公布日：2024.01.30
申请日：2023.12.05
分类号：G01D21/02(2006.01)I
摘要
本发明公开了污水厂管道式外回流污泥浓度和流量在线监测装置及方法，污泥外回流管的管道，以及剩余污泥管的管道均设有管道式在线监测装置；每一管道式在线监测装置内均设有楔形超声波传感器；两个楔形超声波传感器分别对通过污泥外回流管回流的污泥，以及通过剩余污泥管排出的污泥进行扫描，并将扫描结果转化为电信号上传至污水厂中控室；楔形超声波传感器对污泥进行扫描，采集小颗粒反射物的位置，并将扫描结果转化为电信号上传至污水厂中控室。污水厂中控室通过比较按时间先后排序的多个图像或回波模式之间的相互关系来检测和计算流速及浓度。本发明不但能够快速准确的获得流量数据，还能够实现可快速拆卸维。
权利要求书
1.污水厂管道式外回流污泥浓度和流量在线监测装置，包括生化池(1)和二沉池(2)；所述二沉池(2)设有辐流式全桥刮吸泥机，外共壁的设有外回流污泥及剩余污泥泵井(3)，通过所述辐流式全桥刮吸泥机将池底沉淀污泥刮除，并将所述沉淀污泥排到所述外回流污泥及剩余污泥泵井(3)；所述外回流污泥及剩余污泥泵井(3)内设有污泥外回流泵(3.4)和剩余污泥泵(3.3)；所述污泥外回流泵(3.4)通过污泥外回流管(3.2)将所述外回流污泥及剩余污泥泵井(3)内的污泥(3.4.3.12)回流至所述生化池(1)；所述剩余污泥泵(3.3)通过剩余污泥管(3.1)将所述外回流污泥及剩余污泥泵井(3)内的所述污泥(3.4.3.12)排出；其特征在于：所述污泥外回流管(3.2)的管道(3.4.3.8)，以及所述剩余污泥管(3.1)的管道(3.4.3.8)均设有管道式在线监测装置(3.4.3)；每一所述管道式在线监测装置(3.4.3)内均设有楔形超声波传感器(3.4.3.1)；两个所述楔形超声波传感器(3.4.3.1)分别对通过所述污泥外回流管(3.2)回流的所述污泥(3.4.3.12)，以及通过所述剩余污泥管(3.1)排出的所述污泥(3.4.3.12)进行扫描，并将扫描结果转化为电信号上传至污水厂中控室。
2.根据权利要求1所述的污水厂管道式外回流污泥浓度和流量在线监测装置，其特征在于，所述楔形超声波传感器(3.4.3.1)以内置式结构设置在所述管道式在线监测装置(3.4.3)的不锈钢管体(3.4.3.6)内，具体如下：所述不锈钢管体(3.4.3.6)下部内管壁内通过焊接方式固定有长条形不锈钢固定板(3.4.3.2)；所述长条形不锈钢固定板(3.4.3.2)上设有不锈钢锚固螺栓，通过所述不锈钢锚固螺栓固定所述楔形超声波传感器(3.4.3.1)；所述楔形超声波传感器(3.4.3.1)的接线端子(3.4.3.9)通过电源及控制电缆(3.4.5)与仪表控制柜(3.5)连接，通过所述仪表控制柜(3.5)将所述电信号传上传至所述污水厂中控室；所述电源及控制电缆(3.4.5)一端位于所述不锈钢管体(3.4.3.6)内部，另一端从所述不锈钢管体(3.4.3.6)的管壁上的通孔(3.4.3.10)穿出，接入所述仪表控制柜(3.5)。
3.根据权利要求2所述的污水厂管道式外回流污泥浓度和流量在线监测装置，其特征在于，所述电源及控制电缆(3.4.5)位于所述不锈钢管体(3.4.3.6)内的部分通过管内不锈钢管卡(3.4.3.3)固定。
4.根据权利要求1所述的污水厂管道式外回流污泥浓度和流量在线监测装置，其特征在于，任一所述楔形超声波传感器(3.4.3.1)以插入式结构设置在所述管道式在线监测装置(3.4.3)的不锈钢管体(3.4.3.6)内，具体如下：在所述不锈钢管体(3.4.3.6)包括一端不小于1m的平直段；所述平直段设置一个通孔(3.4.3.10)；所述楔形超声波传感器(3.4.3.1)的接线端子(3.4.3.9)设置在所述通孔(3.4.3.10)对应所述不锈钢管体(3.4.3.6)内壁的位置，并设有电源及控制电缆(3.4.5)，通过电源及控制电缆(3.4.5)与仪表控制柜(3.5)连接；所述电源及控制电缆(3.4.5)另一端从所述通孔(3.4.3.10)穿出，接入所述仪表控制柜(3.5)。
5.根据权利要求2或4所述的污水厂管道式外回流污泥浓度和流量在线监测装置，其特征在于，每一所述不锈钢管体(3.4.3.6)的两端均通过法兰(3.4.3.7)串接在相应的所述管道(3.4.3.8)。
6.根据权利要求5所述的污水厂管道式外回流污泥浓度和流量在线监测装置，其特征在于，所述不锈钢管体(3.4.3.6)的外壁上设有吊环(3.4.3.5)。
