CN1198126C - 多沙河流水质自动监测水样预处理*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种靠计算机实现多种水样处理工作模式的多沙河流水质自动监测水样预处理***，包括计算机中央控制器和河中的潜水泵，潜水泵靠管道与水流缓冲池接通，水流缓冲池底部与斜管沉降池接通，斜管沉降池溢水沿与平流沉降池相通，平流沉降池靠阀门、加压水泵和固液分离器与中间水箱接通，中间水箱靠阀门、加压水泵、过滤器、管道与样水箱接通，样水箱与监测仪器接通，样水箱通过阀门与自动采样器连通，可有效去除泥沙，合理设置***工作参数，适用于高含沙、含沙量随季节变化差值范围大的河流的自动水质监测仪器的样水供给。

Description

多沙河流水质自动监测水样预处理***

                         技术领域

本发明属于环境监测技术领域，尤其涉及一种将水流缓冲池、斜管沉淀池、平流沉淀池、固液分离器、过滤器、多路冲洗水装置，通过计算机中央控制器，根据河流含沙量值波动变化，控制组合能自动实现多种水样处理工作模式的多沙河流水质自动监测水样预处理***。

                         背景技术

目前国内外在多沙(高含沙)河流水质监测水样泥沙预处理***设备方面还是空白，目前同类设备只有仅适用于一般普通非高含沙河流且河流含沙量波动范围较小、仅单一工作模式、手段简单、半自动、非智能化的水质监测水样泥沙预处理装置。高含沙河流与非高含沙河流的区别主要有两点，其一是高含沙河流含沙量高，高时每立方米河水含沙量可达数百公斤以上，  其二是高含沙河流含沙量在不同的河段、不同的季节量值相差悬殊，如高含沙河流有的河段含沙量低时，每立方米河水含沙量仅为不到1公斤。所以，用于高含沙河流水质监测水样处理***要求具备处理高含沙量河水时，不会发生泥沙堆积堵塞，并具备适应含沙量波动范围大、可根据不同河段、不同季节的含沙量值范围，选择组合不同有效和经济的工作模式能力。国内外现有的河流水质监测水样处理装置，由于其仅有单一工作模式，组成简单，无法用于高含沙量、含沙量量值波动范围大的河流。

                         发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种具备处理高含沙量河水时，不会发生泥沙堆积堵塞，并具备适应含沙量波动范围大、可根据不同河段、不同季节的含沙量值波动范围，选择组合不同的有效工作模式的多沙河流水质自动监测水样预处理***，适用于高含沙、含沙量波动范围大的河流水质自动监测水样的处理。

本发明的目的是这样实现的：包括计算机中央***控制器、设置在河流中的潜水泵，设置在河流中的潜水泵通过管道与水流缓冲池相接通，水流缓冲池的底部与装置了可拆卸斜管的斜管沉降池相接通，斜管沉降池的上部溢水沿与平流沉降池相通，平流沉降池通过第一、二阀门、加压水泵和固液分离器以及管道与中间水箱相接通，中间水箱通过第三、四阀门、加压水泵、过滤器、管道与样水箱相接通，样水箱再经仪表水泵、第五阀门与监测仪器相接通。在上述预处理***中还包括有清洗水源，清洗水源分别通过第六、七、八、九、十阀门将管道设置在水流缓冲池、斜管沉降池、平流沉降池、中间水箱和样水箱的上部，清洗水源又分别通过第十一、十二、十三、十四、十五阀门将管道设置在水流缓冲池、斜管沉降池、平流沉降池、中间水箱和样水箱的下部，清洗水源又通过第十六阀门与水下监测仪器自动冲洗装置相接通。样水箱又通过第十七阀门与自动采样器相连通。

