[发明专利]一种自动化污泥比阻测定装置及方法

权利要求书

1.一种自动化污泥比阻测定装置，其特征在于，包括：稳压模块、过滤模块和PLC控制模块；

所述稳压模块包括真空泵和调压瓶，所述真空泵上设有真空压力表；所述调压瓶上设有压力调节旋钮，所述调压瓶内设有压力传感器；所述真空泵与所述调压瓶的内圈通过第一导管相连通；

所述过滤模块包括过滤器、布氏漏斗、质量传感器和量筒；所述过滤器上端设有所述布氏漏斗，所述质量传感器水平放置于所述过滤器内腔内，且所述量筒放置于所述质量传感器的测量面上；

所述布氏漏斗的输出端伸入至所述过滤器的内腔并与所述量筒的上端开口相对应；所述调压瓶与所述过滤器的内圈通过第二导管相连通；

所述PLC控制模块包括PLC控制器，所述PLC控制器分别与所述压力调节旋钮、所述压力传感器和所述质量传感器信号连接，分别用于控制所述压力调节旋钮的开关程度，以及，获取所述压力传感器上的实时压力值和所述质量传感器上的实时滤液质量值。

2.根据权利要求1所述的自动化污泥比阻测定装置，其特征在于：所述布氏漏斗上装载有滤纸，用于控制过滤面积。

3.根据权利要求1所述的自动化污泥比阻测定装置，其特征在于：所述第一导管和所述第二导管为橡胶材质。

4.一种自动化污泥比阻测定方法，应用于如权利要求1至3任意一项所述的自动化污泥比阻测定装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将外部待测污泥，放入烘箱，得到抽滤前污泥含水率w1；根据外部待测污泥量选择合适尺寸的布氏漏斗，并装载相应的湿润的滤纸，检查装置气密性；

S2：开启PLC控制器，输入装置所需的预设压力值p1，同时将质量传感器数值调零；

S3：将外部待测污泥倒入所述布氏漏斗中，开启真空泵，所述PLC控制器上分别显示获取的实时压力值p2和实时滤液质量值M；

S4：所述PLC控制器根据所述预设压力值p1和所述实时压力值p2，控制压力调节旋钮的开关程度，直至所述实时压力值p2和所述预设压力值p1相等，即系统处于稳压状态，记录当前时间为T1，此时观察真空压力表上的真空压力值p3和所述预设压力值p1数值一致，即系统工作正常；

S5：关闭所述PLC控制器和所述真空泵，从所述布氏漏斗中取出抽滤完的污泥样品，放入烘箱，得到抽滤后的污泥样品含水率w2；

S6：输入所述布氏漏斗的过滤面积A、污泥滤液密度ρ和粘度μ、抽滤前污泥含水率w1和抽滤后污泥含水率w2至所述PLC控制器；由所述PLC控制器计算污泥比阻SRF并输出。

5.根据权利要求4所述的自动化污泥比阻测定方法，其特征在于：所述步骤S1和所述步骤S5中，所述污泥样品放入烘箱，在105℃条件下烘干至恒温后取出。

6.根据权利要求4所述的自动化污泥比阻测定方法，其特征在于：所述污泥滤液为水，在步骤S1前计算得出污泥滤液密度ρ，根据粘度计得出污泥滤液粘度μ。

7.根据权利要求4所述的自动化污泥比阻测定方法，其特征在于：在所述步骤S1中，检查装置气密性的具体方式为：调节所述压力调节旋钮，断开调压瓶与大气的连通，开启所述真空泵，当真空压力表上的真空压力值p3达到一定数值时，稳定预设时间内，若所述真空压力值p3数值不变，则说明装置气密性良好，反之装置漏气，不能进行下一步操作，检修装置，直至装置气密性合格，打开所述压力调节旋钮，使装置连通大气。

8.根据权利要求4所述的自动化污泥比阻测定方法，其特征在于：在所述步骤S4中，系统稳压状态下，即所述真空压力值p3在所述预设压力值p1上下浮动±0.002MPa内，则稳压过滤直至结束，记录此刻时间为T2，所述PLC控制器自动计算抽滤过程所需时间t：

t＝T2-T1；

系统非稳压状态下，即所述真空压力值p3偏离所述预设压力值p1且超过0.002MPa，记录此刻时间为T3，则所述PLC控制器自动计算抽滤过程所需时间t：

t＝T3-T1。

9.根据权利要求8所述的自动化污泥比阻测定方法，其特征在于：在所述步骤S6中，所述PLC控制器计算污泥比阻SRF具体包括以下步骤：

根据所述实时滤液质量值M和所述污泥滤液的密度ρ，自动计算得到抽滤液的体积V：

V＝M/ρ；

根据所述PLC控制器自动计算抽滤过程所需时间t和所述抽滤液的体积V，自动计算得到曲线斜率b:

b＝t/V/V；

根据所述污泥样品抽滤前含水率w1和所述污泥样品抽滤后含水率w2，自动计算得到单位体积滤液所截留的固体质量ω：

ω＝0.01/[w1/(1-w1)-w2/(1-w2)]；

根据所述预设压力值p1、所述过滤面积A、所述曲线斜率b、所述粘度μ和所述固体质量ω，自动计算得到污泥比阻SRF：

其中，所述过滤面积A为所述外部待测污泥在所述布氏漏斗的滤纸上所占的面积。