CN110702458B - 一种活性污泥在线连续采样*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种活性污泥在线连续采样***，包括活性污泥在线传送装置、活性污泥送样装置和活性污泥显微采样装置，活性污泥送样装置设置在活性污泥传送装置的上方，且设置在活性污泥传送装置的端部，活性污泥经活性污泥送样装置送至活性污泥在线传送装置，活性污泥在线传送装置将污泥压制成活性污泥生物玻片后传送至活性污泥显微采样装置，活性污泥显微采样装置对活性污泥生物玻片实时信息采集。本发明利用在线连续采样***替代了传统的手动采样方式，实时获得活性污泥样品条带，形成连续的带有时间轴的微生物样品，可实现活性污泥指代性微生物的实时观测、准确定位、形态追溯等功能，从而指导污水厂日常有序运营或预警自然水体的水滑现象。

Description

一种活性污泥在线连续采样***
技术领域
本发明属于污水处理过程技术领域，尤其是涉及一种活性污泥在线连续采样***。
背景技术
活性污泥法污水处理技术是利用微生物降解污水中有机污染物的一种生物处理方法。活性污泥法的处理效率与活性污泥菌群的组成与活性息息相关。因此，在城市污水厂的实际运行管理中，必须通过调控运行参数来创造最适合菌群生存和繁衍的环境和营养条件。然而，受进水水质、温度、pH、营养盐、DO等多种运行条件因素的影响，活性污泥菌群的生态平衡会受到破坏，从而降低运行效率甚至造成运行事故。因此，实时了解活性污泥的质量并采取相应措施极为重要的。通常来讲，高质量活性污泥具有较高的菌群活性和良好的沉降性能。
长期以来，人们通过判断和控制运行参数和水质指标来管理污水生物处理***。近年来，随着显微镜技术和计算机技术的发展，人们开始利用图像分析***对生物相的构成进行定性分析，从而关联活性污泥的关键状态，解决长期困扰运行管理的技术难题。显微镜观察是抽提活性污泥质量信息的一种快捷有效的方法。但是这种方法比较耗时，不能及时的反应活性污泥中的微生物状态，而且容易受到操作人员的主观判断的影响，无法实时获得生物相变化的定量信息。这些因素限制了微生物显微镜检测在活性污泥即时监测方面的应用。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种活性污泥在线连续采样***，利用在线连续采样***替代了传统的手动采样方式，实时获得活性污泥样品条带，形成连续的带有时间轴的微生物样品，可实现活性污泥指代性微生物的实时观测、准确定位、形态追溯等功能，从而指导污水厂日常有序运营或预警自然水体的水滑现象。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种活性污泥在线连续采样***，包括活性污泥在线传送装置、活性污泥送样装置和活性污泥显微采样装置，所述的活性污泥送样装置设置在活性污泥传送装置的上方，且设置在活性污泥传送装置的端部，活性污泥经活性污泥送样装置送至活性污泥在线传送装置，活性污泥在线传送装置将污泥压制成活性污泥生物玻片后传送至活性污泥显微采样装置，所述活性污泥显微采样装置对活性污泥生物玻片实时信息采集。
