一種固體垃圾樣品的采樣器及采樣系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種固體垃圾樣品的采樣器及采樣系統(tǒng)，其中采樣器包括：把手（20）以及自所述把手（20）垂直延伸的鉆桿（21），所述鉆桿（21）表面設(shè)有連續(xù)的螺旋槽（210）。本實用新型提供的固體垃圾樣品的采樣器及采樣系統(tǒng)，采用水平方向鉆取的采樣方式，可獲得同一高度上的垃圾混合樣品，保證了采樣的靈活性和樣品的均勻性及代表性，同時降低了對垃圾填埋裝置運行穩(wěn)定性的影響。
【專利說明】一種固體垃圾樣品的采樣器及采樣系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及垃圾處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種固體垃圾樣品的采樣器及采樣系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]以厭氧微生物處理技術(shù)為基礎(chǔ)的模擬生物反應器填埋工藝已逐漸發(fā)展成為城市生活垃圾的主要處理方式之一。實驗室條件下的厭氧生物反應器填埋研究多采用模擬填埋柱的方式進行，在密閉的模擬柱中填充一定量的混合生活垃圾，控制模擬填埋柱的厭氧條件，通過不同階段的氣體(填埋氣)、液體(滲濾液)及固體(垃圾)樣品的監(jiān)測分析來全面反映監(jiān)測厭氧填埋柱內(nèi)垃圾的降解程度及產(chǎn)甲烷變化。其中，滲濾液以及氣體樣品的采集相對比較簡單，目前實驗室條件下的模擬填埋柱分析也大多集中在這兩個方面。但如何能獲得有代表性的固體垃圾樣品卻較難實現(xiàn)，實驗室條件下的厭氧模擬填埋柱一般規(guī)模較小，固體樣品采集不易實現(xiàn)，現(xiàn)有的相關(guān)研究中鮮有涉及到固相垃圾的取樣及后期的監(jiān)測分析方法。
[0003]固體樣品取樣困難的原因主要有兩個方面:(I)取樣過程中難以保證模擬填埋柱內(nèi)的厭氧環(huán)境。產(chǎn)甲烷菌為嚴格厭氧菌，對環(huán)境條件變化極為敏感。若模擬填埋柱內(nèi)的厭氧環(huán)境受到破壞，混入其中的氧氣將會抑制厭氧微生物的活性，從而降低垃圾降解速率和甲烷產(chǎn)量；此外，為保證垃圾層中微生物菌群分布的穩(wěn)定性，垃圾不可隨意翻動，因此普通的方法一般只能取得表層的垃圾，而取得垃圾層內(nèi)部的固體樣品很困難，所得樣品不具有代表性。(2)固體樣品的采集易破壞填埋柱內(nèi)的水力條件，降低反應器運行的穩(wěn)定性。實際垃圾填埋場的固體取樣多采用豎直管鉆取法，其特點為可以采集到從上到下不同垃圾層高度的所有垃圾樣品。實驗室規(guī)模下的模擬填埋柱如果采用此方法，會造成取樣后的空隙無法恢復，反應器內(nèi)初始均勻水力條件遭到嚴重破壞，滲濾液回流路徑發(fā)生變化，截流現(xiàn)象會影響模擬柱內(nèi)微生物種群的活性，降低生物反應器運行的穩(wěn)定性。
[0004]在實驗室規(guī)模的厭氧生物反應器中，固體樣品采集一般可采用鑷子伸入反應器夾取(反應器壁上帶取樣孔)或者打開反應器直接采集表層樣品。這些方法操作簡單，但也存在較多的缺點，例如垃圾取出比較困難(無法取出粒徑大于孔徑的垃圾的樣品)，且只能取到貼近反應器內(nèi)壁的樣品，缺乏代表性；直接打開反應器頂蓋特別容易破壞反應器的厭氧條件和微生物的活性，且只能取出上層的固體樣品，也不具有代表性。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種科學有效地取得固體垃圾樣品的米樣器及米樣系統(tǒng)。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種固體垃圾樣品的采樣器，包括:把手以及自所述把手垂直延伸的鉆桿，所述鉆桿表面設(shè)有連續(xù)的螺旋槽。
