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与流程

本发明涉及城市污水厂建设运行，特别涉及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。

背景技术：

1、污水厂处理过程中的流量检测比较单一。在检测位置方面，水线流量检测一般仅局限在预处理之前，暨细格栅井及沉砂池之后的进水流量计量，尾水排放渠(井)位置的出水流量计量，以及泥线流量检测多为二沉池剩余污泥排泥量。检测手段多采用管道式电磁流量计。

2、在污水厂的最重要单元—生化池部位，影响除碳、生物脱氮和除磷、设备运行能耗的关键参数，生化池单体进水量(总进水量分配到各个生化池单体的进水量)、混合液外回流量(影响生物脱氮除磷效果)、污泥外回流量很少进行尽量。参与控制时，流量获得方式多为人为推算，通过水泵电机转速或工作功率电流数进行推演，无法做到数据精准。安装数量、位置比较单一，类型多采用电磁流量计。电磁流量计由于现场污水环境的复杂和恶劣,在长期的使用过程中电磁流量计准确度还是无法得到保障。

3、鉴于上述原因，如何解决现有技术中无法获得准确的生化池回流数据的缺陷成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、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。

2、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。

3、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；

4、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；

5、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。

6、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：

7、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；

8、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；

9、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；

10、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。

11、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。

12、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：

13、在所述不锈钢管体包括一端不小于1m的平直段；

14、所述平直段设置一个通孔；

15、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；

16、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。

17、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。

18、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。

19、更优选的，所述不锈钢管体的外壁上设有吊环。

20、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；

21、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；

22、每一所述短接旁路管均设有闸阀。

23、更优选的，所述通孔设聚四氟乙烯双层压盖防水垫。

24、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；

25、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。

26、本发明的有益效果：

27、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。

28、以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

技术特征：

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：

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：

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：

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)；

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；

技术总结
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。

技术研发人员：孙勇,尹希勤,顾建嗣,李晖,杨仁伟,陈欢
受保护的技术使用者：上海择希环保科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1