本发明具有很强的处理高泥沙含量河水的能力，对抽取的河水进行多级连续处理，每一级采用不同的物理方法来处理各种粒径的泥沙，使最终处理后的样水中泥沙粒径小于5微米。水处理***的第一级是缓冲区，潜水泵抽上来的河水在这里趋向稳定，大颗粒的泥沙下沉；第二级是斜管沉淀池，其高效率的沉淀功能使大部分100微米的泥沙颗粒得以沉淀去除；本发明在第一级沉降采用斜管沉淀的原因是，根据沉降理论，沉淀的效果与沉淀面积和沉降高度有关；斜管沉淀池据此而设计，其相对于平流沉淀池而言增加了沉淀面积，降低了沉淀高度，从而提高了沉淀效果。在汛期河水的含沙量一般都会有大幅提高，在固定时间里(一般为半小时)，平流沉淀可能会出现沉淀不足的情况，对下一级的过滤器施加不必要的工作压力，影响过滤器长期的无维护运行。由于斜管沉淀的过滤效果高平流沉淀数倍，不容易出现沉淀不足的现象。第三级是平流沉淀，继续去除颗粒较小的泥沙；第四级为可选用的固液分离器，利用旋流的离心作用将不需要的固体物质以最大的排除率排出；第五级是盘式过滤器，其独特的结构设计可以去除大于5微米的泥沙颗粒，经过以上的处理，送给在线仪器检测的水样的泥沙和悬浮物完全符合要求。

本发明经过多次实验证明，可以有效地去除泥沙，经处理后的水样含沙量小于0.2kg/m³，达到了根据国家行业关于水样预处理技术规定，合理设置泥沙预处理***工作参数，并根据河流含沙量值波动随季节变化规律自动选择高含沙、中等含沙和一般江、河水三种工作模式，适用于高含沙、含沙量随季节变化差值范围大的河流和一般河流的自动水质监测仪器的样水供给，经处理后的水样不会改变其被测参数的组成及性质。本发明适合黄河多泥沙的特点，并具有较好的质量，较高的性能价格比，较低的运行费用，易于安装，易于维护。

在水处理的过程当中，每当一个测试循环结束后，***会自动地用清洁的压力水对各个水箱进行轮流冲洗，将积存的泥沙冲洗干净，防止堵塞和避免积存的泥沙对下一次测试的干扰。用户还可以根据实际需要，启动单独的清洗程序，对水处理部分的每个环节和直接投放在河里的多参数监测仪器进行彻底的冲洗。

                         附图说明

图1为本发明的结构示意图。

                       具体实施方式

如图1所示，本发明包括计算机中央***控制器1、设置在河流中的潜水泵13，设置在河流中的潜水泵13通过管道与水流缓冲池5相接通，水流缓冲池5的底部与装置了可拆卸斜管6的斜管沉降池7相接通，斜管沉降池7的上部溢水沿与平流沉降池8相通，平流沉降池8通过第一阀门25、第二阀门29、加压水泵33和固液分离器35以及管道与中间水箱9相接通，中间水箱9通过第三阀门26、第四阀门30、加压水泵33和过滤器36以及管道与样水箱10相接通，样水箱10再经仪表水泵34、第五阀门27与监测仪器41相接通。清洗水源14分别通过第六阀门16、第七阀门17、第八阀门18、第九阀门19、第十阀门20将管道设置在水流缓冲池5、斜管沉降池7、平流沉降池8、中间水箱9和样水箱10的上部，清洗水源14又分别通过第十一阀门32、第十二阀门21、第十三阀门22、第十四阀门23、第十五阀门24将管道设置在水流缓冲池5、斜管沉降池7、平流沉降池8、中间水箱9和样水箱10的下部，清洗水源14又通过第十六阀门15与水下监测仪器自动冲洗装置12相接通。样水箱10又通过第十七阀门28与自动采样器37相连通。清洗水源14通过管道4与设置在斜管沉降池7上部的第一喷淋板3相接通。用于对斜管沉降池7中及可拆卸斜管上沉积的泥砂进行冲洗。拆卸斜管的作用在于加大了泥沙的沉积速度。设置在河流中的潜水泵13与水流缓冲池5之间的管道上设置有河水采样流速调节阀门11。清洗水源14还通过第八阀门18、第九阀门19、第十阀门20将管道设置在平流沉降池8、中间水箱9和样水箱10的上部后成为第二喷淋板40、第三喷淋板39、第四喷淋板38。