进一步的，所述的活性污泥在线传送装置包括顺次固定在底座上的底膜卷轴支架、覆膜卷轴支架、活性污泥生物玻片支架A、活性污泥生物玻片支架B和活性污泥生物玻片卷轴支架，所述的底膜卷轴支架上设有底膜卷轴，所述的覆膜卷轴支架上设有覆膜卷轴，所述的活性污泥生物玻片支架A和活性污泥生物玻片支架B上均设有防滑缠绕卷轴，所述的活性污泥生物玻片卷轴支架上设有活性污泥生物玻片卷轴，所述的底膜卷轴上卷有底膜，所述的覆膜卷轴上卷有覆膜，底膜自底膜卷轴下部展开经覆膜卷轴的下方后与自覆膜卷轴的下部展开的覆膜在活性污泥生物玻片支架A处会合，共同依次绕过活性污泥生物玻片支架A处的防滑缠绕卷轴和活性污泥生物玻片支架B处的防滑缠绕卷轴后自活性污泥生物玻片卷轴下部卷在活性污泥生物玻片卷轴上，载有活性污泥的底膜与其上方的覆膜绕过活性污泥生物玻片支架A处的防滑缠绕卷轴后压制形成活性污泥生物玻片，所述的污泥生物玻片卷轴由设置在底座上的电机带动旋转。
进一步的，所述活性污泥加样装置包括污泥罐、污泥溢流管、调节污泥罐内压力的负压机构和污泥出液管，所述污泥溢流管设置在污泥罐内，且底端穿出污泥罐的底部，顶端穿过污泥罐内的污泥平面设置，所述的负压机构设置在污泥罐的上部，所述的污泥出液管设置在污泥罐的侧面，且自污泥出液管自动滴加污泥至底膜上。
进一步的，所述活性污泥显微采样装置包括显微镜光源、显微镜物镜和高清相机，所述的显微镜光源设置在活性污泥生物玻片的正下方，所述的显微镜物镜设置在活性污泥生物玻片的上方，显微镜光源与显微镜物镜正对设置，所述的高清相机设置在显微镜物镜的正上方。
进一步的，活性污泥生物玻片支架A处的防滑缠绕卷轴和活性污泥生物玻片支架B处的防滑缠绕卷轴均设置两个，且上下正对设置，分别为第一防滑缠绕卷轴、第二防滑缠绕卷轴、第三防滑缠绕卷轴和第四防滑缠绕卷轴，底膜和覆膜共同依次从第一防滑缠绕卷轴的下方、第二防滑缠绕卷轴的上方、第四防滑缠绕卷轴的上方及第三防滑缠绕卷轴的下方缠绕后自活性污泥生物玻片卷轴下部卷在活性污泥生物玻片卷轴上。
进一步的，所述底膜卷轴、覆膜卷轴、第一防滑缠绕卷轴、第二防滑缠绕卷轴、第三防滑缠绕卷轴和第四防滑缠绕卷轴的两端均分别通过一滑块设置在相应的支架上，所有的滑块上均设有螺栓孔，通过螺栓将滑块固定在相应支架上。
进一步的，在所述污泥罐的底部设有进泥孔，在污泥罐的侧面下部设有出液孔，出液孔与倾斜设置的污泥出液管连通，所述污泥出液管为圆形细玻璃管。
进一步的，所述负压机构为真空泵。
进一步的，所述显微镜光源为环形多色透射面光源。
进一步的，所述显微镜物镜的放大倍数为20-40倍，所述高清相机为自动对焦的HDMI相机，输出分辨率为1920*1080，放大倍数为20-40倍。
相对于现有技术，本发明所述的一种活性污泥在线连续采样***具有以下优势：
本发明所述的一种活性污泥在线连续采样***，传统的活性污泥显微识别方法由人工完成，既耗时费力，并且镜检都是离线完成的，无法实现实时监测。本发明利用连续采样***实时获得活性污泥样品条带，形成连续的带有时间轴的微生物样品，可实现活性污泥指代性微生物的实时观测、准确定位、形态追溯等功能，从而指导污水厂日常有序运营或预警自然水体的水滑现象等。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的一种活性污泥在线连续采样***的结构示意图；
图2为本发明中任意一滑块的结构示意图。
附图标记说明：
1-活性污泥在线传送装置，1-1-底座，1-2-底膜卷轴支架，1-3-底膜转轴，1-4-覆膜卷轴支架，1-5-覆膜卷轴，1-6-活性污泥生物玻片支架A，1-7-活性污泥生物玻片支架B，1-8-活性污泥生物玻片卷轴支架，1-9-活性污泥生物玻片卷轴，1-10-电机，1-11-底膜，1-12-覆膜，1-13-第一防滑缠绕卷轴，1-14-第二防滑缠绕卷轴，1-15-第三防滑缠绕卷轴，1-16-第四防滑缠绕卷轴，1-17-滑块，1-18-螺栓孔，
