一种搭载红外自动测量系统的污泥比阻测定装置的制作方法

1.本实用新型涉及污泥处理技术领域，具体涉及搭载红外自动测量系统的污泥比阻测定装置。


背景技术：

2.污泥比阻是指污泥脱水性能的综合性指标，污泥比阻越大，脱水性能越差，动力消耗大，反之脱水性能越好。污泥比阻是表示污泥脱水性能的重要指标之一，无论是在污泥的实际处理与处置的工程实践中，还是在理论教学中，研究污泥比阻的准确与快速测定具有重要的应用价值。
3.现有技术中，通过在设备上增加3组以上的过滤量桶与调节量桶，使用三通阀门将其串联，气嘴上设置有气嘴阀，过滤量桶上设置有布氏漏斗，真空泵、抽滤瓶上分别设置有真空压力表，解决了污泥比阻多组连续测定过程中所存在的不稳定性问题。但在实际实验操作中，虽实现了多组实验同时展开，但是未能实现自动化读数将造成数据记录不及时，影响实验准确性。另外，同时进行多组连续实验时，将加大读数准确性的难度。
4.同时，为了提升准确性，现有技术选择在抽滤瓶底部放置电子天平，通过计算机程序控制一定程度上可以实现污泥比阻的自动化测定，使读取和记录测试数据相对简便。但是，从实验的实际操作上看不能直接获取滤液体积数据，需要进一步测得每个样品滤液密度，进而换算得到准确的体积数据，实验步骤稍显繁琐。
5.实验技术人员在每次试验过程中需要对计量筒中的过滤液高度进行定时连续性统计，原污泥比阻实验装置由连接管道将布氏漏斗和计量管串联起来，组成至少两套完整的过滤装置，以便在实验中可以同时展开多组污泥比阻的数据比对，每次统计刻度时，需另外借助计时器进行读数，而计量管中的过滤液排放速度不一，实验人员需边计数边统计多组数据，导致读数不准确。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是为了解决使用污泥比阻测定装置时，人工计时会导致读数不准确，单人实验不能同时进行多个样品读数以及无法直接获取滤液体积数据的问题，因此设计了一种搭载红外自动测量系统的污泥比阻测定装置，以实现自动化读数及自动获取滤液体积数据的功能。
7.为实现上述目的，本实用新型提出了一种搭载红外自动测量系统的污泥比阻测定装置，包括：多个滤液组件，用于过滤待测污泥；所述多个滤液组件通过多个第一连接管道连通；吸滤组件，通过第二连接管道与连通的多个滤液组件通路连接，施加吸滤压力给所述滤液组件，使污泥中的固体与液体分离；多个红外测量组件，对应设置在每个所述滤液组件的底部，用于测量所述滤液组件中过滤后的污泥液体的液面高度。
8.优选的，每个所述滤液组件包括布氏漏斗、量筒和吸滤接头；所述吸滤接头一端套设于所述布氏漏斗的底部出口端，另一端与所述量筒顶部开口密封连接；所述吸滤接头的
侧部开设有吸滤口，用于与连接管道连通。
9.优选的，当搭载红外自动测量系统的污泥比阻测定装置中设置有一个滤液组件时，所述吸滤口通过第二连接管道与所述吸滤组件连通，构成过滤装置，以实现待测污泥的固液分离；当搭载红外自动测量系统的污泥比阻测定装置中设置有多个滤液组件时，相邻两个滤液组件中的吸滤口通过第一连接管道连通，与所述吸滤组件相邻的滤液组件中的吸滤口通过第二连接管道与吸滤组件连通，构成过滤装置，以实现待测污泥的固液分离。
10.优选的，所述吸滤组件包括吸滤瓶、真空气压表和真空泵；所述吸滤瓶上设置有三个接头，所述第一接头通过所述第二连接管道与所述吸滤瓶相邻的滤液组件的吸滤接头连接；所述第二接头与所述真空泵连接；所述第三接头与所述真空气压表连接，监控吸滤瓶中的压力参数。
11.优选的，所述红外测量组件包括：红外测距仪，其顶部连接有红外探头，所述红外探头与量筒底部接触，用于对量筒中过滤的污泥液体的液面高度测距；定时控制装置，与所述红外测距仪通过数据传导线电性连接，用于收集多个红外测距仪测得的样品数据。
12.优选的，所述搭载红外自动测量系统的污泥比阻测定装置放置在水平的载物台上使用，以保证测量数据的准确性。
