的快速分析设备，其特征在于，所述污泥监测装置中的数据采集装置是激光式、红外式和图像式监测器中的一种或多种。
3.根据权利要求1或2中所述的快速分析设备，其特征在于，所述的微生物监测装置是激光式、红外式和图像式监测器中的一种或多种;优选地，所述微生物监测器是高清图像采集装置。
4.根据权利要求3所述的快速分析设备，其特征在于，在所述分析设备中，所述监测筒为竖直布置的筒形构造，所述的污泥监测装置包括设置在监测筒外侧的污泥图像采集器。
5.根据权利要求4所述的快速分析设备，其特征在于，在所述分析设备中，所述监测筒由透明材料制成，在所述快速分析设备的箱体上设置有滑动支架，所述滑动支架与监测筒间隔开预定距离布置，所述污泥图像采集器可上下自由滑动地设置在所述滑动支架上。
6.根据权利要求5所述的快速分析设备，其特征在于，所述滑动支架与监测筒大致等高，所述监测筒侧面设置有刻度尺并且在远离滑动支架的一侧设有便于图像采集的背景装置。
7.根据权利要求3所述的快速分析设备，其特征在于，所述微生物监测装置布置在所述监测筒内，靠近所述监测筒的底部布置，优选地，所述微生物监测装置为显微摄像头，所述监测筒侧面设置有刻度尺并且在远离滑动支架的一侧设有便于图像采集的背景装置，所述显微摄像头与所述背景装置相对布置。
8.根据权利要求4至6中任一项所述的快速分析设备，其特征在于，所述微生物监测装置布置在所述监测筒内，靠近所述监测筒的底部布置，优选地，所述微生物监测装置为显微摄像头，所述监测筒侧面设置有刻度尺并且在远离滑动支架的一侧设有便于图像采集的背景装置，所述显微摄像头与所述背景装置相对地布置。
9.一种利用根据权利要求1至8中一项或者多项所述的快速分析设备来监测污水处理厂运行状态的方法，其特征在于，所述方法包括：
利用取样单元从污水处理厂的生化池中提取样品;
将所述样品供应至监测单元的监测筒，利用污泥监测装置来监测污泥的参数，利用微生物监测装置来监测微生物参数;
数据处理单元采集来自所述污泥监测装置和微生物监测装置的数据，并且将采集到的上述数据与预存数据库中的数据进行比对处理，生成与污水厂运行状态相关的状态报告。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述方案中，
采样单元通过管路与阀门定时、自动采集能够表征污水处理厂运行状态的生化池混合液作为样品并输送至监测筒中待检测;
利用污泥监测装置中的可沿滑动支架上下滑动的污泥图像采集器来采集样品中的污泥的沉降速率、污泥浓度、污泥结核状态、污泥粒径、污泥及混合液颜色等参数;
利用布置在所述监测筒内的靠近所述监测筒的底部布置的显微摄像头对监测筒底部沉积的污泥进行微生物镜检，采集数据;
数据处理单元中引入污水厂实时监控数据与设备数据进行分析与判断，所述数据处理单元中的数据库包含该污水处理厂现有运行数据及其分析评价方法;运行数据包括各种运行状态下污泥性状，如沉降速率、污泥浓度、污泥结核状态、污泥粒径、污泥及混合液颜色等。
说明书
监测污水处理厂运行状态的快速分析设备及方法
技术领域
本发明涉及污水处理领域，尤其污水处理厂站运行过程监测与系统分析领域的一种污水厂运行状态快速分析设备及方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展和城市化进程加快，城市生活污水和工业废水量伴随之不断增加，生活污水处理厂和企业废水处理场站也越来越多并承担着治理污水的重要任务。但是，污水厂站的运行状态的好坏又将大大折扣其治污效力。
目前，全国各地对污水处理厂站的监控仅停留在对进出水质在线监测为主(进水流量、COD、NH4-N等)，运行状态数据的监测与工艺调整仍停留在手工监测阶段，即人工对生化池混合液进行采样，并送至实验室进行实验分析和微生物镜检，管理人员凭借个人经验对结果进行评判，继而评价污水处理厂站的运行状态与调整运行参数。这种方式的数据分析时效性较差，与实际运行状态存在严重的滞后性，且过于依靠现场管理人员素质与能力，结论也往往存在误差，易造成运行状态不稳定、超标排放、管理粗放、运行成本居高不下等问题，影响整个污水处理厂站效果。