2-活性污泥送样装置，2-1-污泥罐，2-2-污泥溢流管，2-3-负压机构，2-4-污泥出液管，
3-活性污泥显微采样装置，3-1-显微镜光源，3-2-显微镜物镜，3-3-高清相机，3-4-活性污泥识别***。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1-图2所示，一种活性污泥在线连续采样***，包括活性污泥在线传送装置1、活性污泥送样装置2和活性污泥显微采样装置3，所述的活性污泥送样装置2设置在活性污泥传送装置1的上方，且设置在活性污泥传送装置1的端部，活性污泥经活性污泥送样装置2送至活性污泥在线传送装置1，活性污泥在线传送装置1将污泥压制成活性污泥生物玻片后传送至活性污泥显微采样装置3，所述活性污泥显微采样装置3对活性污泥生物玻片实时信息采集。
活性污泥在线传送装置1包括顺次固定在底座1-1上的底膜卷轴支架1-2、覆膜卷轴支架1-4、活性污泥生物玻片支架A1-6、活性污泥生物玻片支架B1-7和活性污泥生物玻片卷轴支架1-8，所述的底膜卷轴支架1-2上设有底膜卷轴1-3，所述的覆膜卷轴支架1-4上设有覆膜卷轴1-5，所述的活性污泥生物玻片支架A1-6和活性污泥生物玻片支架B1-7上均设有防滑缠绕卷轴，所述的活性污泥生物玻片卷轴支架1-8上设有活性污泥生物玻片卷轴1-9，所述的底膜卷轴1-3上卷有底膜1-11，所述的覆膜卷轴1-5上卷有覆膜1-12，底膜1-11自底膜卷轴1-3下部展开经覆膜卷轴1-5的下方后与自覆膜卷轴1-5的下部展开的覆膜1-12在活性污泥生物玻片支架A1-6处会合，共同依次绕过活性污泥生物玻片支架A1-6处的防滑缠绕卷轴和活性污泥生物玻片支架B1-7处的防滑缠绕卷轴后自活性污泥生物玻片卷轴1-8下部卷在活性污泥生物玻片卷轴1-9上，载有活性污泥的底膜1-11与其上方的覆膜1-12绕过活性污泥生物玻片支架A1-6处的防滑缠绕卷轴后压制形成活性污泥生物玻片，所述的污泥生物玻片卷轴1-9由设置在底座1-1上的电机1-10带动旋转，底膜1-11的材质为亚克力单面胶(PMMA)，底膜1-11的宽度3cm-5cm，覆膜1-12的材质为高强度塑料膜(PE)，覆膜1-12的宽度3cm-5cm。电机1-10为12V直流电机，附带减速器，电机1-10的转速设置为0.2-0.6r/min，活性污泥生物玻片的传送速度为5-15mm/min。
底膜卷轴支架1-2和覆膜卷轴支架1-4之间的间距可根据底膜和覆膜的厚度做出适当调整。
活性污泥加样装置2包括污泥罐2-1、污泥溢流管2-2、调节污泥罐内压力的负压机构2-3和污泥出液管2-4，所述污泥溢流管2-2设置在污泥罐2-1内，且底端穿出污泥罐2-1的底部，顶端穿过污泥罐2-1内的污泥平面设置，所述的负压机构2-3设置在污泥罐2-1的上部，所述的污泥出液管2-4设置在污泥罐2-1的侧面，且自污泥出液管2-4自动滴加污泥至底膜1-11上，污泥罐2-1的材质为PVC，负压机构2-3为真空泵，控制污泥的出液速度。
活性污泥显微采样装置3包括显微镜光源3-1、显微镜物镜3-2和高清相机3-3，所述的显微镜光源3-1设置在活性污泥生物玻片的正下方，所述的显微镜物镜3-2设置在活性污泥生物玻片的上方，显微镜光源3-1与显微镜物镜3-2正对设置，所述的高清相机3-3设置在显微镜物镜3-2的正上方，高清相机3-3采集的图像可传递至活性污泥识别***3-4，活性污泥识别***3-4对图片进行图像处理，替代传统的微生物镜检过程，基于边缘检测的算法进行图像处理，活性污泥识别***3-4能对污泥中标识微生物进行实时、准确的识别，判断污泥的生物学状态，根据实时捕捉到的活性污泥的形状、颜色、边界等信息来有效指征活性污泥的性能和菌群状态，从而指导污水处理厂的日常运行。