[0007]其中，設(shè)有所述連續(xù)螺旋槽的所述鉆桿的長度a為150-300mm，所述鉆桿的直徑b為20-40mm，所述螺旋槽的槽深c為10_20mm，所述螺旋槽的槽寬d為15_30mm。
[0008]本實用新型還提供一種固體垃圾樣品的采樣系統(tǒng)，包括:
[0009]填埋有垃圾層的垃圾填埋裝置，其按高度從高到低設(shè)有采樣口 ；
[0010]采樣器，用于按所述采樣口高度從高到低依次水平插入所述采樣口，分別獲得不同高度的固體垃圾樣品，包括:把手以及自所述把手垂直延伸的鉆桿，所述鉆桿表面設(shè)有連續(xù)的螺旋槽。
[0011]其中，設(shè)有所述連續(xù)螺旋槽的所述鉆桿的長度a為150-300mm，所述鉆桿的直徑b為20-40mm，所述螺旋槽的槽深c為10_20mm，所述螺旋槽的槽寬d為15_30mm。
[0012]其中，所述采樣器的鉆桿的直徑略小于所述采樣口的直徑。
[0013]本實用新型提供的固體垃圾樣品的采樣器及采樣系統(tǒng)，采用水平方向鉆取的采樣方式，可獲得同一高度上的垃圾混合樣品，保證了采樣的靈活性和樣品的均勻性及代表性，同時降低了對垃圾填埋裝置運行穩(wěn)定性的影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(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實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1是本實用新型實施例一一種固體垃圾樣品的采樣器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是應用本實用新型實施例一一種固體垃圾樣品的采樣器進行采樣的流程示意圖。
[0017]圖3A-3D是應用本實用新型實施例一一種固體垃圾樣品的采樣器進行采樣的各具體過程示意圖。
【具體實施方式】
[0018]以下各實施例的說明是參考附圖，用以示例本實用新型可以用以實施的特定實施例。本實用新型所提到的方向和位置用語，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「內(nèi)」、「外」、「頂部」、「底部」、「側(cè)面」等，僅是參考附圖的方向或位置。因此，使用的方向和位置用語是用以說明及理解本實用新型，而非對本實用新型保護范圍的限制。
[0019]請參照圖1所示，本實用新型實施例一提供一種固體垃圾樣品的采樣器，該采樣器2包括把手20以及自把手20垂直延伸的鉆桿21，鉆桿21表面設(shè)有連續(xù)的螺旋槽210。采樣器2的尺寸可以根據(jù)垃圾填埋裝置的體積及具體的應用場景而定，本實施例中，采樣器2的尺寸范圍為:設(shè)有連續(xù)螺旋槽210的鉆桿21的長度a為150-300mm，鉆桿21的直徑b為20-40mm，螺旋槽210的槽深c為10_20mm，螺旋槽210的槽寬d為15_30mm。鉆桿21設(shè)置螺旋槽210的好處在于，一方面可以在轉(zhuǎn)動采樣器2時，鉆桿21在水平方向螺旋式前進，利于逐漸深入所在高度的垃圾層直至貫穿，在此過程中鉆桿21與垃圾填埋裝置中的垃圾形成一定的剪切力，使固體垃圾樣品粘附在螺旋槽210的槽隙211中；另一方面反向轉(zhuǎn)動采樣器2，可以將粘附在螺旋槽210上的固體垃圾樣品帶出，以便收集。采樣口的直徑略大于鉆桿21的直徑，以降低采樣器2進入垃圾填埋裝置的過程中空氣混入的可能性，保證垃圾填埋裝置內(nèi)的厭氧條件不會受到較大影響。
[0020]在實際垃圾填埋場中，特定采樣點固體樣品的獲取一般是使用豎直管插入固體垃圾層中，因為實際填埋規(guī)模比較大，垂直插入一般不會對周圍垃圾層以及填埋場整體的穩(wěn)定性造成影響。但是在實驗室條件下的小型垃圾填埋裝置中，垂直取樣會留下一定的取樣空間，該取樣空間相對垃圾填埋裝置內(nèi)的垃圾層不能忽略且會保留較長時間，因此會破壞微生物群落的分布和垃圾填埋裝置的穩(wěn)定性，同時會影響其水力條件，破壞滲濾液的均勻流動。因此，本實用新型提供的固體垃圾樣品的采樣器，采用螺旋式水平鉆取采樣方式，尤其適用于實驗室規(guī)模的垃圾填埋裝置的固體采樣。
