公布日：2024.01.30

申請日：2023.12.05

分類號：G01D21/02(2006.01)I

摘要

本發明公開了污水廠管道式外回流污泥濃度和流量在線監測裝置及方法，污泥外回流管的管道，以及剩余污泥管的管道均設有管道式在線監測裝置；每一管道式在線監測裝置內均設有楔形超聲波傳感器；兩個楔形超聲波傳感器分別對通過污泥外回流管回流的污泥，以及通過剩余污泥管排出的污泥進行掃描，并將掃描結果轉化為電信號上傳至污水廠中控室；楔形超聲波傳感器對污泥進行掃描，采集小顆粒反射物的位置，并將掃描結果轉化為電信號上傳至污水廠中控室。污水廠中控室通過比較按時間先后排序的多個圖像或回波模式之間的相互關系來檢測和計算流速及濃度。本發明不但能夠快速準確的獲得流量數據，還能夠實現可快速拆卸維。

權利要求書

1.污水廠管道式外回流污泥濃度和流量在線監測裝置，包括生化池(1)和二沉池(2)；所述二沉池(2)設有輻流式全橋刮吸泥機，外共壁的設有外回流污泥及剩余污泥泵井(3)，通過所述輻流式全橋刮吸泥機將池底沉淀污泥刮除，并將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)內設有污泥外回流泵(3.4)和剩余污泥泵(3.3)；所述污泥外回流泵(3.4)通過污泥外回流管(3.2)將所述外回流污泥及剩余污泥泵井(3)內的污泥(3.4.3.12)回流至所述生化池(1)；所述剩余污泥泵(3.3)通過剩余污泥管(3.1)將所述外回流污泥及剩余污泥泵井(3)內的所述污泥(3.4.3.12)排出；其特征在于：所述污泥外回流管(3.2)的管道(3.4.3.8)，以及所述剩余污泥管(3.1)的管道(3.4.3.8)均設有管道式在線監測裝置(3.4.3)；每一所述管道式在線監測裝置(3.4.3)內均設有楔形超聲波傳感器(3.4.3.1)；兩個所述楔形超聲波傳感器(3.4.3.1)分別對通過所述污泥外回流管(3.2)回流的所述污泥(3.4.3.12)，以及通過所述剩余污泥管(3.1)排出的所述污泥(3.4.3.12)進行掃描，并將掃描結果轉化為電信號上傳至污水廠中控室。

2.根據權利要求1所述的污水廠管道式外回流污泥濃度和流量在線監測裝置，其特征在于，所述楔形超聲波傳感器(3.4.3.1)以內置式結構設置在所述管道式在線監測裝置(3.4.3)的不銹鋼管體(3.4.3.6)內，具體如下：所述不銹鋼管體(3.4.3.6)下部內管壁內通過焊接方式固定有長條形不銹鋼固定板(3.4.3.2)；所述長條形不銹鋼固定板(3.4.3.2)上設有不銹鋼錨固螺栓，通過所述不銹鋼錨固螺栓固定所述楔形超聲波傳感器(3.4.3.1)；所述楔形超聲波傳感器(3.4.3.1)的接線端子(3.4.3.9)通過電源及控制電纜(3.4.5)與儀表控制柜(3.5)連接，通過所述儀表控制柜(3.5)將所述電信號傳上傳至所述污水廠中控室；所述電源及控制電纜(3.4.5)一端位于所述不銹鋼管體(3.4.3.6)內部，另一端從所述不銹鋼管體(3.4.3.6)的管壁上的通孔(3.4.3.10)穿出，接入所述儀表控制柜(3.5)。

3.根據權利要求2所述的污水廠管道式外回流污泥濃度和流量在線監測裝置，其特征在于，所述電源及控制電纜(3.4.5)位于所述不銹鋼管體(3.4.3.6)內的部分通過管內不銹鋼管卡(3.4.3.3)固定。

4.根據權利要求1所述的污水廠管道式外回流污泥濃度和流量在線監測裝置，其特征在于，任一所述楔形超聲波傳感器(3.4.3.1)以插入式結構設置在所述管道式在線監測裝置(3.4.3)的不銹鋼管體(3.4.3.6)內，具體如下：在所述不銹鋼管體(3.4.3.6)包括一端不小于1m的平直段；所述平直段設置一個通孔(3.4.3.10)；所述楔形超聲波傳感器(3.4.3.1)的接線端子(3.4.3.9)設置在所述通孔(3.4.3.10)對應所述不銹鋼管體(3.4.3.6)內壁的位置，并設有電源及控制電纜(3.4.5)，通過電源及控制電纜(3.4.5)與儀表控制柜(3.5)連接；所述電源及控制電纜(3.4.5)另一端從所述通孔(3.4.3.10)穿出，接入所述儀表控制柜(3.5)。

5.根據權利要求2或4所述的污水廠管道式外回流污泥濃度和流量在線監測裝置，其特征在于，每一所述不銹鋼管體(3.4.3.6)的兩端均通過法蘭(3.4.3.7)串接在相應的所述管道(3.4.3.8)。

6.根據權利要求5所述的污水廠管道式外回流污泥濃度和流量在線監測裝置，其特征在于，所述不銹鋼管體(3.4.3.6)的外壁上設有吊環(3.4.3.5)。

7.根據權利要求5所述的污水廠管道式外回流污泥濃度和流量在線監測裝置，其特征在于，每一所述管道式在線監測裝置(3.4.3)的輸入端均沿流向依次設有污泥止回閥(3.4.2)和出泥管檢修閘閥(3.4.1)，輸出端均設有出泥管檢修閘閥(3.4.1)；所述污泥外回流管(3.2)和所述剩余污泥管(3.1)均設有用于短接相應的所述管道式在線監測裝置(3.4.3)的短接旁路管；每一所述短接旁路管均設有閘閥(3.4.4)。