活性污泥生物玻片支架A1-6处的防滑缠绕卷轴和活性污泥生物玻片支架B1-7处的防滑缠绕卷轴均设置两个，且上下正对设置，分别为第一防滑缠绕卷轴1-13、第二防滑缠绕卷轴1-14、第三防滑缠绕卷轴1-15和第四防滑缠绕卷轴1-16，其中，第一防滑缠绕卷轴1-13和第三防滑缠绕卷轴1-15设置在下方，第二防滑缠绕卷轴1-14和第四防滑缠绕卷轴1-16设置在上方，底膜1-11和覆膜1-12共同依次从第一防滑缠绕卷轴1-13的下方、第二防滑缠绕卷轴1-14的上方、第四防滑缠绕卷轴1-16的上方及第三防滑缠绕卷轴1-15的下方缠绕后自活性污泥生物玻片卷轴1-9下部卷在活性污泥生物玻片卷轴1-9上。
底膜卷轴1-3、覆膜卷轴1-5、第一防滑缠绕卷轴1-13、第二防滑缠绕卷轴1-14、第三防滑缠绕卷轴1-15和第四防滑缠绕卷轴1-16的两端均分别通过一滑块1-17设置在相应的支架上，所有的滑块1-17上均设有螺栓孔1-18，且在滑块相对的两侧面上各开设一螺栓孔，且两螺栓孔正对设置，通过螺栓1-20穿过滑块1-17上的螺栓孔17，顶紧在相应支架上，从而将滑块1-17固定在相应支架上，可根据装置的要求调整各个卷轴的高度。
在所述污泥罐2-1的底部设有进泥孔，在污泥罐2-1的侧面下部设有出液孔，出液孔与倾斜设置的污泥出液管2-4连通，所述污泥出液管2-4为圆形细玻璃管。
显微镜光源3-1为环形多色透射面光源，光源颜色设置4种：蓝、绿、红、白，不同颜色的光源可帮助判断特定光敏微生物的状态。
显微镜物镜3-2为长工作距离无限远平场消色差物镜，显微镜物镜3-2的放大倍数为20-40倍，所述高清相机3-3为自动对焦的HDMI相机，输出分辨率为1920*1080，放大倍数为20-40倍。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种活性污泥在线连续采样***，其特征在于：包括活性污泥在线传送装置(1)、活性污泥送样装置(2)和活性污泥显微采样装置(3)，所述的活性污泥送样装置(2)设置在活性污泥传送装置(1)的上方，且设置在活性污泥传送装置(1)的端部，活性污泥经活性污泥送样装置(2)送至活性污泥在线传送装置(1)，活性污泥在线传送装置(1)将污泥压制成活性污泥生物玻片后传送至活性污泥显微采样装置(3)，所述活性污泥显微采样装置(3)对活性污泥生物玻片实时信息采集；
所述的活性污泥在线传送装置(1)包括顺次固定在底座(1-1)上的底膜卷轴支架(1-2)、覆膜卷轴支架(1-4)、活性污泥生物玻片支架A(1-6)、活性污泥生物玻片支架B(1-7)和活性污泥生物玻片卷轴支架(1-8)，所述的底膜卷轴支架(1-2)上设有底膜卷轴(1-3)，所述的覆膜卷轴支架(1-4)上设有覆膜卷轴(1-5)，所述的活性污泥生物玻片支架A(1-6)和活性污泥生物玻片支架B(1-7)上均设有防滑缠绕卷轴，所述的活性污泥生物玻片卷轴支架(1-8)上设有活性污泥生物玻片卷轴(1-9)，所述的底膜卷轴(1-3)上卷有底膜(1-11)，所述的覆膜卷轴(1-5)上卷有覆膜(1-12)，底膜(1-11)自底膜卷轴(1-3)下部展开经覆膜卷轴(1-5)的下方后与自覆膜卷轴(1-5)的下部展开的覆膜(1-12)在活性污泥生物玻片支架A(1-6)处会合，共同依次绕过活性污泥生物玻片支架A(1-6)处的防滑缠绕卷轴和活性污泥生物玻片支架B(1-7)处的防滑缠绕卷轴后自活性污泥生物玻片卷轴(1-9)下部卷在活性污泥生物玻片卷轴(1-9)上，载有活性污泥的底膜(1-11)与其上方的覆膜(1-12)绕过活性污泥生物玻片支架A(1-6)处的防滑缠绕卷轴后压制形成活性污泥生物玻片，所述的污泥生物玻片卷轴(1-9)由设置在底座(1-1)上的电机(1-10)带动旋转。