发明内容
为了解决现有技术的上述问题，本发明提供了一种污水厂运行状态快速分析设备及方法。
根据本发明的一个方面，提出了一种用于监测污水处理厂运行状态的快速分析设备，所述设备包括：用于从污水处理厂的生化池中提取样品的取样单元，所述单元包括样品管道和取样泵;监测单元，所述监测单元包括用于容纳待监测流体的监测筒，以及包括对监测筒内的样品进行监测的污泥监测装置和微生物监测装置;数据处理单元，该数据处理单元具有预存数据库，该数据库中的数据包括在不同自然条件和工艺运行条件下的各种污泥沉降性状参数以及各种微生物数据，所述数据处理单元采集来自所述污泥监测装置和微生物监测装置的数据，并且将采集到的上述数据与预存数据库中的数据进行比对处理，生成与污水厂运行状态相关的状态报告;以及电源单元。
根据本发明的第二方面，在本发明的快速分析设备中，污泥监测装置中的数据采集装置可以是激光式、红外式和图像式监测器中的一种或多种。
根据本发明的第三方面，在本发明的快速分析设备中，所述微生物监测装置可以是激光式、红外式和图像式监测器中的一种或多种;优选地，所述微生物监测器是图像式监测器，例如可以是高清图像采集装置。
根据本发明的第四方面，在本发明的快速分析设备中，监测筒可以为竖直布置的筒形构造，所述污泥监测装置还可以包括设置在监测筒外侧的污泥图像采集器。
根据本发明的第五方面，在本发明的快速分析设备中，所述监测筒可以由透明材料制成，在所述快速分析设备的箱体上可设置有滑动支架，所述滑动支架与监测筒间隔开预定距离布置，所述污泥图像采集器以可上下自由滑动地的方式设置在所述滑动支架上。
根据本发明的第六方面，在本发明的快速分析设备中，所述滑动支架可以与监测筒大致等高，监测筒侧面可设置有刻度尺并且在远离滑动支架的一侧可以设置有便于图像采集的背景装置。
根据本发明的第七方面，在本发明的根据前述方面所述的快速分析设备中，所述微生物监测装置布置在所述监测筒内，靠近所述监测筒的底部布置。优选地，所述微生物监测装置可以为显微摄像头，所述监测筒侧面可设置有刻度尺并且在远离滑动支架的一侧可设有便于图像采集的背景装置。所述显微摄像头与所述背景装置相对布置。
本发明还提供了一种监测污水处理厂运行状态的方法，该方法利用根据前述一个方面或者多个方面所述的快速分析设备，所述方法包括：利用取样单元从污水处理厂的生化池中提取样品;将所述样品供应至监测单元的监测筒，利用污泥监测装置来监测污泥的参数，利用微生物监测装置来监测微生物参数;数据处理单元采集来自所述污泥监测装置和微生物监测装置的数据，并且将采集到的上述数据与预存数据库中的数据进行比对处理，生成与污水厂运行状态相关的状态报告。
在根据本发明的一个优选实施方式中，在上述的方法中，采样单元可以通过管路与阀门定时、自动采集能够表征污水处理厂运行状态的生化池混合液作为样品并输送至监测筒中待检测;然后可以利用污泥监测装置中的可沿滑动支架上下滑动的污泥图像采集器来采集样品中的污泥的沉降速率、污泥浓度、污泥结核状态、污泥粒径、污泥及混合液颜色等参数;可以利用布置在所述监测筒内的靠近所述监测筒的底部布置的显微摄像头对监测筒底部沉积的污泥进行微生物镜检，采集数据;数据处理单元中可以引入污水厂实时监控数据与设备数据进行分析与判断，所述数据处理单元中的数据库可以包含该污水处理厂现有运行数据及其分析评价方法;运行数据可以包括各种运行状态下污泥性状，如沉降速率、污泥浓度、污泥结核状态、污泥粒径、污泥及混合液颜色等。
通过利用根据本发明的设备和方法，可以获得的有利之处至少在于：
本发明能够实现生化池污泥与微生物状态实时监控与快速分析，为系统运行与优化提供保障。