硝化反硝化速率测定自动取样过滤装置

摘要

本发明涉及一种硝化反硝化速率测定自动取样过滤装置，在活性污泥反应罐上方设有搅拌电机，在搅拌电机的输出轴上固定有搅拌桨，搅拌桨位于活性污泥反应罐内，所述混合液抽取分流装置具有分流瓶，在分流瓶上连接有抽取管，在混合液抽取分流装置上连接有残液回流管，在抽取管上设有液体抽取泵，抽取管与残液回流管均伸入活性污泥反应罐内，在样品自动抽滤装置上固定有电磁阀控制开关，混合液抽取分流装置与电磁阀控制开关通过鲜液输送管相连，混合液分配驱动装置与样品自动抽滤装置通过样品分配管相连，样品自动抽滤装置与真空泵通过抽滤管相连。本发明结构简单紧凑，体积小，重量轻，自动化程度高，易于加工制造，价格低廉，污水硝化反硝化速率测定的可靠性高。

说明书

技术领域

本发明涉及一种城镇污水处理装置，本发明尤其是涉及一种硝化反硝化速率测定自动取样过滤装置。

背景技术

硝化反硝化速率是考察活性污泥脱氮性能的一项重要指标，其测定主要步骤有混合液取样、混合液过滤和滤液处理比色。混合液取样和过滤混合液取样和过滤时效性要求高，需要及时快速完成，是硝化反硝化速率测定最耗时耗力的环节，而目前普遍都是人工操作。反硝化过程快速反应段只持续几分钟，要掌握该反应过程的规律，必须快速将混合液中微生物和液体分离，短时间内取得连续多个水样，这么短的时间，人工操作往往时间点控制不好，出现测得结果不符合生化反应规律的情况。而市场上存在的普通液体取样设备不具备样品短时间隔抽取和及时过滤的功能。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种自动化程度高、可靠性强、结构简单易于加工和造价低廉的硝化反硝化速率测定自动取样过滤装置。

按照本发明提供的技术方案，所述硝化反硝化速率测定自动取样过滤装置，包括活性污泥反应罐、混合液抽取分流装置、混合液分配驱动装置、样品自动抽滤装置与搅拌电机，在活性污泥反应罐上方设有搅拌电机，在搅拌电机的输出轴上固定有搅拌桨，搅拌桨位于活性污泥反应罐内，所述混合液抽取分流装置具有分流瓶，在分流瓶上连接有抽取管，在混合液抽取分流装置上连接有残液回流管，在抽取管上设有液体抽取泵，抽取管与残液回流管均伸入活性污泥反应罐内，在样品自动抽滤装置上固定有电磁阀控制开关，混合液抽取分流装置与电磁阀控制开关通过鲜液输送管相连，混合液分配驱动装置与样品自动抽滤装置通过样品分配管相连，样品自动抽滤装置与真空泵通过抽滤管相连。

所述活性污泥反应罐包括上部壳体、下部壳体与连接法兰，上部壳体与下部壳体通过连接法兰相连，在上部壳体上设有手动取样阀门，在下部壳体上设有排空阀门。

所述样品自动抽滤装置包括呈圆柱状的取样瓶支撑底座，在取样瓶支撑底座上设有若干均匀分布的取样瓶，在取样瓶的瓶口部设有漏斗结构套，在漏斗结构套内设有抽滤漏斗，漏斗结构套与取样瓶的瓶口相匹配；在漏斗结构套上设有滤杯，在滤杯内设有抽滤头，在漏斗结构套与滤杯的结合部设有砂芯；在抽滤头上设有抽滤连接管，抽滤连接管从抽滤头上指向取样瓶支撑底座的中心，抽滤连接管对应于与取样瓶相连的另一端与所述抽滤管相连。

所述抽滤管与取样瓶支撑底座呈同轴设置。

所述电磁阀控制开关包括磁铁、磁控开关、开关壳体与分配驱动干管；磁铁安装在分配驱动干管上，分配驱动干管位于混合液分配驱动装置内，磁铁与磁控开关相配合，磁控开关通过开关壳体安装于混合液分配驱动装置上。