水流缓冲池5、斜管沉降池7、平流沉降池8、中间水箱9、样水箱10组合在一起成为集成式水处理箱2。

本发明采用高效小体积并汇集了装置了水位传感器的水流缓冲池、斜管沉降池、平流沉降池、中间水箱、样水箱和集中溢流口于一体的集成式水处理箱，并以集成式水处理箱为基础装置了潜水泵、样水加压泵、固液分离器(重力旋流除砂器)、过滤器、监测仪器供水泵、自动采样器、清洗水源、水下监测仪器自动冲洗装置、电磁阀门、管道、和计算机中央***控制器，整个***装置在一个车载集装箱内(可实现在不同河段间流动监测)。其中计算机中央控制器根据河流含沙量值波动随季节变化规律自动选择高含沙、中等含沙和一般江、河水三种工作模式，高含沙工作模式是：潜水泵在河中抽取样水送入缓冲池，样水经缓冲池阻尼(以减小水流扰动)后从底部流入斜管式沉降池，再从斜管式沉降池上沿流入平流沉淀池，样水在平流沉淀池沉淀30分钟(可任意预选设定)后经加压水泵加压送入固液分离器(进行旋流重力沙、水分离处理)，固液分离器工作时间和次数可在计算机中根据需要任意设置，样水进行重力沙、水分离处理后进入中间水箱，再经加压水泵加压送入过滤器，过滤后的样水进入样水箱，再经仪表水泵加压供给监测仪器。在整个水处理过程中每个工序完成后，相对应的清洗电磁阀门自动打开，有一定压力的清洗水对上步工序的箱体、设备和管道进行冲洗；中等含沙工作模式是：潜水泵在河中抽取样水送入缓冲池，样水经缓冲池阻尼(以减小水流扰动)后从底部流入斜管式沉降池，再从斜管式沉降池上沿流入平流沉淀池，样水在平流沉淀池沉淀30分钟(可任意预选设定)再经加压水泵加压送入过滤器，过滤后的样水进入样水箱，再经仪表水泵加压供给监测仪器。在整个水处理过程中每个工序完成后，相对应的清洗电磁阀门自动打开，有一定压力的清洗水对上步工序的箱体、设备和管道进行冲洗。一般江、河水工作模式是：潜水泵在河中抽取样水送入缓冲池，样水经缓冲池阻尼(以减小水流扰动)后从底部流入已去除斜管的斜管式沉降池(此时斜管式沉降池已失去原有的沉降作用，变为一个水流通道)，再从斜管式沉降池上沿流入平流沉淀池，样水在平流沉淀池沉淀30分钟(0至480分钟，可预选任意设定)后再经仪表水泵加压供给监测仪器。在整个水处理过程中每个工序完成后，相对应的清洗电磁阀门自动打开，有一定压力的清洗水通过清洗装置对上步工序的箱体、设备和管道进行冲洗。在任何一个工作模式中当被监测样水的某些设定指标被监测仪器判定为超标时，自动采样器和自动采样器外设电磁阀门自动开启，采集此时的样水以备再次重复分析用。

