申请日2007.11.13
公开(公告)日2011.12.07
IPC分类号G01N31/00
摘要
本发明涉及一种用来感测废水处理池中的污泥的沉淀密度的设备，更特别地，涉及一种用来精确获取在废水处理池中沉淀的污泥的密度而不被污泥污染的设备和方法。本发明的用来感测废水处理池中的污泥的沉淀密度的设备包括：容器，该容器为底部敞开的管状，并且在其中填充有气体的情况下浸没在废水中;以及传感器，该传感器安装在所述容器内的空间中，并且在不直接接触废水的情况下感测污泥密度。
权利要求书
1.一种用来感测废水处理池中的污泥的沉淀密度的设备，该设备包括：
容器，该容器为底部敞开的管状，并且在其中填充有气体的情况下浸没 在废水中;以及
光学传感器，该光学传感器安装在所述容器(101)内的空间中，并且 在不直接接触废水的情况下感测污泥密度。
2.根据权利要求1所述的设备，该设备还包括控制器，该控制器与所述 光学传感器电连接，并且通过进入所述光学传感器的光的量来测量污泥密 度。
3.根据权利要求1所述的设备，该设备还包括：
密度感测单元，该密度感测单元包括所述容器和所述光学传感器，该密 度感测单元安装成能够在所述废水处理池中上下移动，并且能够在在所述废水处理池中上下移动的过程中按水位来获取污泥密度;以及
升降单元，该升降单元用来上下移动所述密度感测单元。
4.根据权利要求1到3中的任何一项所述的设备，其中所述光学传感器 包括：
发光单元，该发光单元用来朝着所述容器的下部中形成的水面发出光; 以及
光接收单元，该光接收单元用于供从所述发光单元发出并通过遇到所述 水面下的污泥而反射的光进入其中。
5.根据权利要求4所述的设备，该设备还包括压力维持装置，该压力维 持装置用于将气体注射到所述容器中，以使所述容器的空间中维持一致的压 力。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述压力维持装置包括：
漏斗状的与所述容器连接的气体注射管;
用于打开/关闭所述气体注射管的阀;以及
通过所述气体注射管来供应气体的气体供应单元。
7.根据权利要求6所述的设备，其中所述压力维持装置还包括水位传感 器，该水位传感器通过感测所述容器中的水位来控制所述阀的打开/关闭操 作。
8.根据权利要求4所述的设备，其中所述发光单元安装成相对于所述光 接收单元倾斜给定角度。
9.根据权利要求4所述的设备，其中所述光接收单元具有向下延伸的光 屏蔽壁，以便阻止侧面反射的光进入。
10.根据权利要求4所述的设备，该设备还包括振动屏蔽板，该振动屏 蔽板在与所述容器的内表面留有空间的情况下形成在所述容器内的下部空 间中，从而防止由废水的震动而引起的所述容器中的水面上的振动。
11.根据权利要求1到3中的任何一项所述的设备，其中所述容器包括：
上部容器，该上部容器为底部敞开的管状，并且在其中填充有气体的情 况下浸没在废水中;以及
下部容器，该下部容器在与所述上部容器分开一定距离的情况下与所述 上部容器结合，并且通过封闭该下部容器的四周而使该下部容器中形成气 密，
并且所述光学传感器包括：
发光单元，该发光单元安装在所述下部容器的空间中，以向上发出光; 以及
光接收单元，该光接收单元安装在所述上部容器的空间中，以接收从所 述发光单元发出的光。
12.根据权利要求11所述的设备，该设备还包括压力维持装置，该压力 维持装置用于将气体注射到所述上部容器中，以使所述上部容器的空间中维 持一致的压力。
13.根据权利要求12所述的设备，其中所述压力维持装置包括：
漏斗状的与所述上部容器连接的气体注射管;
用于打开/关闭所述气体注射管的阀;以及
通过所述气体注射管来供应气体的气体供应单元。
14.根据权利要求13所述的设备，其中所述压力维持装置还包括水位传 感器，该水位传感器通过感测所述上部容器中的水位来控制所述阀的打开/ 关闭操作。
15.根据权利要求11所述的设备，该设备还包括多个连结构件，以将所 述上部容器与所述下部容器连接起来。
16.根据权利要求11所述的设备，其中所述下部容器的上部中形成有油 层，该油层的比重大于水的比重，并且该油层的上表面暴露在外。
17.根据权利要求3所述的设备，其中所述升降单元包括：
引导框架，该引导框架垂直地安装在所述废水处理池中;
上滑轮和下滑轮，该上滑轮和下滑轮分别安装在所述引导框架的上部和 下部;
带，该带位于所述上滑轮和所述下滑轮上，并且该带上具有张力;
连接件，该连接件用于连接所述带与所述密度感测单元;以及
电机，该电机用于使所述上滑轮旋转所需程度。
18.根据权利要求3所述的设备，其中所述密度感测单元在从所述废水 处理池中的上部向下部逐步移动给定距离的过程中获取污泥密度。
19.根据权利要求1到3中的任何一项所述的设备，其中所述容器由不 透明材料制成，以阻止任何光进入。
说明书
用来感测废水处理池中的污泥的沉淀密度的设备及其方法
技术领域
