一種污水生物毒性在線監測分析儀及監測系統技術方案

本發明專利技術公開了一種污水生物毒性在線監測分析儀及監測系統，分析儀為一體化柜體結構，該柜體包括上柜體空間和下柜體空間，所述上柜體空間用于控制系統、數據采集分析系統及觸摸屏安裝，下柜體空間分為前、后兩部分，前、后部分之間用可拆卸隔板隔開，所述可拆卸隔板上固定有進樣泵、氣體流量計、電磁閥和管道；本發明專利技術的分析儀為一體化柜體結構，由氣液輸送系統、濕式生化反應系統、自動控制系統和數據采集處理及通訊系統組成，用于污水處理廠可實現對進廠污水生物毒性的在線識別與預警，避免污水中有毒成分導致活性污泥中毒而影響污水處理效率，具有運行全自動、分析快速準確、安裝簡單、維護簡便等特點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及污水監測的
，特別涉及一種污水生物毒性在線監測分析儀和監測系統。
技術介紹
污水生物毒性監測技術有(I)水生動植物急性毒性試驗，包括魚類毒性、水蚤類毒性、浮萍類、蠶豆根尖微核、藻類毒性等試驗法；(2)微生物毒性試驗，包括發光特性、呼吸抑制、酶活抑制等試驗法。其中，微生物呼吸抑制試驗由于其準確性與直觀性等特點，現已被用來評價廢水對活性污泥的毒性作用。當處理系統在遭受毒物沖擊而導致污泥中毒時，污泥的氧呼吸速率突然下降常是最為靈敏的早期警報。目前，基于微生物呼吸的污水毒性在線檢測技術中，主要通過污泥中微生物的比呼吸速率的變化來分析與判斷污泥系統的生物活性和污水處理能力。例如中國專利技術專利200910082957. 4 (公開號為CN 101556270A)公開了一種監測活性污泥系統動態比耗氧速率的裝置，該專利技術是將密封計量瓶，放在磁力攪拌器上，通過回流泵和反應器形成污泥循環回路，該裝置設計簡潔，運行穩定和測量數據重現性好，通過直觀的表述SOUR曲線，可以準確監控系統不同時刻的反應狀態。雖然在線檢測比耗氧速率比常規檢測技術更加快速、直觀與準確，但由于比耗氧速率需要根據體系溶解氧和污泥濃度數值通過公式的計算轉化才可取得，而非儀表在線直接監測的數據，因此，其在實際操作與應用的過程中，具有數據模擬容易出現非相關性的情況，造成結果誤差，同時造成在線自動控制與數據分析程序的開發難度大。除此之外，國內污水處理廠目前還主要存在缺乏用于對異常工況在線快速識別的技術和儀器、工藝參數調控技術落后等問題，這也為實際污水處理廠的在線檢測技術帶來了一定的難度。專利
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種污水生物毒性在線監測分析儀。本專利技術的第二目的在于，提供一種基于上述分析器的生物毒性在線監測系統。為了達到上述第一目的，本專利技術采用以下技術方案本專利技術一種污水生物毒性在線監測分析儀，所述分析儀為一體化柜體結構，該柜體包括上柜體空間和下柜體空間，所述上柜體空間用于控制系統、數據采集分析系統及觸摸屏安裝，下柜體空間分為前、后兩部分，前、后部分之間用可拆卸隔板隔開，所述可拆卸隔板上固定有進樣泵、氣體流量計、電磁閥和管道；下柜體空間后部分和上柜體空間之間用第一隔板隔開，該第一隔板上設有第一開孔；下柜體空間的前部分為濕式生化反應系統和氣液輸送系統安裝空間，此空間中，固定一塊低位面板，用于固定主生化反應器，左側內壁選定位置上固定另一面板，用于固定污水預處理器；下柜體空間的后部分為設備與控制器連接線放置空間，連接線通過第一隔板上的第一開孔與控制器連接，下柜體空間的前部分與上部分柜體由第二隔板隔開，不互通，柜體共開三扇門，后部分安裝第一扇門，上柜體前端安裝第二扇門，第二扇門上設有用于固定安裝觸摸屏的第二開孔，前部分安裝第三扇門，第三扇門上安裝透明觀察窗。為了達到上述第二目的，本專利技術采用以下技術方案本專利技術污水生物毒性在線監測分析儀的監測系統包括濕式生化反應系統、氣液輸送系統、控制系統、數據采集系統以及通訊系統；所述濕式生化反應系統，用于實現活性污泥實時降解污水的生化反應體系；所述氣液輸送系統,用于輸送污水、自來水、污泥和壓縮空氣；所述控制系統，用于實現對設備的手動控制和自動程序運行，由PLC自動化控制硬件和上位機軟件集成；所述數據采集系統，用于數據采集、處理、儲存與傳輸；所述通訊系統，用于將采集處理的數據向分析儀外部傳送。優選的，所述濕式生化反應系統包括污水預處理器和主生化反應器，所述污水預處理器對污水進入主反應器之前進行曝氣預處理，所述污水預處理器配有進水口、排水口、溢流口、清水口和盤式曝氣器；所述主生化反應器為活性污泥降解污水污染物消耗體系溶氧的場所，所述主生化反應器配有進水口、清水口、高位出水口、低位出水口和溢流口，主生化反應器內還固定安裝有污泥濃度傳感器、溶解氧(DO)傳感器、溫度傳感器、攪拌器以及恒溫加熱器，主生化反應器底部完全覆蓋安裝有微孔盤式曝氣器。