專利名稱：一種厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及監(jiān)測裝置技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，特別是涉及一種厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置及方法。
背景技術(shù)：
廢水厭氧生物處理是指在無分子氧的條件下通過厭氧微生物的作用，將廢水中各種復雜有機物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)。目前，使用厭氧反應(yīng)器進行廢水厭氧生物處理。在廢水厭氧生物處理過程中，VFA(volatile fatty acid，揮發(fā)性脂肪酸)是一種很重要的厭氧發(fā)酵中間產(chǎn)物，通過監(jiān)測廢水厭氧發(fā)酵過程中VFA的變化情況，可以很好地了解有機物質(zhì)的降解過程、甲烷的活性和厭氧反應(yīng)器的運行情況。雖然，通過監(jiān)測VFA的變化情況，可以很好地了解有機物質(zhì)的降解過程、甲烷的活性和厭氧反應(yīng)器的運行情況，但是VFA的累積會造成廢水厭氧生物處理過程酸化崩潰。而厭氧反應(yīng)器內(nèi)同時存在著碳酸氫鹽緩沖體系，該體系能夠防止廢水厭氧生物處理過程酸化，保持PH在合適的范圍。因此，碳酸氫鹽和VFA只有維持在一個較高的比例才能保證厭氧反應(yīng)器有足夠的緩沖能力。為了保證碳酸氫鹽和VFA維持在一個較高的比例，需要使用厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置監(jiān)測厭氧反應(yīng)器中碳酸氫鹽和VFA的濃度。氣相色譜儀通常用于對厭氧反應(yīng)器中VFA和碳酸氫鹽的濃度進行監(jiān)測，但是，上述氣相色譜儀無法實現(xiàn)無人自動監(jiān)測，降低自動化程度，增加操作人員工作量，降低工作效率。同時，目前氣相色譜儀為進口儀器，價格昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明實施例公開一種厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置及方法，實現(xiàn)了對厭氧反應(yīng)器中碳酸氫鹽和VFA的濃度的無人自動監(jiān)測，減少了操作人員工作量，提高了工作效率。同時，裝置成本低。技術(shù)方案如下基于本發(fā)明的一方面，公開了一種厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置，包括滴定裝置、取樣裝置、電磁攪拌樣品池、數(shù)據(jù)采集裝置、控制器；其中所述取樣裝置，用于從厭氧反應(yīng)器中提取監(jiān)測樣品，所述監(jiān)測樣品自動流入所述電磁攪拌樣品池；所述電磁攪拌樣品池，用于對所述監(jiān)測樣品進行攪拌，所述攪拌的開始和結(jié)束由所述控制器控制；所述數(shù)據(jù)采集裝置，用于采集所述電磁攪拌樣品池中監(jiān)測樣品的pH值；所述控制器，用于接收所述pH值，參考所述pH值，控制所述滴定裝置向所述電磁攪拌樣品池中滴定滴定液，確定所述滴定裝置在每個滴定過程所需的滴定液體積和每個滴定過程中監(jiān)測樣品的初始PH值和結(jié)束pH值，分析每個滴定過程所需的滴定液體積、初始pH 值和結(jié)束pH值，得出所述監(jiān)測樣品的揮發(fā)性脂肪酸VFA和碳酸氫鹽的濃度，以及控制所述取樣裝置的開啟和閉合。
優(yōu)選地，還包括排液裝置，用于排出電磁攪拌樣品池中的廢液。優(yōu)選地，還包括與所述控制器相連的報警裝置。優(yōu)選地，還包括顯示器，用于顯示所述控制器得出的所述監(jiān)測樣品的揮發(fā)性脂肪酸VFA、碳酸氫鹽的濃度和所述監(jiān)測樣品的pH值。優(yōu)選地，所述控制器上安裝有顯示屏，所述顯示屏用于顯示所述控制器得出的所述監(jiān)測樣品的揮發(fā)性脂肪酸VFA、碳酸氫鹽的濃度和所述監(jiān)測樣品的pH值。優(yōu)選地，所述電磁攪拌樣品池包括放置所述監(jiān)測樣品的樣品池；以及位于所述樣品池底端，且由所述控制器控制，用于攪拌所述監(jiān)測樣品的電磁攪拌器。