13.优选的，所述量筒放置的载物台对应位置开设有通孔，使红外测量组件中的红外探头能够贯穿通孔与量筒底部接触。
14.优选的，所述定时控制装置通过固定螺栓固定在载物台的底部，且与所述红外测距仪电性连接，用于传输样品测量数据。
15.优选的，所述搭载红外自动测量系统的污泥比阻测定装置所述控制组件，所述控制组件包括控制面板和电脑控制终端；所述控制面板控制电脑控制终端的开启或关闭。
16.优选的，所述电脑控制终端与所述定时控制装置通过无线装置通信连接，用于传输样品数据并在电脑控制终端显示。
17.综上所述，与现有技术相比，本实用新型提供的搭载红外自动测量系统的污泥比阻测定装置，充分利用了红外测距与定时控制装置，可将多组数据远程传送至电脑终端，实现了自动化读数及自动获取滤液体积数据的功能。本实用新型提供的污泥比阻测定装置设计合理，使用便捷，极大程度解决了人工计时导致的读数不准、无法同时对多个样品读数的问题，并有效实现了自动获取滤液数据的功能。
附图说明
18.图1是本实用新型的搭载红外自动测量系统的污泥比阻测定装置的整体结构示意图；
19.图2是本实用新型的搭载红外自动测量系统的污泥比阻测定装置的红外自动测量单元的结构示意图；
20.图3是本实用新型的搭载红外自动测量系统的污泥比阻测定装置的红外自动测量单元的结构仰视图。
具体实施方式
21.以下将结合本实用新型实施例中的附图1～附图3，对本实用新型实施例中的技术
方案、构造特征、所达成目的及功效予以详细说明。
22.需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施方式的目的，并非用以限定本实用新型实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
23.需要说明的是，在本实用新型中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括明确列出的要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
24.本实用新型提供了一种搭载红外自动测量系统的污泥比阻测定装置，如图1所示，该污泥比阻测定装置包括：多个滤液组件2，用于过滤待测污泥；所述多个滤液组件2通过多个第一连接管道401连通；吸滤组件5，通过第二连接管道402与连通的多个滤液组件2通路连接，施加吸滤压力给所述滤液组件2，使污泥中的固体与液体分离；多个红外测量组件3，对应设置在每个所述滤液组件2的底部，用于测量所述滤液组件2中过滤后的污泥液体的液面高度。
25.其中，如图1所示，每个所述滤液组件2包括布氏漏斗201、量筒202和吸滤接头203；所述吸滤接头203一端套设于所述布氏漏斗201的底部出口端，另一端与所述量筒202顶部开口密封连接；所述吸滤接头203的侧部开设有吸滤口；当搭载红外自动测量系统的污泥比阻测定装置中仅设置有一个滤液组件2时，所述吸滤口通过第二连接管道402直接与所述吸滤组件5连通，构成过滤装置；当搭载红外自动测量系统的污泥比阻测定装置中设置有多个滤液组件2时(本实施例中设置有2个滤液组件2)，相邻两个滤液组件2中的吸滤口通过第一连接管道401连通，与所述吸滤组件5相邻的滤液组件2中的吸滤口通过第二连接管道402与吸滤组件5连通，即多个滤液组件2使用多个第一连接管道401连通后通过第二连接管道402共用一个吸滤组件5，不仅实现了待测污泥的固液分离，还有效降低了装置的生产成本。
26.进一步，如图1所示，所述吸滤组件5包括吸滤瓶501、真空气压表502和真空泵；所述吸滤瓶501上设置有三个接头，所述第一接头通过所述第二连接管道402与吸滤瓶501相邻的滤液组件2的吸滤接头203连接，所述第二接头与所述真空泵连接(图中未示)，所述第三接头与所述真空气压表502连接，用于监控吸滤瓶501中的压力参数。