8.根據權利要求5所述的污水廠管道式外回流污泥濃度和流量在線監測裝置，其特征在于，所述通孔(3.4.3.10)設聚四氟乙烯雙層壓蓋防水墊。

9.根據權利要求1所述的污水廠管道式外回流污泥濃度和流量在線監測裝置的檢測方法，其特征在于，所述楔形超聲波傳感器(3.4.3.1)每間隔1至10毫秒發射固定角度范圍的超聲波脈沖(3.4.3.11)，對所述管道式在線監測裝置(3.4.3)的所述污泥(3.4.3.12)進行掃描，采集所述污泥(3.4.3.12)中的16層微小顆粒反射物的位置，并將得到的回波保存為圖像或回波模式的電信號上傳至污水廠中控室；污水廠中控室通過比較按時間先后排序的多個所述圖像或回波模式之間的相互關系，根據識別到的16層微小顆粒反射物的位置來檢測和計算流速及濃度。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明提供污水廠管道式外回流污泥濃度和流量在線監測裝置及方法，實現的目的是解決現有技術中無法獲得準確的生化池回流數據的缺陷，不但能夠快速準確的獲得流量數據，還能夠實現可快速拆卸維護、適配于多種污水處理工藝的水線和泥線流量檢測。

為實現上述目的，本發明公開了污水廠管道式外回流污泥濃度和流量在線監測裝置，包括生化池和二沉池；所述二沉池設有輻流式全橋刮吸泥機，外共壁的設有外回流污泥及剩余污泥泵井，通過所述輻流式全橋刮吸泥機將池底沉淀污泥刮除，并將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內設有污泥外回流泵和剩余污泥泵；所述污泥外回流泵通過污泥外回流管將所述外回流污泥及剩余污泥泵井內的污泥回流至所述生化池；所述剩余污泥泵通過剩余污泥管將所述外回流污泥及剩余污泥泵井內的所述污泥排出。

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設有管道式在線監測裝置；

每一所述管道式在線監測裝置內均設有楔形超聲波傳感器；

兩個所述楔形超聲波傳感器分別對通過所述污泥外回流管回流的所述污泥，以及通過所述剩余污泥管排出的所述污泥進行掃描，并將掃描結果轉化為電信號上傳至污水廠中控室。

優選的，所述楔形超聲波傳感器以內置式結構設置在所述管道式在線監測裝置的不銹鋼管體內，具體如下：

所述不銹鋼管體下部內管壁內通過焊接方式固定有長條形不銹鋼固定板；

所述長條形不銹鋼固定板上設有不銹鋼錨固螺栓，通過所述不銹鋼錨固螺栓固定所述楔形超聲波傳感器；

所述楔形超聲波傳感器的接線端子通過電源及控制電纜與儀表控制柜連接，通過所述儀表控制柜將所述電信號傳上傳至所述污水廠中控室；

所述電源及控制電纜一端位于所述不銹鋼管體內部，另一端從所述不銹鋼管體的管壁上的通孔穿出，接入所述儀表控制柜。

更優選的，所述電源及控制電纜位于所述不銹鋼管體內的部分通過管內不銹鋼管卡固定。

優選的，任一所述楔形超聲波傳感器以插入式結構設置在所述管道式在線監測裝置的不銹鋼管體內，具體如下：

在所述不銹鋼管體包括一端不小于1m的平直段；

所述平直段設置一個通孔；

所述楔形超聲波傳感器的接線端子設置在所述通孔對應所述不銹鋼管體內壁的位置，并設有電源及控制電纜，通過電源及控制電纜與儀表控制柜連接；

所述電源及控制電纜另一端從所述通孔穿出，接入所述儀表控制柜。

更優選的，每一所述不銹鋼管體的兩端均通過法蘭串接在相應的所述管道。

上述結構使設有所述楔形超聲波傳感器的所述不銹鋼管體能夠作為獨立的流量檢測組件進行拆卸和更換。

更優選的，所述不銹鋼管體的外壁上設有吊環。

更優選的，每一所述管道式在線監測裝置的輸入端均沿流向依次設有污泥止回閥和出泥管檢修閘閥，輸出端均設有出泥管檢修閘閥；

所述污泥外回流管和所述剩余污泥管均設有用于短接相應的所述管道式在線監測裝置的短接旁路管；

每一所述短接旁路管均設有閘閥。

更優選的，所述通孔設聚四氟乙烯雙層壓蓋防水墊。

本發明還提供污水廠管道式外回流污泥濃度和流量在線監測裝置的檢測方法，所述楔形超聲波傳感器每間隔1至10毫秒發射固定角度范圍的超聲波脈沖，對所述管道式在線監測裝置的所述污泥進行掃描，采集所述污泥中的16層微小顆粒反射物的位置，并將得到的回波保存為圖像或回波模式的電信號上傳至污水廠中控室；

污水廠中控室通過比較按時間先后排序的多個所述圖像或回波模式之間的相互關系，根據識別到的16層微小顆粒反射物的位置來檢測和計算流速及濃度。

本發明的有益效果：

本發明不但能夠快速準確的獲得流量數據，還能夠實現可快速拆卸維護、適配于多種污水處理工藝的水線和泥線流量檢測。

（發明人：孫勇;尹希勤;顧建嗣;李暉;楊仁偉;陳歡）