[0021]將本實用新型實施例一提供的固體垃圾樣品的采樣器，應用到固體采樣中，改進了現(xiàn)有豎直管鉆取法的自上向下的豎直方向采樣方式，變?yōu)樗椒较蜚@取的采樣方式，具體的工作過程，請參照圖2所示，包括如下步驟:
[0022]步驟SI，在垃圾填埋裝置不同高度處設(shè)置采樣口 ；
[0023]步驟S2，將采樣器水平插入采樣口，轉(zhuǎn)動采樣器直至貫穿所在高度的垃圾層；
[0024]步驟S3，反向轉(zhuǎn)動采樣器直至從采樣口脫離；
[0025]步驟S4，收集采樣器上的固體垃圾樣品。
[0026]上述步驟S2-S4按照采樣口的高度，從高到低依次執(zhí)行，即先在高度最高的采樣口插入采樣器，實施轉(zhuǎn)動-貫穿-反向轉(zhuǎn)動-取出-收集步驟，便完成了在該高度的采樣。然后再在高度次之的采樣口繼續(xù)執(zhí)行步驟S2-S4，直至所有高度的樣品采集完畢，采樣結(jié)束。按照采樣口的高度從高到低進行采樣，可以減小采樣誤差，真實反映該采樣口對應高度垃圾層的垃圾降解程度及產(chǎn)甲烷變化等情況。如果從下方的采樣口開始采樣的話，位于采樣口上方的垃圾層在重力作用下下降，導致垃圾層錯位，與實際不符，在該高度采集取得的固體垃圾樣品并不是該高度對應的垃圾層的樣品，并且高度越高的采樣口其采樣誤差就越大。
[0027]需要說明的是，步驟SI是設(shè)置步驟，并不是每次采樣均須執(zhí)行該步驟，在垃圾填埋裝置不同高度處設(shè)置采樣口后，采樣只需執(zhí)行步驟S2-S4即可。
[0028]如圖3A-3D所示，為應用本實用新型實施例一的固體垃圾樣品的采樣器進行采樣的各具體過程示意圖。
[0029]首先，如圖3A所示，在垃圾填埋裝置I上設(shè)置不同高度的采樣口 10，其直徑略大于采樣器2的鉆桿21的直徑，在保證采樣器2順利插入垃圾填埋裝置I的同時，盡可能防止空氣進入垃圾填埋裝置I反應器而影響其穩(wěn)定性。
[0030]然后如圖3B所示，采樣器2從某一高度的采樣口 10插入，充分轉(zhuǎn)動，通過采樣器2與對應高度的垃圾層形成的剪切力，使固體垃圾樣品能夠粘附在采樣器2的螺旋槽210的槽隙211中，并直至貫穿所在高度的垃圾層，這樣能夠采集到完整反映該高度垃圾層垃圾降解程度及產(chǎn)甲烷變化情況的固體垃圾樣品。
[0031]再如圖3C所示，反向轉(zhuǎn)動采樣器2，使之慢慢抽離出垃圾填埋裝置1，固體垃圾樣品11也隨之攜帶出來。然后如圖3D所示，清理采樣器2的槽隙211內(nèi)的固體垃圾樣品11，放入樣品袋中密封保存，此高度采樣結(jié)束，關(guān)閉采樣口以保證垃圾填埋裝置的密閉性。
[0032]重復上述過程，進行下一高度采樣口固體樣品的采集。以此類推，從上到下依次進行。[0033]結(jié)合前述附圖所示，本實用新型實施例二提供一種固體垃圾樣品的采樣系統(tǒng)，包括:
[0034]填埋有垃圾層的垃圾填埋裝置1，其按高度從高到低設(shè)有采樣口 10 ；
[0035]采樣器2，用于按采樣口 10高度從高到低依次水平插入采樣口 10，分別獲得不同高度的固體垃圾樣品，包括:把手20以及自把手20垂直延伸的鉆桿21，鉆桿21表面設(shè)有連續(xù)的螺旋槽210。采樣器2的尺寸可以根據(jù)垃圾填埋裝置的體積及具體的應用場景而定，本實施例中，采樣器2的尺寸范圍為:設(shè)有連續(xù)螺旋槽210的鉆桿21的長度a為150_300_，鉆桿21的直徑b為20-40_，螺旋槽210的槽深c為10_20_，螺旋槽210的槽寬d為15_30mm。米樣器2的鉆桿21的直徑略小于米樣口 10的直徑,這樣,米樣器2進入垃圾填埋裝置I的過程中空氣混入的可能性大大降低，可以保證垃圾填埋裝置I內(nèi)的厭氧條件不會受到較大影響。
[0036]利用本實施例的采樣器及采樣系統(tǒng)采集固體垃圾樣品有以下幾個優(yōu)點:
[0037]—、可以根據(jù)實驗分析需要在垃圾填埋裝置的不同高度設(shè)置采樣口。與豎直管取樣方法相比，盡可能地減少了反應器內(nèi)垃圾量的減少，降低了對垃圾填埋裝置運行穩(wěn)定性的影響；而與上層取樣和小范圍鑷取法相比，高度的靈活性和樣品的均勻性也得到了保證；
[0038]二、采樣器直徑的選擇需與采樣口直徑相適應，通常采樣器的直徑略小于采樣口的直徑，這樣，采樣器進入垃圾填埋裝置的過程中空氣混入的可能性大大降低，可以保證垃圾填埋裝置內(nèi)的厭氧條件不會受到較大影響；另外在采樣口直徑設(shè)置合適，尺寸相對比較小的情況下，取得固體樣品的同時可盡可能地減少對垃圾填埋裝置內(nèi)微生物穩(wěn)定群落和結(jié)構(gòu)的破壞，保證其順利運行；
[0039]三、采樣器可伸入到垃圾填埋裝置內(nèi)部進行采樣，因此能獲得垃圾填埋裝置內(nèi)部同一高度的固體垃圾樣品，所取樣品具有很高的代表性；
[0040]四、在實驗室小型垃圾填埋裝置中，本實用新型實施例的水平采樣后留下的采樣空隙(即采樣器2的螺旋槽21鉆過垃圾層留下的空隙)，可在上層垃圾重力作用下逐漸壓實恢復到采樣前的穩(wěn)定狀態(tài)。因此與垂直取樣相比，水平采樣可減少對垃圾層水力條件和微生物穩(wěn)定性的影響，保證垃圾填埋裝置的正常工作。
[0041]本實用新型可廣泛用于實驗室規(guī)模裝置以及堆肥發(fā)酵罐等中小型反應器的固體采樣。
[0042]以上所揭露的僅為本實用新型較佳實施例而已，當然不能以此來限定本實用新型之權(quán)利范圍，因此依本實用新型權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本實用新型所涵蓋的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種固體垃圾樣品的采樣器，其特征在于，包括:把手(20)以及自所述把手(20)垂直延伸的鉆桿(21)，所述鉆桿(21)表面設(shè)有連續(xù)的螺旋槽(210)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采樣器，其特征在于，設(shè)有所述連續(xù)螺旋槽(210)的所述鉆桿(21)的長度a為150-300_，所述鉆桿(21)的直徑b為20_40_，所述螺旋槽(210)的槽深c為10-20mm，所述螺旋槽(210)的槽寬d為15_30臟。
3.—種固體垃圾樣品的采樣系統(tǒng)，其特征在于，包括: 填埋有垃圾層的垃圾填埋裝置(1)，其按高度從高到低設(shè)有采樣口(10)； 采樣器(2)，用于按所述采樣口( 10)高度從高到低依次水平插入所述采樣口( 10)，分別獲得不同高度的固體垃圾樣品，包括:把手(20)以及自所述把手(20)垂直延伸的鉆桿(21)，所述鉆桿(21)表面設(shè)有連續(xù)的螺旋槽(210 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的采樣系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)有所述連續(xù)螺旋槽(210)的所述鉆桿(21)的長度a為150-300mm，所述鉆桿(21)的直徑b為20_40mm，所述螺旋槽(210)的槽深c為10-20mm，所述螺旋槽(210)的槽寬d為15_30mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的采樣系統(tǒng)，其特征在于，所述采樣器(2)的鉆桿(21)的直徑略小于所述米樣口(10)的直徑。
【文檔編號】G01N1/04GK203745223SQ201420054798
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月28日
【發(fā)明者】徐期勇, 夏旦凌, 田穎, 金瀟 申請人:北京大學深圳研究生院