優選的，所述氣液輸送系統包括PVC管、硅膠管、電磁閥、手動球閥、蠕動泵、進水泵、污泥泵、微型氣泵和氣體流量計，并且設置一總排液管，所有排液管道均連接到總排液管排除。優選的，所述控制系統包括PLC控制模塊、電氣元件、WINCC上位機模塊以及觸摸屏，所述WINCC上位機模塊通過WINCC上位機軟件編寫控制程序，所述PLC控制模塊執行控制指令向設備發出電控信號，實現對濕式生化反應系統和氣液輸送系統的自動化控制，所有控制操作通過觸摸屏觸控完成，所述PLC模塊包括CPU、開關量輸出模塊、模擬量輸入模塊以及模擬量輸出模塊。優選的，所述數據采集系統包括，溶解氧傳感器、污泥濃度傳感器、溫度傳感器，數據采集變送器以及PLC控制模塊，數據采集變送器將各在線探頭從濕式生化反應系統中探測產生的光信號和電化學信號采集變換為電流信號，經確定的R485數據傳輸協議傳送至PLC控制模塊進行特征數據識別與分析。優選的，所述通訊系統包括以太網模塊和網絡連接線，采集處理的數據經以太網通訊方式向外部傳輸。本專利技術相對于現有技術具有如下的優點及效果I、本專利技術采用基于分析儀中生化反應體系溶解氧(DO)變化特征的分析技術開發而成，在帶有生物毒性的污水進入檢測裝置時，生化反應體系DO的變化將呈現出與正常污水進入時不同的趨勢特征，這種變化趨勢是活性污泥活性受到抑制的直觀表現，兩種情況下采集獲得DO特征數據通過自定義的污泥活性抑制率公式進行計算分析，可在線識別和評估污水的生物毒性程度，并觸發相應報警。2、本專利技術的在線監測分析儀為一體化柜體結構，由氣液輸送系統、濕式生化反應系統、自動控制系統和數據采集處理及通訊系統組成，用于污水處理廠可實現對進廠污水生物毒性的在線識別與預警，避免污水中有毒成分導致活性污泥中毒而影響污水處理效率，具有運行全自動、分析快速準確、安裝簡單、維護簡便等特點。附圖說明圖I是污水生物毒性在線檢測分析儀的整體結構示意圖；圖2A-圖2D是污水生物毒性在線檢測分析儀一體化柜體形狀結構示意圖；圖3是反應體系DO特征曲線示意圖。具體實施例方式下面結合實施例及附圖對本專利技術作進一步詳細的描述，但本專利技術的實施方式不限于此。實施例如圖I所示，污水處理廠曝氣池或二沉池活性污泥經污泥泵4進入分析儀的主生化反應器1，經清水閥5放清水清洗和配置至設定的污泥濃度，污泥濃度由污泥濃度傳感器6實時檢測，活性污泥在主生化反應器I中得到恒定曝氣和攪拌，實際污水經進水泵3周期性定量注入預處理器2預曝氣處理后重力流入主生化反應器I與活性污泥反應，每周期注入定量污水是由主生化反應器I中的液位計7通過恒定液位差檢測來控制實現，反應全過程通過恒溫加熱器9進行恒溫控制并提供恒定供風量和恒速攪拌，恒定供風量供給由氣體流量計8調節實現。DO傳感器10實時在線采集反應體系的DO數據，進行分析，監測結束后將啟動清洗程序對反應器和管道進行清洗，全程控制與數據分析是由控制、分析與通訊系統11完成。上述分析器的監測系統包括濕式生化反應系統、氣液輸送系統、控制系統、數據采集系統以及通訊系統；所述濕式生化反應系統，用于實現活性污泥實時降解污水的生化反應體系；所述氣液輸送系統，用于輸送污水、自來水、污泥和壓縮空氣；所述控制系統，用于實現對設備的手動控制和本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種污水生物毒性在線監測分析儀，其特征在于，所述分析儀為一體化柜體結構，該柜體包括上柜體空間和下柜體空間，所述上柜體空間用于控制系統、數據采集分析系統及觸摸屏安裝，下柜體空間分為前、后兩部分，前、后部分之間用可拆卸隔板隔開，所述可拆卸隔板上固定有進樣泵、氣體流量計、電磁閥和管道；下柜體空間后部分和上柜體空間之間用第一隔板隔開，該第一隔板上設有第一開孔；下柜體空間的前部分為濕式生化反應系統和氣液輸送系統安裝空間，此空間中，固定一塊低位面板，用于固定主生化反應器，左側內壁選定位置上固定另一面板，用于固定污水預處理器；下柜體空間的后部分為設備與控制器連接線放置空間，連接線通過第一隔板上的第一開孔與控制器連接，下柜體空間的前部分與上部分柜體由第二隔板隔開，不互通，柜體共開三扇門，后部分安裝第一扇門，上柜體前端安裝第二扇門，第二扇門上設有用于固定安裝觸摸屏的第二開孔，前部分安裝第三扇門，第三扇門上安裝透明觀察窗。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：于廣平，劉堅，苑明哲，何王金，岳秀，唐嘉麗，郭高飛，
申請(專利權)人：廣州中國科學院沈陽自動化研究所分所，
類型：發明
國別省市：