專利名稱：多沙河流水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測水樣預(yù)處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種將水流緩沖池、斜管沉淀池、平流沉淀池、固液分離器、過濾器、多路沖洗水裝置，通過計(jì)算機(jī)中央控制器，根據(jù)河流含沙量值波動(dòng)變化，控制組合能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)多種水樣處理工作模式的多沙河流水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測水樣預(yù)處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外在多沙(高含沙)河流水質(zhì)監(jiān)測水樣泥沙預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)備方面還是空白，目前同類設(shè)備只有僅適用于一般普通非高含沙河流且河流含沙量波動(dòng)范圍較小、僅單一工作模式、手段簡單、半自動(dòng)、非智能化的水質(zhì)監(jiān)測水樣泥沙預(yù)處理裝置。高含沙河流與非高含沙河流的區(qū)別主要有兩點(diǎn)，其一是高含沙河流含沙量高，高時(shí)每立方米河水含沙量可達(dá)數(shù)百公斤以上，其二是高含沙河流含沙量在不同的河段、不同的季節(jié)量值相差懸殊，如高含沙河流有的河段含沙量低時(shí)，每立方米河水含沙量僅為不到1公斤。所以，用于高含沙河流水質(zhì)監(jiān)測水樣處理系統(tǒng)要求具備處理高含沙量河水時(shí)，不會(huì)發(fā)生泥沙堆積堵塞，并具備適應(yīng)含沙量波動(dòng)范圍大、可根據(jù)不同河段、不同季節(jié)的含沙量值范圍，選擇組合不同有效和經(jīng)濟(jì)的工作模式能力。國內(nèi)外現(xiàn)有的河流水質(zhì)監(jiān)測水樣處理裝置，由于其僅有單一工作模式，組成簡單，無法用于高含沙量、含沙量量值波動(dòng)范圍大的河流。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足而提供一種具備處理高含沙量河水時(shí)，不會(huì)發(fā)生泥沙堆積堵塞，并具備適應(yīng)含沙量波動(dòng)范圍大、可根據(jù)不同河段、不同季節(jié)的含沙量值波動(dòng)范圍，選擇組合不同的有效工作模式的多沙河流水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測水樣預(yù)處理系統(tǒng)，適用于高含沙、含沙量波動(dòng)范圍大的河流水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測水樣的處理。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的包括計(jì)算機(jī)中央系統(tǒng)控制器、設(shè)置在河流中的潛水泵，設(shè)置在河流中的潛水泵通過管道與水流緩沖池相接通，水流緩沖池的底部與裝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與平流沉降池相通，平流沉降池通過閥門、加壓水泵和固液分離器以及管道與中間水箱相接通，中間水箱通過閥門、加壓水泵、過濾器、管道與樣水箱相接通，樣水箱再經(jīng)儀表水泵、閥門與監(jiān)測儀器相接通。清洗水源分別通過電動(dòng)閥門將管道設(shè)置在水流緩沖池、斜管沉降池、平流沉降池、中間水箱和樣水箱的上部，清洗水源又分別通過電動(dòng)閥門將管道設(shè)置在水流緩沖池、斜管沉降池、平流沉降池、中間水箱和樣水箱的下部，清洗水源又通過閥門與水下監(jiān)測儀器自動(dòng)沖洗裝置相接通。樣水箱又通過閥門與自動(dòng)采樣器相連通。
本發(fā)明具有很強(qiáng)的處理高泥沙含量河水的能力，對抽取的河水進(jìn)行多級連續(xù)處理，每一級采用不同的物理方法來處理各種粒徑的泥沙，使最終處理后的樣水中泥沙粒徑小于5微米。水處理系統(tǒng)的第一級是緩沖區(qū)，潛水泵抽上來的河水在這里趨向穩(wěn)定，大顆粒的泥沙下沉；第二級是斜管沉淀池，其高效率的沉淀功能使大部分100微米的泥沙顆粒得以沉淀去除；本發(fā)明在第一級沉降采用斜管沉淀的原因是，根據(jù)沉降理論，沉淀的效果與沉淀面積和沉降高度有關(guān)；斜管沉淀池?fù)?jù)此而設(shè)計(jì)，其相對于平流沉淀池而言增加了沉淀面積，降低了沉淀高度，從而提高了沉淀效果。在汛期河水的含沙量一般都會(huì)有大幅提高，在固定時(shí)間里(一般為半小時(shí))，平流沉淀可能會(huì)出現(xiàn)沉淀不足的情況，對下一級的過濾器施加不必要的工作壓力，影響過濾器長期的無維護(hù)運(yùn)行。由于斜管沉淀的過濾效果高平流沉淀數(shù)倍，不容易出現(xiàn)沉淀不足的現(xiàn)象。第三級是平流沉淀，繼續(xù)去除顆粒較小的泥沙；第四級為可選用的固液分離器，利用旋流的離心作用將不需要的固體物質(zhì)以最大的排除率排出；第五級是盤式過濾器，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以去除大于5微米的泥沙顆粒，經(jīng)過以上的處理，送給在線儀器檢測的水樣的泥沙和懸浮物完全符合要求。