本发明涉及一种用来感测废水处理池中的污泥的沉淀密度的设备，更特 别地，涉及一种用来精确取得在废水处理池中沉淀的污泥的密度而不被污泥 污染的设备和方法。
背景技术
如熟知的，生活或工业废水中的有机物是污染河水或湖水的环境污染 物。因此，为了减小这种水污染，已经管制使在废水处理系统中净化后释放 的废水低于排放极限，从而尽可能降低生物需氧量(BOD)。
通常，废水处理系统中的处理分为三个步骤：为预处理的第一步骤，为 主处理的第二步骤，以及为后处理的第三步骤。在为预处理的第一步骤中， 通过滤网和沉淀浮选来处理漂浮固体或悬浮固体;在为主处理的第二步骤 中，通过凝结和沉淀、电凝聚、中和、过滤、活性污泥法、滴滤法、和稳定 池或氧化池来处理不溶性胶体、可溶性胶体、和有害有机物(BOD，COD); 并且在为后处理的第三步骤中，通过脱氮、凝结和沉淀、过滤、硅藻土、活 性炭、蒸发、絮凝、提取、反渗透、电渗析、离子交换等等来处理氮、磷、 悬浮固体、有机物、及无机盐等。
这种废水处理系统在所有三个步骤中在废水处理池中基本上具有凝结 和沉淀的单元过程。并且绝大多数水污染物被以物理化学的方式、生物化学 的方式和其它的方式处理;随后通过絮凝沉降和压缩而沉淀;并且沉淀的污 染物被排出到脱水器以进行脱水并且通过焚烧、填埋或海洋倾倒而被处置。
通常，多个污泥密度传感器安装在废水处理系统的废水处理池中的不同 高度。并且废水处理池的下部具有污泥抽吸设备，以便当传感器感测到的污 泥密度超过给定值时将沉淀的污泥抽出。
密度传感器包括：用来发光的发光单元;光接收单元，从发光单元发出 且由污泥反射的光进入该光接收单元;和光学传感器，所述光学传感器通过 进入光接收单元的光的强度来测量污泥密度。
然而，用于废水处理系统的常规污泥密度传感器只能在废水处理池的特 定位置测量固定点的密度。因此，总的来说难以精确测量废水处理池中污泥 的状态。此外，当由于废水处理池中的搅动而使上部和下部之间发生密度逆 转时，将导致在不确切的密度排出污泥。
此外，由于常规污泥密度传感器的发光单元和光接收单元安装成在废水 处理池中与污泥直接接触，污泥在粘附在传感器的发光单元和光接收单元上 时变大，因而阻止传感器吸收光并导致错误测量密度。
因此，要定期地清洁常规污泥密度传感器以去除粘附在其表面上的污 泥，并重新将其安装在废水处理池中。
然而，重新安装是费时的，因为很难将传感器从废水处理池分离出来并 更换，并且重新安装并不是愉快的工作，因为安装者必须搅动污泥层以取出 传感器并将传感器重新安装在那里。为了解决这种问题，已经开发出在感测 单元的表面上具有旋转擦拭器的传感器以便在沉淀池中进行自动清洁，但这 种传感器也会不可避免地积聚由长期操作而导致的污染。
此外，测量污泥密度的另一方法是从废水处理池的某一深度收集沉淀的 污泥样品并对其进行分析。然而，因为收集管和样品容器的污染，这种方法 执行起来需要很长时间并且难以实时测量密度。
发明内容
因此，已经考虑到现有技术中出现的上述问题而作出本发明，并且本发 明的目的是提供一种用来感测废水处理池中的污泥密度的设备和方法，该设 备和方法能够从废水处理池的上部到下部按水位来测量污泥密度，并且感测 废水处理池中的污泥的状态，从而使得能够容易地处理污泥。
本发明的另一目的是提供一种用来感测废水处理池中的污泥密度的设 备和方法，该设备和方法可使传感器的发光单元和光接收单元免受污染，因 而能够实现污泥密度的精确测量且不需要清洁传感器。
通过一种用来感测废水处理池中的污泥的沉淀密度的设备可实现本发 明的上述目的。所述设备包括：容器，所述容器为底部敞开的管状，并且在 其中填充有气体的情况下浸没在废水中;和传感器，所述传感器安装在所述 容器101内的空间中，并且在不直接接触废水的情况下感测污泥密度。
通过一种用来感测废水处理池中的污泥的沉淀密度的方法也可实现本 发明的上述目的。所述方法包括以下步骤：移动步骤，在所述移动步骤中， 允许密度感测单元从废水处理池中的上部向下部移动给定距离，并且停止在 所述废水处理池中的测量点;稳定步骤，在所述稳定步骤中，在所述密度感 测单元停止在所述测量点之后，所述密度感测单元保持待用状态设定时间; 和测量步骤，在所述测量步骤中，在所述设定时间过去之后，所述密度感测 单元在所述测量点的水位测量污泥密度，其中按顺序重复所述移动步骤、稳 定步骤和测量步骤，直到所述密度感测单元到达所述废水处理池的下部中的 最后测量点。
由于本发明的污泥密度感测单元能够在在废水处理池中上下移动的过 程中按废水处理池的水位来测量精确的污泥密度，因此本发明的有利效果在 于，可以掌握废水处理池中的污泥密度的整个状态并且更精确地执行排出污 泥的过程。
本发明的有利效果也在于，本发明的传感器可在其发光单元和光接收单 元不直接接触污泥的情况下获取污泥密度，因而能够防止污泥粘附其上。由 于所述传感器可以免受污染，因此即使在长时间使用后也不必清洗。