还包括液体抽取泵、电源与定时控制器；液体抽取泵与所述真空泵相并联，且磁控开关与电磁阀串联后与液体抽取泵及真空泵相并联，定时控制器与电源相连。

本发明结构简单紧凑，体积小，重量轻，自动化程度高，易于加工制造，价格低廉，污水硝化反硝化速率测定的可靠性高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中样品自动抽滤装置的主视图。

图3是本发明中样品自动抽滤装置的俯视图。

图4是本发明中电磁阀控制开关的主视图。

图5是本发明中电磁阀控制开关的俯视图。

图6是本发明中自动取样的控制电路结构框图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

该硝化反硝化速率测定自动取样过滤装置，包括活性污泥反应罐1、混合液抽取分流装置2、混合液分配驱动装置3、样品自动抽滤装置4与搅拌电机6，在活性污泥反应罐1上方设有搅拌电机6，在搅拌电机6的输出轴上固定有搅拌桨7，搅拌桨7位于活性污泥反应罐1内，所述混合液抽取分流装置2具有分流瓶23，在分流瓶23上连接有抽取管13，在混合液抽取分流装置2上连接有残液回流管16，在抽取管13上设有液体抽取泵31，抽取管13与残液回流管16均伸入活性污泥反应罐1内，在样品自动抽滤装置4上固定有电磁阀控制开关5，混合液抽取分流装置2与电磁阀控制开关5通过鲜液输送管14相连，混合液分配驱动装置3与样品自动抽滤装置4通过样品分配管15相连，样品自动抽滤装置4与真空泵30通过抽滤管22相连。

所述活性污泥反应罐1包括上部壳体9、下部壳体11与连接法兰10，上部壳体9与下部壳体11通过连接法兰10相连，在上部壳体9上设有手动取样阀门8，在下部壳体11上设有排空阀门12。

所述样品自动抽滤装置4包括呈圆柱状的取样瓶支撑底座25，在取样瓶支撑底座25上设有若干均匀分布的取样瓶21，在取样瓶21的瓶口部设有漏斗结构套34，在漏斗结构套34内设有抽滤漏斗20，漏斗结构套34与取样瓶21的瓶口相匹配；在漏斗结构套34上设有滤杯18，在滤杯18内设有抽滤头35，在漏斗结构套34与滤杯18的结合部设有砂芯19；在抽滤头35上设有抽滤连接管24，抽滤连接管24从抽滤头35上指向取样瓶支撑底座25的中心，抽滤连接管24对应于与取样瓶21相连的另一端与所述抽滤管22相连。

所述抽滤管22与取样瓶支撑底座25呈同轴设置。

所述电磁阀控制开关5包括磁铁26、磁控开关27、开关壳体28与分配驱动干管29；磁铁26安装在分配驱动干管29上，分配驱动干管29位于混合液分配驱动装置3内，磁铁26与磁控开关27相配合，磁控开关27通过开关壳体28安装于混合液分配驱动装置3上。

还包括液体抽取泵31、电源32与定时控制器33；液体抽取泵31与所述真空泵30相并联，且磁控开关27与电磁阀17串联后与液体抽取泵31及真空泵30相并联，定时控制器33与电源32相连。

本发明中的活性污泥反应罐1包括位于上部的上部壳体9及位于所述上部壳体9底端的下部壳体11，所述上部壳体9呈圆柱状，所述下部壳体11呈圆球状；下部壳体11通过连接法兰10安装于上部壳体9的底端，且上部壳体9与下部壳体11对应的腔体相连通，构成活性污泥反应罐1的主体。活性污泥反应罐1内设有搅拌桨7，所述搅拌桨7沿活性污泥反应罐1的轴线位于同一直线上，搅拌桨7能在活性污泥反应罐1内转动。搅拌桨7从上部壳体9的顶端伸入活性污泥反应罐1内，搅拌桨7对应于伸入活性污泥反应罐1内的另一端与搅拌电机6的输出轴相连，所述搅拌电机6安装于活性污泥反应罐1的上方。搅拌电机6的输出轴带动搅拌桨7转动后，能够使得活性污泥反应罐1内的活性污泥能均匀分布。