27.需要说明的是，本实用新型提供的污泥比阻测定装置在使用时，如图1所示，需要放置在水平的载物台1上进行使用，以保证测量数据的准确性。当污泥比阻测定装置组装完成后，将待测污泥倒入布氏漏斗201中，开启吸滤组件5中的真空泵，调节吸滤瓶501中的压力参数，通过真空气压表502判断吸滤瓶501中的气压参数是否达标，当气压参数达标时，即可分离待测污泥中的固体和液体，污泥液体经过吸滤接头203流入量筒202中，即可获得每个量筒202中的污泥液体的液面高度。
28.为了能够实时精准的获得污泥液体的液面高度，每个量筒202的底部设置有对应的所述红外测量组件3，用于测量对应量筒202中过滤的污泥液体的高度。具体的，如图2所
示，所述红外测量组件3包括：红外测距仪302，其顶部连接有红外探头301，所述红外探头301与量筒202底部接触，用于实时对量筒202中过滤的污泥液体的液面高度进行测距；定时控制装置303，与所述红外测距仪302通过数据传导线304电性连接，用于收集多个红外测距仪302测得的样品数据。
29.需要说明的是，如图2和图3所示，由于量筒202需要放置在载物台1进行使用，而所述红外测量组件3设置在量筒202的底部，因此各个所述红外测量组件3是对应设置在载物台1的底部，且该载物台1对应位置开设有通孔101，使红外测量组件3中的红外探头301能够贯穿通孔101与量筒202底部接触，有效提高红外探头301的灵敏度。
30.其中，如图1所示，本实用新型提供的搭载红外自动测量系统的污泥比阻测定装置还包括控制组件6，所述控制组件6包括控制面板601和电脑控制终端602；所述控制面板601控制电脑控制终端602的开启或关闭。进一步，如图1和图2所示，所述电脑控制终端602与所述定时控制装置303通过无线装置通信连接，用于传输样品数据并显示在电脑控制终端602上。
31.再进一步，如图2和图3所示，所述定时控制装置303通过固定螺栓305固定在载物台1的底部，且与所述红外测距仪302电性连接；具体的，所述定时控制装置303包括通信连接的计数器和存储器(图中未示)。在实验过程中，所述计数器用于控制多组样品同时进行测量的计数时间；所述存储器用来临时存储同一轮测量的多组样品数据，并通过无线传输的方式将临时存储的样品数据发送至电脑控制终端602；所述电脑控制终端602会将每一轮接收到的临时存储的样品数据显示在电脑控制终端602的显示屏上。若实验进行n轮，存储器则会发送n轮的临时存储的样品数据，电脑控制终端602的显示屏上同时会显示n轮的样品数据供实验人员参考，实现了实验数据实时获取并记录的功能，使实验人员能够实时分析样品数据，保证了实验的时效性和准确性。
32.实施例1
33.本实施例是本实用新型提供的污泥比阻测定装置与传统污泥比阻测定装置的对比实验。为保证两个装置比对的严谨性，实验中所使用的污泥为同种污泥，含水率统一为70％，两个装置在同一地点和同一时间进行试验，以保证试验中温度、湿度相同。其中，传统污泥比阻测定装置不包括红外测量组件3，其余装置的构成均与本实用新型中的组件相同。
34.在进行对比实验前，将本实用新型的污泥比阻测定装置和传统污泥比阻测定装置根据各个组件的连接关系连接完成，之后再进行对比实验，所述对比实验的实施步骤包括：
35.步骤s1、将滤纸分别放置在本实用新型装置的第一布氏漏斗201和传统装置的第二布氏漏斗的底部上，用少量蒸馏水润湿滤纸，使滤纸紧贴各个布氏漏斗201的底部；
36.步骤s2、分别在本实用新型装置的第一布氏漏斗201和传统装置的第二布氏漏斗中倒入同等质量的待测污泥；
37.步骤s3、开启真空泵，控制调节阀使真空气压表502的气压参数显示为35kpa，待真空气压表502稳定至35kpa时开始读数；
38.步骤s4、零时间起始，传统污泥比阻测定装置中负责计数的实验人员开始启动秒表，记录量筒中的滤液量，即一人看秒表，另一个人观察量筒的读数，每15秒读取瞬时滤液高度。在整个过程中，保持额定真空度，进行定压过滤，直至滤饼破裂，导致真空破坏；其中，滤饼是指污泥通过过滤后保留在滤纸上的污泥所含固体；
