申请日2010.08.03
公开(公告)日2011.11.23
IPC分类号G01B11/22
摘要
本发明公开了一种用于测量污泥层的高度的设备和方法，所述设备包括：样品收集容器，设置在沉积槽中，污泥沉积在沉积槽中，样品收集容器向下延伸到沉积槽的底部并具有穿过该样品收集容器的侧壁形成的多个引入孔;多个提取管，分别与引入孔连接，并延伸到样品收集容器之外;测量单元，与提取管连接，以测量透射过沉积槽的流入到提取管中的内容物的光强度;至少一个泵，与测量单元的后侧连接。
摘要附图
权利要求书
1.一种用于测量污泥层的高度的设备，所述设备包括：
样品收集容器，设置在沉积槽中，污泥沉积在沉积槽中，样品收集容器 向下延伸到沉积槽的底部并具有穿过该样品收集容器的侧壁形成的多个引入 孔;
多个提取管，分别与所述多个引入孔连接，并延伸到沉积槽之外;
测量单元，与提取管连接，以测量透射过沉积槽的流入到提取管中的内 容物的光强度;
至少一个泵，与测量单元的后侧连接。
2.如权利要求1所述的设备，其中，测量单元包括：
多个阀，分别连接到所述多个提取管;
多个测量室，分别连接到所述多个阀;
多个传感器，分别设置在所述多个测量室中，以测量光强度，
其中，所述至少一个泵包括多个泵，所述多个测量室被分成多个组，每 个泵与被分成的多个组中的一组连接。
3.如权利要求1所述的设备，其中，测量单元包括：
多个阀，分别连接到所述多个提取管;
共导管，与所述多个阀连接;
测量室，与共导管连接;
传感器，设置在测量室中，以测量光强度。
4.如权利要求2或3所述的设备，其中，所述传感器包括与内容物的流 动方向交叉并彼此相对地设置的光发射元件和光接收元件。
5.如权利要求2或3所述的设备，其中，所述传感器包括光度计。
6.如权利要求2所述的设备，其中，分别与所述多个测量室对应的多个 三通阀与每个泵的后侧连接，每个三通阀与用于排放污泥以及水和污泥颗粒 的混合物的排放管以及用于供应清洁溶液的清洁管连接。
7.如权利要求3所述的设备，其中，三通阀与测量室的前侧连接，并且 该三通阀与压缩空气管连接。
8.如权利要求3所述的设备，其中，三通阀与所述泵的后侧连接，并且， 该三通阀与用于排放污泥以及水和污泥颗粒的混合物的排放管以及用于供应 清洁溶液的清洁管连接。
9.如权利要求1所述的设备，还包括控制单元，
其中，控制单元包括：
存储装置，用于存储判断内容物是否是污泥的参考强度数据以及与用于 排放污泥的时间点对应的污泥层的高度数据;
比较判断部件，用于基于测量单元测量的光强度判断内容物是否是污泥， 并判断污泥层的当前高度是否达到了用于排放污泥的时间点的污泥层的高 度;
控制器，基于比较判断部件的判断结果控制显示部件显示沉积槽内的状 态或者控制用于从沉积槽排放污泥的污泥吸入泵的操作。
10.如权利要求1所述的设备，其中，样品收集容器被气密地密封，并 且，所述多个引入孔沿着样品收集容器的长度方向按照规则的间隔布置。
11.一种用于测量污泥层的高度的方法，所述方法包括：
从沉积有污泥的沉积槽中吸入内容物，以收集样品，所述内容物在沿着 竖直方向按照规则的间隔布置的多个位置处被吸入;
将吸入的内容物引入到多个测量室中;
在测量室中测量透射过所述内容物的光的强度;
将测量的光的强度与参考强度进行比较，以判断每种内容物是否是污泥 或者是水和污泥颗粒的混合物;
基于判断的结果计算污泥层的高度。
12.一种用于测量污泥层的高度的方法，所述方法包括：
从沉积有污泥的沉积槽中吸入内容物，以收集样品，所述内容物在沿着 竖直方向按照规则的间隔布置的多个位置处被依次吸入;
将依次吸入的内容物引入到多个测量室中;
在测量室中测量透射过所述内容物的光的强度;
将测量的强度与参考强度进行比较，以判断每种内容物是否是污泥或者 是水和污泥颗粒的混合物;
基于判断的结果计算污泥层的高度。
13.如权利要求11或者12所述的方法，还包括：
当透射过从某位置吸入的内容物的光的强度低于参考强度时，从沉积槽 排放污泥，所述某位置与用于从沉积槽排放污泥的污泥层的预定高度对应。
说明书
用于测量污泥层的高度的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于测量污泥层(sludge layer)的高度的设备和方法。 更具体地讲，本发明涉及一种测量沉积在沉积槽(settling tank)的底部的污 泥层的高度而不直接接触污泥层的技术。
背景技术
通常，包括氮和磷的废水和有机污染物消耗水中溶解的氧，从而会破坏 水下生态系统。此外，使水富营养化会阻碍水源的使用。因此，在水流入河 流之前，可去除含在废水中的有机污染物和有机营养物，以防止污染。
通常，在污水处理厂或者废水处理厂，通常使用经济上有优势的生物处 理方法来去除有机污染物。例如，通常采用使用微生物的生物处理方法(例 如，活性污泥工艺和高级污水处理工艺)来去除有机污染物。然而，生物处 理方法在去除有机污染物的同时会产生废污泥，即，过量的活性污泥。
