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(shí)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(shí)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(shí)降低了對(duì)垃圾填埋裝置運(yùn)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(shí)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(yīng)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(shí)驗(yàn)室條件下的厭氧生物反應(yīng)器填埋研究多采用模擬填埋柱的方式進(jìn)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(cè)分析來全面反映監(jiān)測(cè)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(duì)比較簡單，目前實(shí)驗(yàn)室條件下的模擬填埋柱分析也大多集中在這兩個(gè)方面。但如何能獲得有代表性的固體垃圾樣品卻較難實(shí)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)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(shí)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(cè)分析方法。
[0003]固體樣品取樣困難的原因主要有兩個(gè)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(yán)格厭氧菌，對(duì)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(huì)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(dòng)，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(yīng)器運(yùn)行的穩(wěn)定性。實(shí)際垃圾填埋場(chǎng)的固體取樣多采用豎直管鉆取法，其特點(diǎn)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(shí)驗(yàn)室規(guī)模下的模擬填埋柱如果采用此方法，會(huì)造成取樣后的空隙無法恢復(fù)，反應(yīng)器內(nèi)初始均勻水力條件遭到嚴(yán)重破壞，滲濾液回流路徑發(fā)生變化，截流現(xiàn)象會(huì)影響模擬柱內(nèi)微生物種群的活性，降低生物反應(yīng)器運(yùn)行的穩(wěn)定性。
[0004]在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的厭氧生物反應(yīng)器中，固體樣品采集一般可采用鑷子伸入反應(yīng)器夾取(反應(yīng)器壁上帶取樣孔)或者打開反應(yīng)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(diǎn)，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(yīng)器內(nèi)壁的樣品，缺乏代表性；直接打開反應(yīng)器頂蓋特別容易破壞反應(yīng)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(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種科學(xué)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)降低了對(duì)垃圾填埋裝置運(yùn)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(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)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(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)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(shí)用新型實(shí)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(yīng)用本實(shí)用新型實(shí)施例一一種固體垃圾樣品的采樣器進(jìn)行采樣的流程示意圖。
[0017]圖3A-3D是應(yīng)用本實(shí)用新型實(shí)施例一一種固體垃圾樣品的采樣器進(jìn)行采樣的各具體過程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下各實(shí)施例的說明是參考附圖，用以示例本實(shí)用新型可以用以實(shí)施的特定實(shí)施例。本實(shí)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」、「?jìng)?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(shí)用新型，而非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制。
[0019]請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，本實(shí)用新型實(shí)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(yīng)用場(chǎng)景而定，本實(shí)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(dòng)采樣器2時(shí)，鉆桿21在水平方向螺旋式前進(jìn)，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(dòng)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(jìn)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(huì)受到較大影響。
[0020]在實(shí)際垃圾填埋場(chǎng)中，特定采樣點(diǎn)固體樣品的獲取一般是使用豎直管插入固體垃圾層中，因?yàn)閷?shí)際填埋規(guī)模比較大，垂直插入一般不會(huì)對(duì)周圍垃圾層以及填埋場(chǎng)整體的穩(wěn)定性造成影響。但是在實(shí)驗(yàn)室條件下的小型垃圾填埋裝置中，垂直取樣會(huì)留下一定的取樣空間，該取樣空間相對(duì)垃圾填埋裝置內(nèi)的垃圾層不能忽略且會(huì)保留較長時(shí)間，因此會(huì)破壞微生物群落的分布和垃圾填埋裝置的穩(wěn)定性，同時(shí)會(huì)影響其水力條件，破壞滲濾液的均勻流動(dòng)。因此，本實(shí)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(shí)驗(yàn)室規(guī)模的垃圾填埋裝置的固體采樣。
[0021]將本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的固體垃圾樣品的采樣器，應(yīng)用到固體采樣中，改進(jìn)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(qǐng)參照?qǐng)D2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(dòng)采樣器直至貫穿所在高度的垃圾層；
[0024]步驟S3，反向轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)施轉(zhuǎn)動(dòng)-貫穿-反向轉(zhuǎn)動(dòng)-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(jìn)行采樣，可以減小采樣誤差，真實(shí)反映該采樣口對(duì)應(yīng)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(dǎo)致垃圾層錯(cuò)位，與實(shí)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(duì)應(yīng)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(yīng)用本實(shí)用新型實(shí)施例一的固體垃圾樣品的采樣器進(jìn)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(shí)，盡可能防止空氣進(jìn)入垃圾填埋裝置I反應(yīng)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(dòng)，通過采樣器2與對(duì)應(yīng)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(dòng)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?dāng)y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(fù)上述過程，進(jìn)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(jìn)行。[0033]結(jié)合前述附圖所示，本實(shí)用新型實(shí)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(yīng)用場(chǎng)景而定，本實(shí)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(jìn)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(huì)受到較大影響。
[0036]利用本實(shí)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(gè)優(yōu)點(diǎn):
[0037]—、可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(yīng)器內(nèi)垃圾量的減少，降低了對(duì)垃圾填埋裝置運(yùn)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(yīng)，通常采樣器的直徑略小于采樣口的直徑，這樣，采樣器進(jìn)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(huì)受到較大影響；另外在采樣口直徑設(shè)置合適，尺寸相對(duì)比較小的情況下，取得固體樣品的同時(shí)可盡可能地減少對(duì)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(yùn)行；
[0039]三、采樣器可伸入到垃圾填埋裝置內(nèi)部進(jìn)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(shí)驗(yàn)室小型垃圾填埋裝置中，本實(shí)用新型實(shí)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(shí)恢復(fù)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(duì)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(shí)用新型可廣泛用于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模裝置以及堆肥發(fā)酵罐等中小型反應(yīng)器的固體采樣。
[0042]以上所揭露的僅為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本實(shí)用新型之權(quán)利范圍，因此依本實(shí)用新型權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本實(shí)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(hào)】G01N1/04GK203745223SQ201420054798
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)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(qǐng)人:北京大學(xué)深圳研究生院