一种水质在线监测仪器平板膜预处理系统技术方案

本发明专利技术涉及一种水质在线监测仪器平板膜预处理系统，其包括：控制柜外壳、设置在控制柜外壳内的预处理装置、采样装置、曝气泵、隔膜泵、电磁阀装置和自动控制系统；预处理装置通过原水进水管道、自来水进水管道和排水管道与原水源、自来水源和后续废水处理设备相连，分别通过空气管和抽水管与曝气泵和隔膜泵相连；采样装置设置在预处理装置和水质在线监测装置之间，且采样装置的进样口与隔膜泵的出水端相连，出样口与至少一台水质在线监测装置相连，排水口与后续废水处理设备相连；自动控制系统与曝气泵、隔膜泵和电磁阀装置相连，用于对曝气泵、隔膜泵和电磁阀装置进行自动或手动控制。本发明专利技术可广泛用于水质监测的样品预处理领域。

A Plate Membrane Pretreatment System for On-line Water Quality Monitoring Instrument

The invention relates to a water quality on-line monitoring instrument plate membrane pretreatment system, which comprises a control cabinet shell, a pretreatment device installed in the control cabinet shell, a sampling device, an aeration pump, a diaphragm pump, a solenoid valve device and an automatic control system; the pretreatment device passes through raw water intake pipeline, tap water intake pipeline and drainage pipeline, as well as the original water source, tap water source and subsequent wastewater treatment system. The treatment equipment is connected with the aeration pump and the diaphragm pump through the air pipe and the suction pipe respectively; the sampling device is set between the pretreatment device and the water quality on-line monitoring device, and the sampling device's inlet is connected with the outlet of the diaphragm pump, the sampling device's outlet is connected with at least one water quality on-line monitoring device, and the drainage port is connected with the subsequent wastewater treatment equipment. Pumps, diaphragm pumps and solenoid valve devices are connected for automatic or manual control of aeration pumps, diaphragm pumps and solenoid valve devices. The invention can be widely used in the field of sample pretreatment for water quality monitoring.