所述活性污泥反应罐1容纳预处理过的活性污泥混合液，活性污泥混合液在活性污泥反应罐1经过相应处理后由活性污泥反应罐1上方的混合液抽取分流装置2抽取，同时混合液抽取分流装置2能够将之前抽取并残留的残留液体回流到活性污泥反应罐1内，并将抽取的鲜液体2输入到混合液分配驱动装置3内，所述混合液分配驱动装置3位于混合液抽取分流装置2的下方，混合液分配驱动装置3的下方设有样品自动抽滤装置4，样品自动抽滤装置4包括若干取样瓶21，通过混合液分配驱动装置3与样品自动抽滤装置4的对应配合，能够将混合液分配驱动装置3内的鲜液体送入样品自动抽滤装置4内对应的取样瓶21内，每个取样瓶21内的鲜液体对应相应时间的取样液体，从而能够完成所需时间对活性污泥的自动取样。

为了能够手动取样，所述上部壳体9上设有手动取样阀门8；当手动闭合手动取样阀门8后，能够通过手动取样阀门8将活性污泥反应罐1内的活性污泥液体取出，能够增加取样操作的方便性。下部壳体11的底端呈平底状，下部壳体11的平底状底部设有排空阀门12，通过排空阀门12能够将活性污泥反应罐1内的活性污泥液体全部排出，能够便于对活性污泥反应罐1进行清洗、维修或其他处理。下部壳体11上设有曝气砂头，当开启曝气砂头时，能够向活性污泥反应罐1内充入所需的氧气，使得活性污泥反应罐1内的溶解氧维持在所需的浓度。

混合液抽取分流装置2包括分流瓶23，所述分流瓶23与液体抽取泵31相连，液体取样泵31将活性污泥反应罐1内的混合液抽并通过抽取管13送入分流瓶23内，所述分流瓶23的结构与中国专利申请中公开号为CN101923014A，名称为《微型自动液体取样器》所公开的结构相一致，此处不再详述。分流瓶23通过鲜液体输送管14将抽取到的鲜液体输入混合液分配驱动装置3内，鲜液体输送管14的管口与混合液分配驱动装置3内的分配驱动干管29的轴线位于同一直线上。混合液抽取分流装置2在每次抽取液体和输送鲜液体的过程中，都会不可避免在分流瓶23内存有残留液体，为了降低前一时刻残留液体对当前取样的影响，分流瓶23通过残液回流管16与活性污泥反应罐1相连，将分流瓶23内的残留液体通过残液回流管16回流进入活性污泥反应罐1内。所述混合液分配驱动装置3的结构与中国专利申请中公开号为CN102147338A，名称为《便携自动液体取样的液体分流驱动装置》所公开的结构相一致，此处不再详述。

所述样品自动抽滤装置4包括取样瓶支撑底座25，所述取样瓶支撑底座25上设有若干均匀分布的取样瓶21取样瓶支撑底座25呈圆柱状；图3中示出了取样瓶支撑底座25设置八个取样瓶21的结构。取样瓶21的瓶口部设有抽滤头35；所述抽滤头35套在取样瓶21瓶口部的漏斗结构套34，所述漏斗结构套34与取样瓶21的瓶口相匹配；漏斗结构套34上设有滤杯18，砂芯29位于漏斗结构套34及滤杯18的结合部；抽滤漏斗20位于漏斗结构套34内，并与漏斗结构套34为一体结构。为了能够对进入取样瓶21内的液体进行过滤，相应砂芯19上放置一层滤纸。抽滤头35内对应砂芯19的下方设有抽滤漏斗20，抽滤漏斗20的下部伸入取样瓶21内，并与取样瓶21相连通，从而能够将经过砂芯19上的滤纸过滤后的活性污泥液体通过抽滤漏斗20落入取样瓶21内。为了能够在取样瓶21内比较顺畅取得活性污泥液体，需要在取样瓶21内产生负压。