優(yōu)選地，所述樣品池上設(shè)置有用于密封所述樣品池的橡膠塞；所述樣品池上表面的面積大于下表面的面積。優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括探頭的一端插入所述樣品池放置的監(jiān)測樣品內(nèi)，且不接觸所述電磁攪拌器，采集所述監(jiān)測樣品的電信號的PH電極；放大所述電信號的放大器；以及接收所述放大后的電信號，將所述電信號轉(zhuǎn)換為pH值的轉(zhuǎn)換器。優(yōu)選地，所述取樣裝置，還用于稀釋提取到的監(jiān)測樣品，稀釋后的監(jiān)測樣品自動流入所述電磁攪拌樣品池?；诒景l(fā)明的一方面，還公開了一種厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測方法，包括控制器控制取樣裝置從厭氧反應(yīng)器中提取監(jiān)測樣品，監(jiān)測樣品自動流入所述電磁攪拌樣品池；所述電磁攪拌樣品池對所述監(jiān)測樣品進行攪拌；數(shù)據(jù)采集裝置采集所述電磁攪拌樣品池中監(jiān)測樣品的pH值；所述控制器接收所述pH值，參考所述pH值，控制滴定裝置滴定，確定所述滴定裝置在每個滴定過程中所需的滴定量和每個滴定過程的初始PH值和結(jié)束pH值，分析每個滴定過程所需的滴定液體積、初始PH值和結(jié)束pH值，得出所述監(jiān)測樣品的揮發(fā)性脂肪酸VFA 和碳酸氫鹽的濃度。應(yīng)用上述技術(shù)方案，控制器接收數(shù)據(jù)采集裝置采集的監(jiān)測樣品的pH值，其中監(jiān)測樣品是由取樣裝置從厭氧反應(yīng)器中提取并稀釋后的監(jiān)測樣品?？刂破鲄⒖冀邮盏降腜H 值，控制滴定裝置向電磁攪拌樣品池中滴定滴定液，確定滴定裝置在每個滴定過程中所需的滴定液體積和每個滴定過程中監(jiān)測樣品的初始PH值和結(jié)束pH值，分析每個滴定過程所需的滴定液體積、初始PH值和結(jié)束pH值，得出監(jiān)測樣品的VFA和碳酸氫鹽的濃度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實施例公開的厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置可以無人自動監(jiān)測厭氧反應(yīng)器中監(jiān)測樣品的VFA和碳酸氫鹽的濃度，提高自動化程度，從而減少了操作人員工作量，提高了工作效率。上述技術(shù)方案還可以實現(xiàn)自動取樣和攪拌，進一步提高裝置自動化程度，減少操作人員工作量，提高工作效率。同時，上述厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置中的各個組成使用現(xiàn)有的期間，降低裝置成本。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實施例公開的厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例公開的厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置滴定過程曲線圖；圖3為本發(fā)明實施例公開的厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置滴定過程中VFA濃度曲線圖；圖4為本發(fā)明實施例公開的厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置滴定過程中碳酸氫鹽濃度曲線圖；圖5為監(jiān)測樣品的VFA濃度曲線對比圖；圖6為監(jiān)測樣品的碳酸氫鹽濃度曲線對比圖；圖7為本發(fā)明實施例公開的厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明實施例公開的厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置的硬件結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明實施例公開的厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測方法的流程圖。