【技术实现步骤摘要】
一种水质在线监测仪器平板膜预处理系统
本专利技术涉及一种水质在线监测仪器平板膜预处理系统，属于水质监测的样品预处理领域。
技术介绍
水质在线监测仪器的实际使用环境多为地表水，水体泥沙含量较高。水样中的颗粒物杂质会堵塞进样管路，并且会影响光信号的传输，对仪器测试精度及稳定性造成相当大的影响。因此必须采取有效措施对水样进行过滤，之后才能进入在线监测仪器的进样系统。针对水质在线监测仪器的传统过滤方式大多为中空纤维膜过滤，该方法的缺点是膜阻力较大、单位面积产水量小、膜孔易堵塞且难清洗，应用中会大大增加预处理设备的维护工作量，不能保证水质在线监测仪器的高频率测试和长期稳定运行。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种水质在线监测仪器平板膜预处理系统。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种水质在线监测仪器平板膜预处理系统，其特征在于其包括：控制柜外壳、设置在所述控制柜外壳内的预处理装置、采样装置、曝气泵、隔膜泵、电磁阀装置和自动控制系统；所述预处理装置上设置有原水进水口、自来水进水口、水槽排水口、曝气口和平板膜连接口，且所述原水进水口、自来水进水口和水槽排水口分别通过原水进水管道、自来水进水管道和排水管道与原水源、自来水源和后续废水处理设备相连，所述曝气口通过空气管与所述曝气泵相连，所述平板膜连接口通过抽水管与所述隔膜泵的进水端相连；所述采样装置设置在所述预处理装置和水质在线监测装置之间，且所述采样装置的进样口通过水管与所述隔膜泵的出水端相连，出样口通过水管与至少一台水质在线监测装置相连，排水口通过水管与后续废水处理设备相连；所述自动控制系统与所述曝气泵、隔膜泵和电磁阀装置相连，用于根据所述水质在线监测装置的监测周期对所述曝气泵、隔膜泵和电磁阀装置进行自动或手动控制。进一步地，所述预处理装置包括平板膜过滤水槽、平板膜和曝气管；所述平板膜过滤水槽包括一体成型的过滤区和沉淀区；所述过滤区为长方体结构，所述过滤区顶部设置有顶盖，所述过滤区底部与所述沉淀区相连通，所述过滤区侧壁一侧设置有原水进水口和自来水进水口，另一侧设置有用于与后续废水处理设备连通的溢流口；所述沉淀区为三角体结构，该三角体结构由上向下逐渐收缩，底部设置水槽排水口，三角体结构的上端两侧设置有用于与控制柜壳体固定连接的支架；所述平板膜通过固定支架设置在所述过滤区内侧壁，其上端设置有平板膜接口；所述曝气管通过固定支架设置在所述平板膜下方，所述曝气管的进气口作为所述预处理装置的曝气口与曝气泵相连。进一步地，所述曝气管为采用硬聚氯乙烯材质制作的开孔圆柱体，所述圆柱体的外径为20mm，长为280mm；两排气孔的直径为1mm，间隔为10mm，开口方向为斜向下45°。进一步地，所述平板膜采用聚偏氟乙烯材质制作，其高为320mm、长220mm、厚6mm，孔径0.01-0.1μm，膜面积0.1m2。进一步地，所述采样装置包括采样杯杯体、顶盖、底座和支架；所述采样杯杯体为圆柱体结构，其顶部设置带通气口的顶盖，底部固定设置在所述底座上；所述底座为五通，所述五通固定设置在所述支架上，且所述五通的底面上设置有排水口，侧面分别设置有进样口和三个出样口。进一步地，所述采样杯杯体采用有机玻璃材质制作，其外径100mm、内径84mm、高400mm。进一步地，所述电磁阀装置包括原水进水阀、自来水进水阀、水槽排水阀和采样杯电磁阀；所述原水进水阀、自来水进水阀和水槽排水阀分别设置在与所述预处理装置相连的原水进水管道、自来水进水管道和排水管道上；所述采样杯电磁阀设置在与所述采样装置相连的采样管道上；所述各阀门均与所述自动控制系统相连，由所述自动控制系统控制。进一步地，所述自动控制系统包括上位机、PLC控制芯片、曝气泵交流继电器、隔膜泵交流继电器、曝气泵中间继电器、隔膜泵中间继电器、水槽排水阀中间继电器、原水进水阀中间继电器、采样杯排水阀中间继电器、自来水进水阀中间继电器；所述上位机与所述PLC控制芯片之间采用PPI通讯；所述PLC控制芯片通过所述曝气泵交流继电器、曝气泵中间继电器与所述曝气泵相连，通过所述隔膜泵交流继电器、隔膜泵中间继电器与所述隔膜泵相连，分别通过所述水槽排水阀中间继电器、原水进水阀中间继电器、采样杯排水阀中间继电器、自来水进水阀中间继电器与所述水槽排水阀、原水进水阀、采样杯排水阀、自来水进水阀相连。进一步地，所述上位机中设置有预处理开机界面，所述预处理开机界面上设置有手动控制跳转单元、自动控制单元、时间参数设置跳转单元、全停单元以及设备运行状态显示界面；所述手动控制跳转单元用于实现手动控制页面跳转，并通过手动控制页面接收用户的手动控制参数，实现对设备的手动控制；所述自动控制单元用于根据预设程序实现设备的自动控制；所述时间参数设置跳转单元用于实现时间参数设置页面跳转，通过时间参数设置页面接收用户的时间控制参数，实现对设备的时间控制；所述全停单元用于对设备进行急停控制；所述设备运行状态显示界面用于实时显示设备的运行状态。进一步地，所述控制柜外壳壳体采用不锈钢材质制作，其厚度为1mm，外壳尺寸为1302×665×475mm。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1)本专利技术提出的水质在线监测仪器平板膜预处理系统采用“重力沉淀—平板膜过滤—曝气清洗”一体化设计，功能多样，适用范围广。2)本专利技术预处理系统的产水量为100-300mL/min，SS去除率大于99.5％，有效提高了单位面积产水量。3)本专利技术采用平板膜对预处理装置中的原水进行过滤，同时设置曝气泵和隔膜泵，有效降低了膜阻力，降低了清洗难度，使得预处理系统的维护周期为2-4周，提高了工作效率。4)本专利技术预处理系统处理后的实际水样满足大多数水质在线监测仪器的进样要求。因而，本专利技术可以广泛应用于水质监测的样品预处理领域。附图说明图1是本专利技术水质在线监测仪器平板膜预处理系统结构图；图2(a)～图2(c)为本专利技术水质在线监测仪器平板膜预处理系统外壳示意图；图3是本专利技术水质在线监测仪器平板膜预处理系统的平板膜过滤水槽结构图；图4是本专利技术水质在线监测仪器平板膜预处理系统的采样杯结构示意图；图5是本专利技术水质在线监测仪器平板膜预处理系统开机界面示意图；图6是本专利技术水质在线监测仪器平板膜预处理系统手动控制界面示意图；图7是本专利技术水质在线监测仪器平板膜预处理系统时间参数设置界面示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。如图1、图2(a)～(c)所示，本专利技术提供的一种水质在线监测仪器平板膜预处理系统，其包括控制柜外壳1以及设置在控制柜外壳1内的预处理装置2、采样装置3、曝气泵4、隔膜泵5、电磁阀装置6和自动控制系统7。其中，预处理装置1上设置有原水进水口、自来水进水口、水槽排水口、曝气口和平板膜连接口，且原水进水口、自来水进水口和水槽排水口分别通过原水进水管道、自来水进水管道和排水管道与原水源、自来水源和后续废水处理设备相连，曝气口通过空气管与曝气泵4相连，平板膜连接口通过抽水管与隔膜泵5的进水端相连；采样装置3设置在预处理装置2和在线监测装置之间，且采样装置3的进样口通过水管与隔膜泵5的出水端相连，出样口通过水管与至少一台水质在线监测装置相连，排水口通过水管与后续废水处理设备相连；自动控制系统7与曝气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水质在线监测仪器平板膜预处理系统，其特征在于其包括：控制柜外壳、设置在所述控制柜外壳内的预处理装置、采样装置、曝气泵、隔膜泵、电磁阀装置和自动控制系统；所述预处理装置上设置有原水进水口、自来水进水口、水槽排水口、曝气口和平板膜连接口，且所述原水进水口、自来水进水口和水槽排水口分别通过原水进水管道、自来水进水管道和排水管道与原水源、自来水源和后续废水处理设备相连，所述曝气口通过空气管与所述曝气泵相连，所述平板膜连接口通过抽水管与所述隔膜泵的进水端相连；所述采样装置设置在所述预处理装置和水质在线监测装置之间，且所述采样装置的进样口通过水管与所述隔膜泵的出水端相连，出样口通过水管与至少一台水质在线监测装置相连，排水口通过水管与后续废水处理设备相连；所述自动控制系统与所述曝气泵、隔膜泵和电磁阀装置相连，用于根据所述水质在线监测装置的监测周期对所述曝气泵、隔膜泵和电磁阀装置进行自动或手动控制。