本發(fā)明經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)證明，可以有效地去除泥沙，經(jīng)處理后的水樣含沙量小于0.2kg/m3，達(dá)到了根據(jù)國家行業(yè)關(guān)于水樣預(yù)處理技術(shù)規(guī)定，合理設(shè)置泥沙預(yù)處理系統(tǒng)工作參數(shù)，并根據(jù)河流含沙量值波動(dòng)隨季節(jié)變化規(guī)律自動(dòng)選擇高含沙、中等含沙和一般江、河水三種工作模式，適用于高含沙、含沙量隨季節(jié)變化差值范圍大的河流和一般河流的自動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測儀器的樣水供給，經(jīng)處理后的水樣不會(huì)改變其被測參數(shù)的組成及性質(zhì)。本發(fā)明適合黃河多泥沙的特點(diǎn)，并具有較好的質(zhì)量，較高的性能價(jià)格比，較低的運(yùn)行費(fèi)用，易于安裝，易于維護(hù)。
在水處理的過程當(dāng)中，每當(dāng)一個(gè)測試循環(huán)結(jié)束后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)地用清潔的壓力水對各個(gè)水箱進(jìn)行輪流沖洗，將積存的泥沙沖洗干凈，防止堵塞和避免積存的泥沙對下一次測試的干擾。用戶還可以根據(jù)實(shí)際需要，啟動(dòng)單獨(dú)的清洗程序，對水處理部分的每個(gè)環(huán)節(jié)和直接投放在河里的多參數(shù)監(jiān)測儀器進(jìn)行徹底的沖洗。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明包括計(jì)算機(jī)中央系統(tǒng)控制器1、設(shè)置在河流中的潛水泵13，設(shè)置在河流中的潛水泵13通過管道與水流緩沖池5相接通，水流緩沖池5的底部與裝置了可拆卸斜管6的斜管沉降池7相接通，斜管沉降池7的上部溢水沿與平流沉降池8相通，平流沉降池8通過閥門25、29、加壓水泵33和固液分離器35以及管道與中間水箱9相接通，中間水箱9通過閥門26、30、加壓水泵33和過濾器36以及管道與樣水箱10相接通，樣水箱10再經(jīng)儀表水泵34、閥門27與監(jiān)測儀器41相接通。清洗水源14分別通過電動(dòng)閥門16、17、18、19、20將管道設(shè)置在水流緩沖池5、斜管沉降池7、平流沉降池8、中間水箱9和樣水箱10的上部，清洗水源14又分別通過電動(dòng)閥門32、21、22、23、24將管道設(shè)置在水流緩沖池5、斜管沉降池7、平流沉降池8、中間水箱9和樣水箱10的下部，清洗水源14又通過閥門15與水下監(jiān)測儀器自動(dòng)沖洗裝置12相接通。樣水箱10又通過閥門28與自動(dòng)采樣器37相連通。清洗水源14通過管道4與設(shè)置在斜管沉降池7上部的噴淋板3相接通。用于對斜管沉降池7中及可拆卸斜管上沉積的泥砂進(jìn)行沖洗。拆卸斜管的作用在于加大了泥沙的沉積速度。設(shè)置在河流中的潛水泵13與水流緩沖池5之間的管道上設(shè)置有河水采樣流速調(diào)節(jié)閥門11。清洗水源14還通過閥門18、19、20將管道設(shè)置在平流沉降池8、中間水箱9和樣水箱10的上部后成為噴淋板40、39、38。
水流緩沖池5、斜管沉降池7、平流沉降池8、中間水箱9、樣水箱10組合在一起成為集成式水處理箱2。
本發(fā)明采用高效小體積并匯集了裝置了水位傳感器的水流緩沖池、斜管沉降池、平流沉降池、中間水箱、樣水箱和集中溢流口于一體的集成式水處理箱，并以集成式水處理箱為基礎(chǔ)裝置了潛水泵、樣水加壓泵、固液分離器(重力旋流除砂器)、過濾器、監(jiān)測儀器供水泵、自動(dòng)采樣器、清洗水源、水下監(jiān)測儀器自動(dòng)沖洗裝置、電磁閥門、管道、和計(jì)算機(jī)中央系統(tǒng)控制器，整個(gè)系統(tǒng)裝置在一個(gè)車載集裝箱內(nèi)(可實(shí)現(xiàn)在不同河段間流動(dòng)監(jiān)測)。