具體實施例方式發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有在監(jiān)測厭氧反應(yīng)器中監(jiān)測樣品的VFA和碳酸氫鹽的濃度時，通常采用氣相色譜儀。該氣相色譜儀無法實現(xiàn)無人自動監(jiān)測，降低自動化程度，增加操作人員工作量，降低工作效率。同時，目前氣相色譜儀為進口儀器，價格昂貴。為此，本發(fā)明實施例公開了一種厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置，實現(xiàn)了無人自動監(jiān)測厭氧反應(yīng)器中監(jiān)測樣品的VFA和碳酸氫鹽的濃度，提高自動化程度，從而減少了操作人員工作量，提高了工作效率。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當屬于本發(fā)明保護的范圍。請參閱圖1，圖1為本發(fā)明實施例公開的厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置，包括取樣裝置11、電磁攪拌樣品池12、數(shù)據(jù)采集裝置13、控制器14和滴定裝置15 ；其中取樣裝置11，用于從厭氧反應(yīng)器中提取監(jiān)測樣品，監(jiān)測樣品自動流入電磁攪拌樣品池12。取樣裝置11的開啟和閉合由控制器14控制。電磁攪拌樣品池12，用于對監(jiān)測樣品進行攪拌。其中電磁攪拌樣品池12攪拌的開始和結(jié)束由控制器14控制。對監(jiān)測樣品進行攪拌可以保證電磁攪拌樣品池12中的監(jiān)測樣品混合均勻，進而提高數(shù)據(jù)采集裝置13采集到的監(jiān)測樣品的PH值準確度。數(shù)據(jù)采集裝置13，用于采集電磁攪拌樣品池中監(jiān)測樣品的pH值?？刂破?4，用于接收pH值，參考pH值，控制滴定裝置15向電磁攪拌樣品池12中滴定滴定液，確定滴定裝置15在每個滴定過程所需的滴定液體積和每個滴定過程中監(jiān)測樣品的初始PH值和結(jié)束pH值，分析每個滴定過程所需的滴定液體積、初始pH值和結(jié)束pH 值，得出監(jiān)測樣品的VFA和碳酸氫鹽的濃度?？刂破?4可以基于五點滴定法控制滴定裝置15滴定。具體為將控制器14接收到的PH值作為五點滴定法的初始pH值、6. 7、5. 9、5. 2和4. 3作為五點滴定法的其他pH值。 控制器14確定五點滴定法中的pH值后，控制器14控制滴定裝置15向電磁攪拌樣品池12 中滴定滴定液。在滴定過程中，數(shù)據(jù)采集裝置13實時采集電磁攪拌樣品池12中監(jiān)測樣品的PH值，并發(fā)送給控制器14進行監(jiān)控。當控制器14監(jiān)控到電磁攪拌樣品池12中監(jiān)測樣品的PH值由初始pH值變?yōu)?. 7，記錄消耗的滴定液體積，該滴定液體積作為滴定裝置在第一滴定過程所需的滴定液體，初始PH值為第一滴定過程中監(jiān)測樣品的初始pH值，6. 7為第一滴定過程中監(jiān)測樣品的結(jié)束PH值。之后，控制器14繼續(xù)控制滴定裝置15向電磁攪拌樣品池12中滴定滴定液。待控制器14監(jiān)控到電磁攪拌樣品池12中監(jiān)測樣品的pH值由6. 7 變?yōu)?. 9，記錄消耗的滴定液體積，該滴定液體積作為滴定裝置在第二滴定過程所需的滴定液體，6. 7為第二滴定過程中監(jiān)測樣品的初始pH值，5. 9為第二滴定過程中監(jiān)測樣品的結(jié)束 PH值?？刂破?4依據(jù)上述操作繼續(xù)控制滴定裝置15向電磁攪拌樣品池12中滴定滴定液， 直至電磁攪拌樣品池12中監(jiān)測樣品的pH值由5. 2變?yōu)?. 3，完成第四滴定過程，滴定過程結(jié)束?？刂破?4確定每個滴定過程所需的滴定液體積和每個滴定過程對應(yīng)的監(jiān)測樣品的初始PH值和結(jié)束pH值，對上述四個滴定過程的滴定液體積、初始pH值和結(jié)束pH值進行分析，從而得出從厭氧反應(yīng)器中提取出的監(jiān)測樣品的VFA和碳酸氫鹽的濃度。 需要說明的是在監(jiān)測過程中，控制器14控制電磁攪拌樣品池12始終處于攪拌狀態(tài)?？刂破?4內(nèi)設(shè)置有計時器，計時器內(nèi)設(shè)置有間隔周期，當計時器記錄裝置結(jié)束監(jiān)測后，裝置的運行時間達到間隔周期時，控制器14再次開啟取樣裝置11進行新的監(jiān)測。