当执行活性污泥工艺时，废水被引入到通气槽(aeration tank)中，接着， 微生物可通过吸收和分解废水中包含的有机污染物而生长。生长的微生物可 凝结并沉积在最终的沉积槽中。沉积在最终沉积槽的底部的一部分污泥可被 传递到通气槽作为活性污泥，剩余部分污泥作为废污泥被去除和抛弃。结果， 一定量的微生物可被适当地保持在通气槽中，因此，有机污染物、氮、磷等 被充分地去除。
同时，凝结剂可被引入到最终沉积槽中，以快速沉积悬浮的污泥。这里， 需要精确地测量沉积在沉积槽中的污泥层的高度，以确定活性污泥的传送时 间和废污泥的去除时间。因此，在污水处理厂或者废水处理厂，污泥层的高 度被作为主要参数之一来管理。
例如，使用超声波的频率测量方法、使用LED(发光二极管)光的光学 测量方法、使用感测元件(例如，附着到具有重块的细绳上的传感器)的方 法等可用来测量污泥层的高度。
然而，在使用传统的方法测量污泥层的高度的同时，根据最终沉积槽中 的水的量会出现干扰现象(interference phenomenon)，因此，会降低精度和可 靠性。
例如，当执行频率测量方法时，由于细小污泥颗粒存在于水面和污泥层 的上表面之间，所以会产生干扰，接收机可能不能接收到具有足够强度的频 率。结果，会由于干扰而不能精确地测量污泥层的高度。可增大超声波的强 度以解决上述问题。在这种情况下，超声波不会从污泥层的上表面被反射。 即，超声波可传播通过污泥层。
当测量设备的感测元件被置于水中时，污泥颗粒可能会沉积在感测元件 上，因此会降低测量工艺的精度。此外，需要频繁地清洁感测元件。
发明内容
本发明提供一种准确度和可靠性得到改善的用于测量沉积在沉积槽中的 污泥层的高度的设备和方法。
本发明还提供一种用于测量沉积在沉积槽中的污泥层的高度的设备，该 设备不需要频繁地清洁，并且可根据需要容易地被进一步清洁。
根据本发明的一方面，用于测量污泥层的高度的设备可包括：样品收集 容器，设置在沉积槽中，污泥沉积在沉积槽中，样品收集容器向下延伸到沉 积槽的底部并具有穿过该样品收集容器的侧壁形成的多个引入孔;多个提取 管，分别与所述多个引入孔连接，并延伸到沉积槽之外;测量单元，与提取 管连接，以测量透射过沉积槽的流入到提取管中的内容物的光强度;至少一 个泵，与测量单元的后侧连接。
根据本发明的另一方面，测量单元可包括：多个阀，分别连接到所述多 个提取管;多个测量室，分别连接到所述多个阀;多个传感器，分别设置在 所述多个测量室中，以测量光强度。具体地讲，可设置多个泵，所述多个测 量室被分成多个组，每个泵可与被分成的多个组中的一组连接。
根据本发明的另一方面，测量单元可包括：多个阀，分别连接到所述多 个提取管;共导管，与所述多个阀连接;测量室，与共导管连接;传感器， 设置在测量室中，以测量光强度。
根据本发明的另一方面，所述传感器可包括与内容物的流动方向交叉并 彼此相对地设置的光发射元件和光接收元件。
根据本发明的另一方面，所述传感器可包括光度计。
根据本发明的另一方面，分别与所述多个测量室对应的多个三通阀可与 每个泵的后侧连接，每个三通阀可与用于排放污泥以及水和污泥颗粒的混合 物的排放管以及用于供应清洁溶液的清洁管连接。
根据本发明的另一方面，三通阀可与测量室的前侧连接，并且三通阀可 与压缩空气管连接。
根据本发明的另一方面，三通阀可与所述泵的后侧连接，并且，三通阀 可与用于排放污泥以及水和污泥颗粒的混合物的排放管以及用于供应清洁溶 液的清洁管连接。
根据本发明的另一方面，还可设置控制单元。控制单元可包括：存储装 置，用于存储判断内容物是否是污泥的参考强度数据以及与用于排放污泥的 时间点对应的污泥层的高度数据;比较判断部件，用于通过基于测量单元测 量的光强度判断内容物是否是污泥，并判断污泥层的当前高度是否达到了用 于排放污泥的时间点的污泥层的高度;控制器，基于比较判断部件的判断结 果控制显示部件显示沉积槽内的状态或者控制用于从沉积槽排放污泥的污泥 吸入泵的操作。
根据本发明的另一方面，样品收集容器可被气密地密封，并且，所述多 个引入孔可沿着样品收集容器的长度方向按照规则的间隔布置。
根据本发明的另一方面，用于测量污泥层的高度的方法可包括：从沉积 有污泥的沉积槽中吸入内容物，以收集样品，所述内容物在沿着竖直方向按 照规则的间隔布置的多个位置处被吸入;将吸入的内容物引入到多个测量室 中;在测量室中测量透射过所述内容物的光的强度;将测量的光的强度与参 考强度进行比较，以判断每种内容物是否是污泥或者是水和污泥颗粒的混合 物;基于判断的结果计算污泥层的高度。
根据本发明的另一方面，用于测量污泥层的高度的方法可包括：从沉积 有污泥的沉积槽中吸入内容物，以收集样品，所述内容物在沿着竖直方向按 照规则的间隔布置的多个位置处被依次吸入;将依次吸入的内容物引入到多 个测量室中;在测量室中测量透射过所述内容物的光的强度;将测量的强度 与参考强度进行比较，以判断每种内容物是否是污泥或者是水和污泥颗粒的 混合物;基于判断的结果计算污泥层的高度。
根据本发明的另一方面，当透射过从某位置吸入的内容物的光的强度低 于参考强度时，可从沉积槽排放污泥，所述某位置与用于从沉积槽排放污泥 的污泥层的预定高度对应。