其中計(jì)算機(jī)中央控制器根據(jù)河流含沙量值波動(dòng)隨季節(jié)變化規(guī)律自動(dòng)選擇高含沙、中等含沙和一般江、河水三種工作模式，高含沙工作模式是潛水泵在河中抽取樣水送入緩沖池，樣水經(jīng)緩沖池阻尼(以減小水流擾動(dòng))后從底部流入斜管式沉降池，再從斜管式沉降池上沿流入平流沉淀池，樣水在平流沉淀池沉淀30分鐘(可任意預(yù)選設(shè)定)后經(jīng)加壓水泵加壓送入固液分離器(進(jìn)行旋流重力沙、水分離處理)，固液分離器工作時(shí)間和次數(shù)可在計(jì)算機(jī)中根據(jù)需要任意設(shè)置，樣水進(jìn)行重力沙、水分離處理后進(jìn)入中間水箱，再經(jīng)加壓水泵加壓送入過濾器，過濾后的樣水進(jìn)入樣水箱，再經(jīng)儀表水泵加壓供給監(jiān)測儀器。在整個(gè)水處理過程中每個(gè)工序完成后，相對應(yīng)的清洗電磁閥門自動(dòng)打開，有一定壓力的清洗水對上步工序的箱體、設(shè)備和管道進(jìn)行沖洗；中等含沙工作模式是潛水泵在河中抽取樣水送入緩沖池，樣水經(jīng)緩沖池阻尼(以減小水流擾動(dòng))后從底部流入斜管式沉降池，再從斜管式沉降池上沿流入平流沉淀池，樣水在平流沉淀池沉淀30分鐘(可任意預(yù)選設(shè)定)再經(jīng)加壓水泵加壓送入過濾器，過濾后的樣水進(jìn)入樣水箱，再經(jīng)儀表水泵加壓供給監(jiān)測儀器。在整個(gè)水處理過程中每個(gè)工序完成后，相對應(yīng)的清洗電磁閥門自動(dòng)打開，有一定壓力的清洗水對上步工序的箱體、設(shè)備和管道進(jìn)行沖洗。一般江、河水工作模式是潛水泵在河中抽取樣水送入緩沖池，樣水經(jīng)緩沖池阻尼(以減小水流擾動(dòng))后從底部流入已去除斜管的斜管式沉降池(此時(shí)斜管式沉降池已失去原有的沉降作用，變?yōu)橐粋€(gè)水流通道)，再從斜管式沉降池上沿流入平流沉淀池，樣水在平流沉淀池沉淀30分鐘(0至480分鐘，可預(yù)選任意設(shè)定)后再經(jīng)儀表水泵加壓供給監(jiān)測儀器。在整個(gè)水處理過程中每個(gè)工序完成后，相對應(yīng)的清洗電磁閥門自動(dòng)打開，有一定壓力的清洗水通過清洗裝置對上步工序的箱體、設(shè)備和管道進(jìn)行沖洗。在任何一個(gè)工作模式中當(dāng)被監(jiān)測樣水的某些設(shè)定指標(biāo)被監(jiān)測儀器判定為超標(biāo)時(shí)，自動(dòng)采樣器和自動(dòng)采樣器外設(shè)電磁閥門自動(dòng)開啟，采集此時(shí)的樣水以備再次重復(fù)分析用。
參照圖1，本發(fā)明是由計(jì)算機(jī)中央系統(tǒng)控制器1、集水流緩沖池5、裝置了可拆卸斜管6的斜管沉降池7、平流沉降池8、中間水箱9、樣水箱10于一體的集成式水處理箱2和潛水泵13、樣水加壓泵32、固液分離器(重力旋流除沙器)35、過濾器36、監(jiān)測儀器供水泵34、自動(dòng)采樣器37、清洗水源14、水下監(jiān)測儀器自動(dòng)沖洗裝置12、電動(dòng)閥門15、電動(dòng)閥門16、電動(dòng)閥門17、電動(dòng)閥門18、電動(dòng)閥門19、電動(dòng)閥門20、電動(dòng)閥門21、電動(dòng)閥門22、電動(dòng)閥門22、電動(dòng)閥門23、電動(dòng)閥門24、電動(dòng)閥門25、電動(dòng)閥門26、電動(dòng)閥門27、電動(dòng)閥門28、電動(dòng)閥門29、電動(dòng)閥門30、電動(dòng)閥門31、河水采樣流速調(diào)節(jié)閥門11等設(shè)備按圖1所示連接組成。在固液分離器35、過濾器36管路上旁路有電動(dòng)閥門31。上述的電動(dòng)閥門也稱為電磁閥。
水樣采集用潛水泵規(guī)格QDX6-15-0.55-AC220V原水用量(每個(gè)測試循環(huán))0.5噸檢測周期(默認(rèn)值)1小時(shí)沉淀時(shí)間0-24小時(shí)(可編程)運(yùn)行方式連續(xù)運(yùn)行、間斷運(yùn)行固液分離器循環(huán)次數(shù)0-4次(可編程)固液分離器工作時(shí)間(每次)6分鐘±3分鐘過濾器控制粒徑5微米檢測樣水生成量30升檢測樣水用量10升清洗水壓力2-3公斤清洗水用量0.6噸
權(quán)利要求
1.一種多沙河流水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測水樣預(yù)處理系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)中央系統(tǒng)控制器(1)、設(shè)置在河流中的潛水泵(13)，其特征在于設(shè)置在河流中的潛水泵(13)通過管道與水流緩沖池(5)相接通，水流緩沖池(5)的底部與裝置了可拆卸斜管(6)的斜管沉降池(7)相接通，斜管沉降池(7)的上部溢水沿與平流沉降池(8)相通，平流沉降池(8)通過閥門(25)、(29)、加壓水泵(33)和固液分離器(35)以及管道與中間水箱(9)相接通，中間水箱(9)通過閥門(26)、(30)、加壓水泵(33)和過濾器(36)以及管