其中間隔周期為厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置每次監(jiān)測厭氧反應(yīng)器中監(jiān)測樣品的時間間隔，如每隔20分鐘監(jiān)測一次，實現(xiàn)了裝置每次監(jiān)測的自動開啟，同時實現(xiàn)了對監(jiān)測樣品的在線監(jiān)測。上述控制器14中計時器內(nèi)設(shè)置的間隔周期依據(jù)不同應(yīng)用場景不同，對此不加以限制。當然，控制器14可以設(shè)置為人機界面，對間隔周期進行實時更改設(shè)置，也可以在人機界面上顯示操作過程，并將測量的VFA和碳酸氫鹽的濃度曲線在人機界面上顯示。控制器14可以依據(jù)五點滴定法控制滴定裝置15，當然，還可以依據(jù)兩點滴定法控制滴定裝置 15，對此不再加以闡述。上述厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置的工作過程為控制器14控制取樣裝置11開始從厭氧反應(yīng)器中提取監(jiān)測樣品，稀釋監(jiān)測樣品。取樣裝置11與電磁攪拌樣品池12相通， 稀釋后的監(jiān)測樣品自動流入電磁攪拌樣品池12，取樣裝置11關(guān)閉。同時，控制器14在取樣裝置11開始提取樣品時，控制電磁攪拌樣品池12進行攪拌，保證稀釋后的監(jiān)測樣品流入電磁攪拌樣品池12后，混合均勻。數(shù)據(jù)采集裝置13，采集電磁攪拌樣品池中監(jiān)測樣品的pH 值?？刂破?4接收pH值，參考pH值，依據(jù)五點滴定法控制滴定裝置15向電磁攪拌樣品池 12中滴定滴定液，確定滴定裝置15在每個滴定過程所需的滴定液體積和每個滴定過程中監(jiān)測樣品的初始PH值和結(jié)束pH值，自動分析滴定液體積、初始pH值和結(jié)束pH值，得出監(jiān)測樣品的VFA和碳酸氫鹽的濃度，至此裝置的一次監(jiān)測過程結(jié)束?？刂破?4在一次監(jiān)測過程結(jié)束后，啟動計時器，當計時器記錄裝置在上一次監(jiān)測結(jié)束后，裝置的運行時間達到間隔周期時，控制器14再次控制取樣裝置11開始厭氧反應(yīng)器中提取監(jiān)測樣品，執(zhí)行上述過程， 開始新一輪的監(jiān)測?？刂破?4基于五點滴定法控制滴定裝置15的滴定過程曲線如圖2所示，其中橫軸為滴定液體積，縱軸為PH值。圖3為滴定過程中監(jiān)測樣品的VFA的濃度曲線圖，其中橫軸為滴定時間，縱軸為VFA的濃度。圖4為滴定過程中監(jiān)測樣品的碳酸氫鹽的濃度曲線圖， 其中橫軸為滴定時間，縱軸為碳酸氫鹽的濃度。圖5和圖6分別為利用本發(fā)明實施例公開的厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置基于五點滴定法和操作人員采用氣相色譜法，用標定好的lOmmol/L的鹽酸滴定液分別對配制的 0. 5mmol/LVFA 和 20mmol/L 的碳酸氫鹽、lmmol/LVFA 和 15mmol/L 的碳酸氫鹽、5mmol/LVFA 和 10mmol/L 的碳酸氫鹽、10mmol/LVFA 和 5mmol/L 的碳酸氫鹽、15mmol/LVFA 和 2mmol/L 的碳酸氫鹽、20mmol/LVFA和lmmol/L的碳酸氫鹽混合溶液進行滴定后，測得的VFA和碳酸氫鹽的濃度。其中圖5為監(jiān)測樣品的VFA濃度曲線對比圖，橫軸為氣相色譜法得出的VFA濃度，縱軸為本發(fā)明實施例公開的厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置基于五點滴定法得出的VFA 濃度；圖6為監(jiān)測樣品的碳酸氫鹽濃度曲線對比圖，橫軸為氣相色譜法得出的碳酸氫鹽濃度，縱軸為本發(fā)明實施例公開的厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置基于五點滴定法得出的碳酸氫鹽濃度。上述圖5和圖6中標記有菱形圖案的為氣相色譜法測量曲線，曲線中標記有矩形圖案的為本發(fā)明實施例公開的厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置基于五點滴定法測量曲線， 從圖5和圖6可以看出，本發(fā)明實施例公開的厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置在實現(xiàn)自動化監(jiān)測的同時，測量精度與氣相色譜法測定的精度相當，即測量精度未降低。