具体地，取样瓶21的抽滤头35上设有抽滤连接管24，所述抽滤连接管24从抽滤头35上指向取样瓶支撑底座25的中心，抽滤连接管24对应于与取样瓶21相连的另一端与抽滤管22相连，且取样瓶21通过抽滤连接管24与抽滤管22相连通。抽滤管22的轴线与取样瓶支撑底座25的轴线位于同一直线上，从而分布在取样瓶支撑底座25端部边缘的取样瓶21通过对应的抽滤连接管24均能与抽滤管22相连。抽滤管22对应于与抽滤连接管24相连的另一端与真空泵30相连，当真空泵30启动工作时，真空泵30通过抽滤管22及对应的抽滤连接管24能够使得相应的取样瓶21内产生负压，混合液分配驱动装置3内的鲜液体在负压作用下能够顺利进入取样瓶21内。为了能够避免工作时，所有取样瓶21都会产生负压，在抽滤连接管24上均设置电磁阀17，所述电磁阀17为常闭电磁阀，当电磁阀17闭合后，真空泵30通过抽滤管22及抽滤连接管24能够在相应的取样瓶21内产生负压。所述电磁阀17的开关状态由混合液分配驱动装置3上的电磁阀控制开关5调节。

如图4和图5所示：所述电磁阀控制开关5包括磁铁26，所述磁铁26安装于混合液分配驱动装置3内的分配驱动干管29上，且分配驱动干管29能够带动磁铁26转动；同时，分配驱动干管29能带动混合液分配嘴15同步转动；混合液分配嘴15与磁铁26转动后的位置相一致。所述磁铁26能够与混合液分配驱动装置3上的磁控开关27相对应配合，所述磁控开关27通过开关壳体28安装于混合液分配驱动装置3上；且磁控开关27与样品自动抽滤装置4上的电磁阀17分布数量及位置相一致，即本发明实施例中，磁控开关27也有八个。电磁阀17通过磁控开关27与电源32构成回路，且电磁阀17与磁控开关27相一一对应配合。当磁铁26跟随分配驱动干管29转动到相应位置时，混合液分配嘴15也转动到相应的取样瓶21上方，混合液分配嘴15的出液口与取样瓶21的轴线位于同一直线上；磁铁26能使得对应磁控开关27闭合；磁控开关27闭合后，电磁阀17及磁控开关27间与电源32间的回路导通，所述回路导通后，电磁阀17闭合，真空泵30能在相应的取样瓶21内产生负压；从而通过磁控开关27的通断来调节电磁阀17的开关。电磁阀控制开关5位于混合液分配驱动装置3的上端，混合液分配驱动装置3通过样品分配嘴15与样品自动抽滤装置4相连，样品分配嘴15邻近取样瓶21瓶口的滤杯18。

如图6所示：为了能够对活性污泥的硝化反硝化进行准确的自动取样，所述过滤装置还包括定时控制器33，所述定时控制器33可以为计算机、单片机或其他处理芯片；定时控制器33能够接收外部输入定时指令。所述定时控制器33能同时控制混合液抽取分流装置2内的液体抽取泵31、样品自动抽滤装置4内的真空泵30及电磁阀17的工作状态。具体地，液体抽取泵31与真空泵30相并联，且磁控开关27与电磁阀17串联后与液体抽取泵31及真空泵30相并联，定时控制器33与电源32相连，定时控制器33能够控制每个支路与电源32的闭合回路的通断。具体地，每个磁控开关27与对应的电磁阀17构成相应的支路，当本实施例中有八个磁控开关27及电磁阀17时，有八个磁控开关27及电磁阀17的支路，相应支路均与液体抽取泵31及真空泵30相并联，图中并未示出全部支路的连接情况。当定时控制器33到指定取样时间时，定时控制器33闭合使得液体抽取泵31及真空泵30与电源32间的回路闭合，液体抽取泵31及真空泵30工作；然后，混合液分配驱动装置3内的分配驱动干管29带动磁铁26及混合液分配嘴15转动，当磁铁26触发相应的磁控开关27闭合后，磁控开关27与电磁阀17构成的支路与电源32形成闭合回路，使得电磁阀17得电后闭合，从而能控制相应的取样瓶21的负压状态，能够获得活性污泥鲜液体。