2.根据权利要求1所述的一种活性污泥在线连续采样***，其特征在于：所述活性污泥送样装置(2)包括污泥罐(2-1)、污泥溢流管(2-2)、调节污泥罐内压力的负压机构(2-3)和污泥出液管(2-4)，所述污泥溢流管(2-2)设置在污泥罐(2-1)内，且底端穿出污泥罐(2-1)的底部，顶端穿过污泥罐(2-1)内的污泥平面设置，所述的负压机构(2-3)设置在污泥罐(2-1)的上部，所述的污泥出液管(2-4)设置在污泥罐(2-1)的侧面，且自污泥出液管(2-4)自动滴加污泥至底膜(1-11)上。
3.根据权利要求1所述的一种活性污泥在线连续采样***，其特征在于：所述活性污泥显微采样装置(3)包括显微镜光源(3-1)、显微镜物镜(3-2)和高清相机(3-3)，所述的显微镜光源(3-1)设置在活性污泥生物玻片的正下方，所述的显微镜物镜(3-2)设置在活性污泥生物玻片的上方，显微镜光源(3-1)与显微镜物镜(3-2)正对设置，所述的高清相机(3-3)设置在显微镜物镜(3-2)的正上方。
4.根据权利要求1所述的一种活性污泥在线连续采样***，其特征在于：活性污泥生物玻片支架A(1-6)处的防滑缠绕卷轴和活性污泥生物玻片支架B(1-7)处的防滑缠绕卷轴均设置两个，且上下正对设置，分别为第一防滑缠绕卷轴(1-13)、第二防滑缠绕卷轴(1-14)、第三防滑缠绕卷轴(1-15)和第四防滑缠绕卷轴(1-16)，底膜(1-11)和覆膜(1-12)共同依次从第一防滑缠绕卷轴(1-13)的下方、第二防滑缠绕卷轴(1-14)的上方、第四防滑缠绕卷轴(1-16)的上方及第三防滑缠绕卷轴(1-15)的下方缠绕后自活性污泥生物玻片卷轴(1-9)下部卷在活性污泥生物玻片卷轴(1-9)上。
5.根据权利要求4所述的一种活性污泥在线连续采样***，其特征在于：所述底膜卷轴(1-3)、覆膜卷轴(1-5)、第一防滑缠绕卷轴(1-13)、第二防滑缠绕卷轴(1-14)、第三防滑缠绕卷轴(1-15)和第四防滑缠绕卷轴(1-16)的两端均分别通过一滑块(1-17)设置在相应的支架上，所有的滑块(1-17)上均设有螺栓孔(1-18)，通过螺栓将滑块(1-17)固定在相应支架上。
6.根据权利要求2所述的一种活性污泥在线连续采样***，其特征在于：在所述污泥罐(2-1)的底部设有进泥孔，在污泥罐(2-1)的侧面下部设有出液孔，出液孔与倾斜设置的污泥出液管(2-4)连通，所述污泥出液管(2-4)为圆形细玻璃管。
7.根据权利要求2所述的一种活性污泥在线连续采样***，其特征在于：所述负压机构(2-3)为真空泵。
8.根据权利要求3所述的一种活性污泥在线连续采样***，其特征在于：所述显微镜光源(3-1)为环形多色透射面光源。
9.根据权利要求3所述的一种活性污泥在线连续采样***，其特征在于：所述显微镜物镜(3-2)的放大倍数为20-40倍，所述高清相机(3-3)为自动对焦的HDMI相机，输出分辨率为1920*1080，放大倍数为20-40倍。
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