此外，本發(fā)明實施例公開的厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置中取樣裝置11還可以用于稀釋提取到的監(jiān)測樣品，因為有些監(jiān)測樣品的PH值較大，超出了滴定測量范圍。具體可以為控制器14接收到取樣裝置11提取到的監(jiān)測樣品的pH值，該pH值由數(shù)據(jù)采集裝置 13采集?？刂破?4對比該pH值與測定范圍進行比較，當pH值超過滴定測量范圍時，控制器14計算稀釋倍數(shù)，進而控制取樣裝置11依據(jù)稀釋倍數(shù)對監(jiān)測樣品進行稀釋。稀釋后的監(jiān)測樣品自動流入電磁攪拌樣品池12。其中滴定測量范圍為厭氧反應(yīng)器中監(jiān)測樣品濃度的正常范圍200mg/L。數(shù)據(jù)采集裝置13采集稀釋后的監(jiān)測樣品的pH值，之后由控制器14控制滴定裝置 15進行滴定。在滴定結(jié)束后，控制器14將稀釋后監(jiān)測樣品的VFA和碳酸氫鹽的濃度分別與稀釋倍數(shù)相乘，得出監(jiān)測樣品的VFA和碳酸氫鹽的濃度。應(yīng)用上述技術(shù)方案，控制器14接收數(shù)據(jù)采集裝置13采集的監(jiān)測樣品的pH值，其中監(jiān)測樣品是由取樣裝置11從厭氧反應(yīng)器中提取并稀釋后的監(jiān)測樣品?？刂破?4參考接收到的PH值，控制滴定裝置15向電磁攪拌樣品池12中滴定滴定液，確定滴定裝置15在每個滴定過程中所需的滴定液體積和每個滴定過程中監(jiān)測樣品的初始PH值和結(jié)束pH值， 分析每個滴定過程所需的滴定液體積、初始PH值和結(jié)束pH值，得出監(jiān)測樣品的VFA和碳酸氫鹽的濃度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實施例公開的厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置可以無人自動監(jiān)測厭氧反應(yīng)器中監(jiān)測樣品的VFA和碳酸氫鹽的濃度，提高自動化程度，從而減少了操作人員工作量，提高了工作效率。上述技術(shù)方案還可以實現(xiàn)自動取樣和攪拌，進一步提高裝置自動化程度，減少操作人員工作量，提高工作效率。同時，上述厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置中的各個組成使用現(xiàn)有的期間，降低裝置成本。此外，在控制器14內(nèi)設(shè)置計時器， 可以實現(xiàn)對監(jiān)測樣品的在線監(jiān)測。另一個實施例上述實施例公開的厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置實現(xiàn)無人自動監(jiān)測厭氧反應(yīng)器中監(jiān)測樣品的VFA和碳酸氫鹽的濃度。裝置執(zhí)行一次監(jiān)測之后，操作人員需要及時將電磁攪拌樣品池12中的監(jiān)測樣品排出。當然，還可以通過其他方式將監(jiān)測樣品自動排出，如圖 7所示的厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置。圖7為本發(fā)明實施例公開的厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置的另一種結(jié)構(gòu)示意圖， 在圖1基礎(chǔ)上，增加了排液裝置16。排液裝置16，用于排出電磁攪拌樣品池中的廢液。具體為排液裝置16與電磁攪拌樣品池12相通。在裝置結(jié)束監(jiān)測之后，控制器14控制排液裝置16開啟，排液裝置16開始將電磁攪拌樣品池12中的廢液排出。其中廢液為監(jiān)測過程結(jié)束后，電磁攪拌樣品池12中的監(jiān)測樣品。本發(fā)明實施例公開的厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置還包括報警裝置17和顯示屏 18。