参照图1，本发明是由计算机中央***控制器1、集水流缓冲池5、装置了可拆卸斜管6的斜管沉降池7、平流沉降池8、中间水箱9、样水箱10于一体的集成式水处理箱2和潜水泵13、样水加压泵32、固液分离器(重力旋流除沙器)35、过滤器36、监测仪器供水泵34、自动采样器37、清洗水源14、水下监测仪器自动冲洗装置12、电动第十六阀门15、电动第六阀门16、电动第七阀门17、电动第八阀门18、电动第九阀门19、电动第十阀门20、电动第十二阀门21、电动第十三阀门22、电动第十四阀门23、电动第十五阀门24、电动第一阀门25、电动第三阀门26、电动第五阀门27、电动第十七阀门28、电动第二阀门29、电动第四阀门30、电动第十一阀门32、河水采样流速调节阀门11等设备按图1所示连接组成。在固液分离器35、过滤器36管路上旁路有电动第十八阀门31。上述的电动阀门也称为电磁阀。

水样采集用潜水泵规格：QDX6-15-0.55-AC220V

原水用量(每个测试循环)：0.5吨

检测周期(默认值)：1小时

沉淀时间：0-24小时(可编程)

运行方式：连续运行、间断运行

固液分离器循环次数：0-4次(可编程)

固液分离器工作时间(每次)：6分钟±3分钟

过滤器控制粒径：5微米

检测样水生成量：30升

检测样水用量：10升

清洗水压力：2-3公斤

清洗水用量：0.6吨

Claims (6)

1、一种多沙河流水质自动监测水样预处理***，包括计算机中央***控制器(1)、设置在河流中的潜水泵(13)，其特征在于：设置在河流中的潜水泵(13)通过管道与水流缓冲池(5)相接通，水流缓冲池(5)的底部与装置了可拆卸斜管(6)的斜管沉降池(7)相接通，斜管沉降池(7)的上部溢水沿与平流沉降池(8)相通，平流沉降池(8)通过第一阀门(25)、第二阀门(29)、加压水泵(33)和固液分离器(35)以及管道与中间水箱(9)相接通，中间水箱(9)通过第三阀门(26)、第四阀门(30)、加压水泵(33)和过滤器(36)以及管道与样水箱(10)相接通，样水箱(10)再经仪表水泵(34)、第五阀门(27)与监测仪器(41)相接通。

2、根据权利要求1所述的一种多沙河流水质自动监测水样预处理***，其特征在于：在上述预处理***中还包括有清洗水源(14)，清洗水源(14)分别通过第六阀门(16)、第七阀门(17)、第八阀门(18)、第九阀门(19)、第十阀门(20)将管道设置在水流缓冲池(5)、斜管沉降池(7)、平流沉降池(8)、中间水箱(9)和样水箱(10)的上部，清洗水源(14)又分别通过第十一阀门(32)、第十二阀门(21)、第十三阀门(22)、第十四阀门(23)、第十五阀门(24)将管道设置在水流缓冲池(5)、斜管沉降池(7)、平流沉降池(8)、中间水箱(9)和样水箱(10)的下部，清洗水源(14)又通过第十六阀门(15)与水下监测仪器自动冲洗装置(12)相接通。

3、根据权利要求1所述的一种多沙河流水质自动监测水样预处理***，其特征在于：样水箱(10)又通过第十七阀门(28)与自动采样器(37)相连通。

4、根据权利要求1所述的一种多沙河流水质自动监测水样预处理***，其特征在于：水流缓冲池(5)、斜管沉降池(7)、平流沉降池(8)、中间水箱(9)、样水箱(10)组合在一起成为集成式水处理箱(2)。

5、根据权利要求1所述的一种多沙河流水质自动监测水样预处理***，其特征在于：在上述预处理***中还包括有清洗水源(14)，清洗水源(14)还通过管道(4)与设置在斜管沉降池(7)上部的第一喷淋板(3)相接通。

6、根据权利要求2所述的一种多沙河流水质自动监测水样预处理***，其特征在于：在上述预处理***中还包括有清洗水源(14)，清洗水源(14)通过第八阀门(18)、第九阀门(19)、第十阀门(20)将管道设置在平流沉降池(8)、中间水箱(9)和样水箱(10)的上部后成为第二喷淋板(40)、第三喷淋板(39)、第四喷淋板(38)。

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