【技术特征摘要】
1.一种水质在线监测仪器平板膜预处理系统，其特征在于其包括：控制柜外壳、设置在所述控制柜外壳内的预处理装置、采样装置、曝气泵、隔膜泵、电磁阀装置和自动控制系统；所述预处理装置上设置有原水进水口、自来水进水口、水槽排水口、曝气口和平板膜连接口，且所述原水进水口、自来水进水口和水槽排水口分别通过原水进水管道、自来水进水管道和排水管道与原水源、自来水源和后续废水处理设备相连，所述曝气口通过空气管与所述曝气泵相连，所述平板膜连接口通过抽水管与所述隔膜泵的进水端相连；所述采样装置设置在所述预处理装置和水质在线监测装置之间，且所述采样装置的进样口通过水管与所述隔膜泵的出水端相连，出样口通过水管与至少一台水质在线监测装置相连，排水口通过水管与后续废水处理设备相连；所述自动控制系统与所述曝气泵、隔膜泵和电磁阀装置相连，用于根据所述水质在线监测装置的监测周期对所述曝气泵、隔膜泵和电磁阀装置进行自动或手动控制。2.如权利要求1所述的一种水质在线监测仪器平板膜预处理系统，其特征在于：所述预处理装置包括平板膜过滤水槽、平板膜和曝气管；所述平板膜过滤水槽包括一体成型的过滤区和沉淀区；所述过滤区为长方体结构，所述过滤区顶部设置有顶盖，所述过滤区底部与所述沉淀区相连通，所述过滤区侧壁一侧设置有原水进水口和自来水进水口，另一侧设置有用于与后续废水处理设备连通的溢流口；所述沉淀区为三角体结构，该三角体结构由上向下逐渐收缩，底部设置水槽排水口，三角体结构的上端两侧设置有用于与控制柜壳体固定连接的支架；所述平板膜通过固定支架设置在所述过滤区内侧壁，其上端设置有平板膜接口；所述曝气管通过固定支架设置在所述平板膜下方，所述曝气管的进气口作为所述预处理装置的曝气口与曝气泵相连。3.如权利要求2所述的一种水质在线监测仪器平板膜预处理系统，其特征在于：所述曝气管为采用硬聚氯乙烯材质制作的开孔圆柱体，所述圆柱体的外径为20mm，长为280mm；两排气孔的直径为1mm，间隔为10mm，开口方向为斜向下45°。4.如权利要求2所述的一种水质在线监测仪器平板膜预处理系统，其特征在于：所述平板膜采用聚偏氟乙烯材质制作，其高为320mm、长220mm、厚6mm，孔径0.01-0.1μm，膜面积0.1m2。5.如权利要求1所述的一种水质在线监测仪器平板膜预处理系统，其特征在于：所述采样装置包括采样杯杯体、顶盖、底座和支架；所述采样杯杯体为圆柱体结构，其顶部设置带通气口的顶盖，...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞博凡，施汉昌，许杰，宋保栋，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11