其中報警裝置17與控制器14相連，當控制器14得出的監(jiān)測樣品的VFA和/或碳酸氫鹽的濃度達到預設(shè)值時，報警裝置17開始報警。上述預設(shè)值表明厭氧反應(yīng)器的緩沖能力最低。當監(jiān)測樣品的VFA和/或碳酸氫鹽的濃度達到預設(shè)值時，厭氧反應(yīng)器的緩沖能力最低， 需要操作人員對厭氧反應(yīng)器進行處理，以防止厭氧反應(yīng)器酸化崩潰。報警裝置17可以為LED (Light Emitting Diode，發(fā)光二極管)燈報警或者聲音報警。如當控制器14得出的監(jiān)測樣品的VFA和/或碳酸氫鹽的濃度達到預設(shè)值時，報警裝置 17響鈴，提示操作人員對厭氧反應(yīng)器進行處理，以防止厭氧反應(yīng)器酸化崩潰。顯示器18，用于顯示控制器14得出的監(jiān)測樣品的VFA、碳酸氫鹽的濃度和所述監(jiān)測樣品的PH值。其中監(jiān)測樣品的PH值為滴定結(jié)束之后，監(jiān)測樣品的當前pH值。當然，控制器14上也可以安裝有顯示屏，該顯示屏用于顯示控制器14得出的監(jiān)測樣品的VFA、碳酸氫鹽的濃度和所述監(jiān)測樣品的PH值。上述厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置的硬件結(jié)構(gòu)示意圖如圖8所示。其中電磁攪拌樣品池12包括樣品池121和電磁攪拌器122。其中樣品池121，放置稀釋后的監(jiān)測樣品。電磁攪拌器122位于樣品池121底端，且由控制器14控制，用于攪拌稀釋后的監(jiān)測樣品?？刂破?4控制電磁攪拌器122在監(jiān)測過程中始終開啟，在監(jiān)測結(jié)束時關(guān)閉電磁攪拌器 122。樣品池121上設(shè)置有用于密封樣品池121的橡膠塞123。橡膠塞123保證樣品池 121頂部處于密封，且在取樣裝置11和排液裝置16關(guān)閉時，樣品池121整體處于密封，從而防止監(jiān)測樣品中二氧化碳溢出，提高碳酸氫鹽測量準確度。此外，樣品池121上表面的面積大于下表面的面積，即如圖8所示上寬下窄，以防止數(shù)據(jù)采集裝置13受到電磁攪拌器122 的電磁干擾。數(shù)據(jù)采集裝置13包括pH電極131、放大器132和轉(zhuǎn)換器133。其中pH電極131的探頭一端插入樣品池121放置的稀釋后的監(jiān)測樣品內(nèi)，且不接觸電磁攪拌器122，采集稀釋后的監(jiān)測樣品的電信號。pH電極131的探頭不接觸電磁攪拌器122是為了防止受到電磁干擾。放大器132放大pH電極131采集到的電信號，利于轉(zhuǎn)換器133接收電信號，提高準確度。轉(zhuǎn)換器133接收所述放大后的電信號，將電信號轉(zhuǎn)換為pH值。應(yīng)用上述技術(shù)方案，可以無人自動監(jiān)測厭氧反應(yīng)器中監(jiān)測樣品的VFA和碳酸氫鹽的濃度，提高自動化程度，從而減少了操作人員工作量，提高了工作效率。上述技術(shù)方案還可以實現(xiàn)自動取樣和攪拌，進一步提高裝置自動化程度，減少操作人員工作量，提高工作效率。同時，上述厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置中的各個組成使用現(xiàn)有的期間，降低裝置成本。此外，在控制器14內(nèi)設(shè)置計時器，可以實現(xiàn)對監(jiān)測樣品的在線監(jiān)測。電磁攪拌樣品池 12密封，從而防止監(jiān)測樣品中二氧化碳溢出，提高碳酸氫鹽測量準確度。電磁攪拌樣品池 12中樣品池121的上表面的面積大于下表面的面積，防止數(shù)據(jù)采集裝置13受到電磁攪拌器 122的電磁干擾，進一步提高測量準確度。與上述裝置實施例相對應(yīng)，本發(fā)明實施例還公開一種厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測方法，如圖9所示，包括SlOl 控制器控制取樣裝置從厭氧反應(yīng)器中提取監(jiān)測樣品，監(jiān)測樣品自動流入電磁攪拌樣品池。當監(jiān)測樣品的pH值較大，超出了滴定測量范圍時，步驟SlOl還可以對提取后的監(jiān)測樣品進行稀釋。具體可以為控制器接收到取樣裝置提取到的監(jiān)測樣品的PH值，該pH值由數(shù)據(jù)采集裝置采集?？