道與樣水箱(10)相接通，樣水箱(10)再經(jīng)儀表水泵(34)、閥門(27)與監(jiān)測儀器(41)相接通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多沙河流水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測水樣預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于清洗水源(14)分別通過閥門(16)、(17)、(18)、(19)、(20)將管道設(shè)置在水流緩沖池(5)、斜管沉降池(7)、平流沉降池(8)、中間水箱(9)和樣水箱(10)的上部，清洗水源(14)又分別通過閥門(32)、(21)、(22)、(23)、(24)將管道設(shè)置在水流緩沖池(5)、斜管沉降池(7)、平流沉降池(8)、中間水箱(9)和樣水箱(10)的下部，清洗水源(14)又通過閥門(15)與水下監(jiān)測儀器自動(dòng)沖洗裝置(12)相接通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多沙河流水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測水樣預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于樣水箱(10)又通過閥門(28)與自動(dòng)采樣器(37)相連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多沙河流水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測水樣預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于水流緩沖池(5)、斜管沉降池(7)、平流沉降池(8)、中間水箱(9)、樣水箱(10)組合在一起成為集成式水處理箱(2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多沙河流水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測水樣預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于清洗水源(14)通過管道(4)與設(shè)置在斜管沉降池(7)上部的噴淋板(3)相接通。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多沙河流水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測水樣預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于清洗水源(14)通過閥門(18)、(19)、(20)將管道設(shè)置在平流沉降池(8)、中間水箱(9)和樣水箱(10)的上部后成為噴淋板(40)、(39)、(38)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種靠計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)多種水樣處理工作模式的多沙河流水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測水樣預(yù)處理系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)中央控制器和河中的潛水泵，潛水泵靠管道與水流緩沖池接通，水流緩沖池底部與斜管沉降池接通，斜管沉降池溢水沿與平流沉降池相通，平流沉降池靠閥門、加壓水泵和固液分離器與中間水箱接通，中間水箱靠閥門、加壓水泵、過濾器、管道與樣水箱接通，樣水箱與監(jiān)測儀器接通，樣水箱通過閥門與自動(dòng)采樣器連通，可有效去除泥沙，合理設(shè)置系統(tǒng)工作參數(shù)，適用于高含沙、含沙量隨季節(jié)變化差值范圍大的河流的自動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測儀器的樣水供給。
文檔編號C02F1/00GK1474186SQ0312618
公開日2004年2月11日 申請日期2003年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月23日
發(fā)明者高宏, 曾永, 董保華, 李祥龍, 李東亞, 吳青, 李韶旭, 王金玲, 司毅銘, 陳明忠, 張建中, 朱存信, 宋華力, 宋世霞, 李明, 姬志宏, 趙維征, 楊希剛, 劉玉林, 牛永生, 何化平, 封克儉, 曹建宗, 何偉, 高建和, 馬志和, 陳騏, 高 宏 申請人:水利部國家環(huán)境保護(hù)局黃河流域水資源保護(hù)局, 金泉儀器(青島)有限公司, 水利部國家環(huán)境保護(hù)局黃河流域水資源