7.根据权利要求5所述的污水厂管道式外回流污泥浓度和流量在线监测装置，其特征在于，每一所述管道式在线监测装置(3.4.3)的输入端均沿流向依次设有污泥止回阀(3.4.2)和出泥管检修闸阀(3.4.1)，输出端均设有出泥管检修闸阀(3.4.1)；所述污泥外回流管(3.2)和所述剩余污泥管(3.1)均设有用于短接相应的所述管道式在线监测装置(3.4.3)的短接旁路管；每一所述短接旁路管均设有闸阀(3.4.4)。
8.根据权利要求5所述的污水厂管道式外回流污泥浓度和流量在线监测装置，其特征在于，所述通孔(3.4.3.10)设聚四氟乙烯双层压盖防水垫。
9.根据权利要求1所述的污水厂管道式外回流污泥浓度和流量在线监测装置的检测方法，其特征在于，所述楔形超声波传感器(3.4.3.1)每间隔1至10毫秒发射固定角度范围的超声波脉冲(3.4.3.11)，对所述管道式在线监测装置(3.4.3)的所述污泥(3.4.3.12)进行扫描，采集所述污泥(3.4.3.12)中的16层微小颗粒反射物的位置，并将得到的回波保存为图像或回波模式的电信号上传至污水厂中控室；污水厂中控室通过比较按时间先后排序的多个所述图像或回波模式之间的相互关系，根据识别到的16层微小颗粒反射物的位置来检测和计算流速及浓度。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供污水厂管道式外回流污泥浓度和流量在线监测装置及方法，实现的目的是解决现有技术中无法获得准确的生化池回流数据的缺陷，不但能够快速准确的获得流量数据，还能够实现可快速拆卸维护、适配于多种污水处理工艺的水线和泥线流量检测。
为实现上述目的，本发明公开了污水厂管道式外回流污泥浓度和流量在线监测装置，包括生化池和二沉池；所述二沉池设有辐流式全桥刮吸泥机，外共壁的设有外回流污泥及剩余污泥泵井，通过所述辐流式全桥刮吸泥机将池底沉淀污泥刮除，并将所述沉淀污泥排到所述外回流污泥及剩余污泥泵井；所述外回流污泥及剩余污泥泵井内设有污泥外回流泵和剩余污泥泵；所述污泥外回流泵通过污泥外回流管将所述外回流污泥及剩余污泥泵井内的污泥回流至所述生化池；所述剩余污泥泵通过剩余污泥管将所述外回流污泥及剩余污泥泵井内的所述污泥排出。
其中，所述污泥外回流管的管道，以及所述剩余污泥管的管道均设有管道式在线监测装置；
每一所述管道式在线监测装置内均设有楔形超声波传感器；
两个所述楔形超声波传感器分别对通过所述污泥外回流管回流的所述污泥，以及通过所述剩余污泥管排出的所述污泥进行扫描，并将扫描结果转化为电信号上传至污水厂中控室。
优选的，所述楔形超声波传感器以内置式结构设置在所述管道式在线监测装置的不锈钢管体内，具体如下：
所述不锈钢管体下部内管壁内通过焊接方式固定有长条形不锈钢固定板；
所述长条形不锈钢固定板上设有不锈钢锚固螺栓，通过所述不锈钢锚固螺栓固定所述楔形超声波传感器；
所述楔形超声波传感器的接线端子通过电源及控制电缆与仪表控制柜连接，通过所述仪表控制柜将所述电信号传上传至所述污水厂中控室；
所述电源及控制电缆一端位于所述不锈钢管体内部，另一端从所述不锈钢管体的管壁上的通孔穿出，接入所述仪表控制柜。
更优选的，所述电源及控制电缆位于所述不锈钢管体内的部分通过管内不锈钢管卡固定。
优选的，任一所述楔形超声波传感器以插入式结构设置在所述管道式在线监测装置的不锈钢管体内，具体如下：
在所述不锈钢管体包括一端不小于1m的平直段；
所述平直段设置一个通孔；
所述楔形超声波传感器的接线端子设置在所述通孔对应所述不锈钢管体内壁的位置，并设有电源及控制电缆，通过电源及控制电缆与仪表控制柜连接；
所述电源及控制电缆另一端从所述通孔穿出，接入所述仪表控制柜。
更优选的，每一所述不锈钢管体的两端均通过法兰串接在相应的所述管道。
上述结构使设有所述楔形超声波传感器的所述不锈钢管体能够作为独立的流量检测组件进行拆卸和更换。
更优选的，所述不锈钢管体的外壁上设有吊环。
更优选的，每一所述管道式在线监测装置的输入端均沿流向依次设有污泥止回阀和出泥管检修闸阀，输出端均设有出泥管检修闸阀；
所述污泥外回流管和所述剩余污泥管均设有用于短接相应的所述管道式在线监测装置的短接旁路管；
每一所述短接旁路管均设有闸阀。
更优选的，所述通孔设聚四氟乙烯双层压盖防水垫。
本发明还提供污水厂管道式外回流污泥浓度和流量在线监测装置的检测方法，所述楔形超声波传感器每间隔1至10毫秒发射固定角度范围的超声波脉冲，对所述管道式在线监测装置的所述污泥进行扫描，采集所述污泥中的16层微小颗粒反射物的位置，并将得到的回波保存为图像或回波模式的电信号上传至污水厂中控室；
污水厂中控室通过比较按时间先后排序的多个所述图像或回波模式之间的相互关系，根据识别到的16层微小颗粒反射物的位置来检测和计算流速及浓度。
本发明的有益效果：
本发明不但能够快速准确的获得流量数据，还能够实现可快速拆卸维护、适配于多种污水处理工艺的水线和泥线流量检测。
（发明人：孙勇;尹希勤;顾建嗣;李晖;杨仁伟;陈欢）