刂破鲗Ρ仍揚H值與測定范圍進行比較，當pH值超過測定范圍時， 控制器計算稀釋倍數(shù)，進而控制取樣裝置依據(jù)稀釋倍數(shù)對監(jiān)測樣品進行稀釋。稀釋后的監(jiān)測樣品自動流入電磁攪拌樣品池。S102 電磁攪拌樣品池對監(jiān)測樣品進行攪拌。對監(jiān)測樣品進行攪拌可以保證電磁攪拌樣品池中的監(jiān)測樣品混合均勻，進而提高數(shù)據(jù)采集裝置采集到的監(jiān)測樣品的PH值準確度。同時，在監(jiān)測結(jié)束時，電磁攪拌樣品池才停止攪拌。S103 數(shù)據(jù)采集裝置采集電磁攪拌樣品池中監(jiān)測樣品的pH值。步驟S103還可以為數(shù)據(jù)采集裝置采集稀釋后的監(jiān)測樣品的pH值。S104 控制器接收pH值，參考pH值，控制滴定裝置滴定，確定滴定裝置在每個滴定過程中所需的滴定量和每個滴定過程的初始PH值和結(jié)束pH值，分析每個滴定過程所需的滴定液體積、初始PH值和結(jié)束pH值，得出監(jiān)測樣品的揮發(fā)性脂肪酸VFA和碳酸氫鹽的濃度。當數(shù)據(jù)采集裝置采集稀釋后的監(jiān)測樣品的pH值，步驟S104得出監(jiān)測樣品的揮發(fā)性脂肪酸VFA和碳酸氫鹽的濃度具體為控制器將稀釋后監(jiān)測樣品的VFA和碳酸氫鹽的濃度分別與稀釋倍數(shù)相乘，得出監(jiān)測樣品的VFA和碳酸氫鹽的濃度?？刂破骺梢曰谖妩c滴定法控制滴定裝置滴定，其得出監(jiān)測樣品的VFA和碳酸氫鹽的濃度的具體過程請參閱裝置實施例中的描述，對此不再加以闡述。對于方法實施例而言，由于其基本相應(yīng)于裝置實施例，所以相關(guān)之處參見裝置實施例的部分說明即可。以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上。可以根據(jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現(xiàn)本實施例方案的目的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的情況下，即可以理解并實施。在本發(fā)明所提供的幾個實施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的裝置和方法，在沒有超過本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可以通過其他的方式實現(xiàn)。當前的實施例只是一種示范性的例子， 不應(yīng)該作為限制，所給出的具體內(nèi)容不應(yīng)該限制本申請的目的。例如，所述單元或子單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或多個子單元結(jié)合一起。另外，多個單元可以或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個設(shè)備，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。以上所述僅是本發(fā)明的具體實施方式
，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置，其特征在于，包括滴定裝置、取樣裝置、電磁攪拌樣品池、數(shù)據(jù)采集裝置、控制器；其中所述取樣裝置，用于從厭氧反應(yīng)器中提取監(jiān)測樣品，所述監(jiān)測樣品自動流入所述電磁攪拌樣品池；所述電磁攪拌樣品池，用于對所述監(jiān)測樣品進行攪拌，所述攪拌的開始和結(jié)束由所述控制器控制；所述數(shù)據(jù)采集裝置，用于采集所述電磁攪拌樣品池中監(jiān)測樣品的PH值；所述控制器，用于接收所述PH值，參考所述pH值，控制所述滴定裝置向所述電磁攪拌樣品池中滴定滴定液，確定所述滴定裝置在每個滴定過程所需的滴定液體積和每個滴定過程中監(jiān)測樣品的初始PH值和結(jié)束pH值，分析每個滴定過程所需的滴定液體積、初始pH值和結(jié)束PH值，得出所述監(jiān)測樣品的揮發(fā)性脂肪酸VFA和碳酸氫鹽的濃度，以及控制所述取樣裝置的開啟和閉合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