39.步骤s5、零时间起始，打开本实用新型的污泥比阻测定装置的红外测量组件3，设置定时控制装置303的读数间隔为15秒，利用红外探头301发射出一束红外光，在照射到滤液刻度后形成反射信号，反射信号传输至红外测距仪302；在具体使用时，由红外测距仪302以及红外探头301对量筒202中的滤液高度进行红外测量计数，并通过数据传导线304将滤液的体积数据传输给定时控制装置303，之后由定时控制装置303通过无线通信传输给电脑控制终端602，并由电脑控制终端602显示体积数据。
40.通过分析对比数据结果，如表1所示，本实用新型的污泥比阻测定装置的读数和使用传统污泥比阻测定装置进行的人工读数，每一个读数时间点的读数数据都存在差异。当实验进行至165s后，本实用新型的污泥比阻测定装置和传统污泥比阻测定装置的真空均被破坏，将两个装置静置5min，再次读取最终读数，发现本实用新型的污泥比阻测定装置测得的最终液体高度仍为9.0cm，而传统污泥比阻测定装置的液面静置后读数为9.0cm。说明使用传统污泥比阻测定装置进行人工读数确实存在一定误差，使用本实用新型的污泥比阻测定装置进行的测定结果更为准确有效。
[0041][0042]
表1.本实用新型的污泥比阻测定装置和传统污泥比阻测定装置读数对比表
[0043]
实施例2
[0044]
本实施例中，使用本实用新型提供的污泥比阻测定装置同时进行四组实验样品的污泥比阻测定实验。需要说明的是，本实施例中的污泥比阻测定装置中设置有4个滤液组件2，且每个滤液组件2的底部均设置有对应的红外测量组件3。本实施例的目的是通过添加四种不同比例的混凝剂，测试不同比例的混凝剂对污泥比阻影响，其中使用的混凝剂为pam(pamflocculant，聚丙烯酰胺)，其添加量分别为0％，0.01％，0.05％，0.1％。
[0045]
在实验过程中，重复实施例1中步骤s1～s3的准备工作后，即可启动定时控制装置303。其中，定时控制装置303的计数器控制四组样品同时进行测量的计数时间间隔，本实施例中的时间间隔为15s；存储器临时存储每一时间间隔获得的四组样品的测量数据，并通过无线通信数传送至电脑控制终端602。
[0046]
由于pam加入后，污泥性质发生变化，每个添加量的污泥达到真空破坏的时间不一致，因此仅取前120s的数据，如表2所示。
[0047]
时间(s)01530456075901051200％(cm)1.11.72.02.52.83.23.43.73.90.01％(cm)1.82.73.33.84.34.75.15.65.90.05％(cm)1.01.72.43.03.74.55.55.37.00.1％(cm)1.73.24.25.26.17.07.88.89.5
[0048]
表2.本实用新型的污泥比阻测定装置测量四组不同pam比例的数据读数表
[0049]
通过上述对比试验，当四组实验样品同时进行测量时，本实用新型的污泥比阻测
定装置测量实现了自动化读数及自动获取滤液体积数据的功能，增强了污泥比阻测定的准确性，避免了人工读数产生的误差，提高了实验效率。
[0050]
本实用新型中涉及的硬件设备，涉及所述红外测距仪和、所述定时控制装置、所述控制面板和所述电脑控制终端，上述的硬件设备中安装的软件以及采用的软件流程和算法步骤都是利用现有的软件和算法，并不是本实用新型的创造点所在，本实用新型主要是为了保护各种组件的连接关系。
[0051]
综上所述，与现有污泥比阻测定装置相比，本实用新型所提供的搭载红外自动测量系统的污泥比阻测定装置测量装置具有准确性强、工作效率高和使用便捷等优势。
[0052]
尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。