如图1~图6所示：使用时，通过本发明的自动取样过滤装置能够同时进行所需的硝化速率及反硝化速率测定。当测定硝化速率时，将预处理过活性污泥混合液倒入活性污泥反应罐1内，启动活性污泥反应罐1上方的搅拌电机6及活性污泥反应罐1下部的曝气砂头，调节曝气砂头，使活性污泥反应罐1内的溶解氧维持在所需的浓度，然后加入一定量所需的药剂。测定硝化速率时，需要在不同时刻的多个样品，根据测定要求，在定时控制器33内预先设定好取样时间点，电源32通过定时控制器33与液体抽取泵31、真空泵30及电磁阀控制开关5及电磁阀17相连，即定时控制器33同时控制混合液抽取分流装置2、混合液分配驱动装置3及样品自动抽滤装置4。当到设定的取样时间后，定时控制器33使得混合液抽取分流装置2、混合液分配驱动装置3及样品自动抽滤装置4带电。通电后，混合液抽取分流装置2内的液体抽取泵31启动，同时，真空泵30启动；液体抽取泵31将活性污泥反应罐1内的活性污泥液体抽入混合液抽取分流装置2的分流瓶23内，鲜液体通过鲜液体输送管14送入混合液分配驱动装置3内，并将之前残留的液体通过残液回流管16回流到活性污泥反应罐1内。极短的时间内，混合液分配驱动装置3上的分配驱动干管29将样品分配嘴15转动到指定的取样瓶21上方，同时，分配驱动干管29将磁铁26转动到与指定取样瓶21相对应磁控开关27位置，磁铁26使得磁控开关27闭合，磁控开关27闭合后，与取样瓶21相对应的电磁阀17得电闭合；电磁阀17闭合后，真空泵30通过抽滤管22及抽滤连接管24使得样品分配嘴15下方的取样瓶21内产生负压；混合液分配驱动装置3内的鲜液体在负压作用下通过砂芯19过滤及抽滤漏斗20后落入取样瓶21内，从而完成一个时间点样品取样过滤，同时能完成对混合液的过滤。取样结束后，定时控制器33使得液体抽取泵31、真空泵30、电磁阀控制开关5及电磁阀17断开与电源32的连接。当下个取样时间点到来后，混合液分配驱动装置3使得样品分配嘴15转动到下一个取样瓶21上方，重复上述过程，直至所有取样时间点都进行取样。在所有时间点取样过滤操作完成后，进行下一步人工加药比色。

当进行反硝化速率测定时，将预处理过活性污泥混合液倒入活性污泥反应罐1中，启动搅拌电机6，搅拌电机6驱动搅拌桨7在活性污泥反应罐1内搅拌；此时，不启动活性污泥反应罐1下部的曝气砂头，同时加入一定量药剂，其他步骤与测定硝化速率时相一致，直至所有取样时间点都进行取样。在所有时间点取样过滤操作完成后，进行下一步人工加药比色。

本发明活性污泥反应罐1内能容纳活性污泥并能够对活性污泥进行初步预处理，活性污泥反应罐1内的活性污泥液体通过上方的混合液抽取分流装置2进行抽取，混合液抽取分流装置2抽取鲜液体后通过鲜液体输送管14送入混合液分配驱动装置3内，残留的液体通过残液回流管16回流到活性污泥反应罐1内；混合液分配驱动装置3下方设置样品自动抽滤装置4，混合液分配驱动装置3上设置电磁阀控制开关5，所述电磁阀控制开关5能够与样品自动抽滤装置4上的电磁阀17对应配合，使得样品自动抽滤装置4对应的取样瓶21内产生负压；在负压作用下，样品分配嘴15内的鲜液体经过砂芯19过滤后落入取样瓶21内，从而能够完成自动取样过滤；根据进行硝化速率测定或反硝化速率的测定需要来，调节活性污泥反应罐1内曝气砂头的开启状态，从而能够完成硝化或反硝化速率测定，结构简单紧凑，体积小，重量轻，自动化程度高，提高污水硝化反硝化速率测定的可靠性，易于加工制造，价格低廉。