置，其特征在于，還包括排液裝置，用于排出電磁攪拌樣品池中的廢液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置，其特征在于，還包括與所述控制器相連的報警裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置，其特征在于，還包括顯示器，用于顯示所述控制器得出的所述監(jiān)測樣品的揮發(fā)性脂肪酸VFA、碳酸氫鹽的濃度和所述監(jiān)測樣品的PH值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述控制器上安裝有顯示屏，所述顯示屏用于顯示所述控制器得出的所述監(jiān)測樣品的揮發(fā)性脂肪酸VFA、 碳酸氫鹽的濃度和所述監(jiān)測樣品的PH值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項所述的厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述電磁攪拌樣品池包括放置所述監(jiān)測樣品的樣品池；以及位于所述樣品池底端，且由所述控制器控制，用于攪拌所述監(jiān)測樣品的電磁攪拌ο
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述樣品池上設(shè)置有用于密封所述樣品池的橡膠塞；所述樣品池上表面的面積大于下表面的面積。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括探頭的一端插入所述樣品池放置的監(jiān)測樣品內(nèi)，且不接觸所述電磁攪拌器，采集所述監(jiān)測樣品的電信號的PH電極；放大所述電信號的放大器；以及接收所述放大后的電信號，將所述電信號轉(zhuǎn)換為PH值的轉(zhuǎn)換器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項所述的厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述取樣裝置，還用于稀釋提取到的監(jiān)測樣品，稀釋后的監(jiān)測樣品自動流入所述電磁攪拌樣品池。
10. 一種厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測方法，其特征在于，包括控制器控制取樣裝置從厭氧反應(yīng)器中提取監(jiān)測樣品，監(jiān)測樣品自動流入所述電磁攪拌樣品池；所述電磁攪拌樣品池對所述監(jiān)測樣品進行攪拌； 數(shù)據(jù)采集裝置采集所述電磁攪拌樣品池中監(jiān)測樣品的PH值； 所述控制器接收所述PH值，參考所述pH值，控制滴定裝置滴定，確定所述滴定裝置在每個滴定過程中所需的滴定量和每個滴定過程的初始PH值和結(jié)束pH值，分析每個滴定過程所需的滴定液體積、初始PH值和結(jié)束pH值，得出所述監(jiān)測樣品的揮發(fā)性脂肪酸VFA和碳酸氫鹽的濃度。
全文摘要
本發(fā)明公開一種厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置和方法。一種厭氧反應(yīng)器液相參數(shù)監(jiān)測裝置，包括滴定裝置、取樣裝置、電磁攪拌樣品池、數(shù)據(jù)采集裝置、控制器；其中控制器，用于接收pH值，該pH值由數(shù)據(jù)采集裝置采集流入電磁攪拌樣品池，且由取樣裝置從厭氧反應(yīng)器中提取的監(jiān)測樣品的pH值?？刂破鲄⒖紁H值，控制滴定裝置向電磁攪拌樣品池中滴定滴定液，確定滴定裝置在每個滴定過程所需的滴定液體積和每個滴定過程中監(jiān)測樣品的初始pH值和結(jié)束pH值，分析每個滴定過程所需的滴定液體積、初始pH值和結(jié)束pH值，得出監(jiān)測樣品的VFA和碳酸氫鹽的濃度，實現(xiàn)了無人自動化監(jiān)測，從而減少了操作人員工作量，提高工作效率，同時，降低裝置成本。
文檔編號G01N35/00GK102445555SQ201110282078
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者俞漢青, 盛國平, 董方, 趙全保 申請人:中國科學技術(shù)大學