一种絮状淤泥采集装置及絮状淤泥采集方法与流程

1.本发明属于淤泥采样技术领域，特别是涉及一种絮状淤泥采集装置及絮状淤泥采集方法。


背景技术：

2.市政工程污水管道底泥淤积问题对管网的正常运行有着较大的影响，所以，对污水管网中泥样的采样工作在管网监测过程中起着至关重要的作用。但是由于污水管道底泥大部分为污水絮状沉积物(絮状淤泥)，其含水率高，结构强度弱，现有的底泥采样设备流态采样能力差，特别是针对絮状淤泥，根本无法对其进行采集，即泥样会沿着底泥采样设备的夹具缝隙中流失，或受底泥采样设备的影响随水流冲走，且现有的底泥采样设备只适用于河流、湖泊、水库及浅海区等相对开放环境的底泥采样，也无法满足井下有限的作业环境。为了满足市政管网管道底泥采样工作的科学性、代表性、准确性，亟需一种能够对絮状底泥进行采集的装置，解决对絮状淤泥进行采样问题。


技术实现要素：

3.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种采集淤泥能力更强的絮状淤泥采集装置及絮状淤泥采集方法，用于解决现有技术中的底泥采样设备采样能力差效果不好、特别是针对絮状淤泥无法对其进行采集的问题。
4.为实现上述目的及其他相关目的，第一方面，本发明提供一种絮状淤泥采集装置，包括冲泥单元，所述冲泥单元包括进水管和冲泥模块，所述冲泥模块上设有喷射涵道；所述进水管与所述喷射涵道相通；吸泥单元，所述吸泥单元包括出水管和吸泥模块，所述吸泥模块上设有吸样口，所述出水管与所述吸样口相通；且所述冲泥模块和所述吸泥模块之间能够围成一个四周封闭的储泥空间。
5.优选的，所述冲泥模块包括推进块和导流块，所述推进块与所述导流块固定连接，且所述推进块和所述导流块之间构成所述喷射涵道，所述喷射涵道的喷水口朝向所述吸泥模块；所述导流块上设有进水孔，所述进水孔与所述喷射涵道相通，所述进水管固定连接在所述导流块上、并与所述进水孔相通。
6.优选的，所述推进块上设有一内凹的导流槽，所述导流槽的开口朝向所述吸泥模块，所述导流块固定连接在所述导流槽中，且所述导流块的侧壁与所述导流槽的侧壁之间形成所述喷射涵道。
7.优选的，所述导流块通过支架与导流槽的侧壁固定连接，且所述导流块设置在所述导流槽的中部。
8.优选的，所述推进块的上端边缘处设有向吸泥模块且向下延伸的导向裙边，所述导向裙边能引导所述喷射涵道喷出的水流向下喷出。
9.优选的，所述导流槽的中部设有中央导流柱，且所述中央导流柱延伸至所述进水孔中。
10.优选的，所述推进块呈锥形，所述推进块第一端截面的面积小于所述推进块第二端截面的面积，且在所述推进块的第一端设有支撑板。
11.优选的，在所述吸泥模块上还设有出水孔，所述出水孔与所述吸样口相连通，所述出水管与所述出水孔相连通，且所述吸样口包括吸样分离口部，所述出水孔的高度高于所述吸样分离口部的高度。
12.优选的，所述吸泥模块上还设有进水管支撑凹槽。
13.第二方面，本发明还提供一种絮状淤泥采集方法，包括：
14.s1、将冲泥模块和吸泥模块间隔放置在淤泥沉积壁上，所述淤泥沉积壁上沉积有淤泥，冲泥模块和吸泥模块之间形成一个四周封闭的储泥空间，储泥空间中具有待采样的淤泥；
15.s2、进水管向冲泥模块的喷射涵道供水，水经喷射涵道喷向储泥空间中的淤泥；
16.s3、水流冲刷淤泥、形成泥水，利用吸泥模块的吸样口将泥水吸走，并经出水管将泥水导入至采样容器中；
17.s4、滗除采样容器中的泥水中的水，得到淤泥泥样。
18.如上所述，本发明的一种絮状淤泥采集装置及絮状淤泥采集方法，具有以下有益效果：本发明基于上述采集装置及采集方法，通过冲泥单元对位于冲泥模块和吸泥模块所围成的储泥空间中的淤泥进行冲刷，使得淤泥被水流卷起混合成泥水，由于该储泥空间四周是封闭的，混合成的泥水不会向外部流失，进而通过吸泥模块上的吸样口将封堵在储泥空间中的泥水吸走，经出水管导出至设定的容器内，最后，滗除容器内泥水中的水，即而得到淤泥泥样，实现了对淤泥泥样的采集。此种方式解决了现有技术中底泥采样设备通过夹具夹持淤泥，导致淤泥容易从夹具缝隙中流失，流态采集能力差，特别是针对絮状淤泥无法对其进行采集的问题。
附图说明
19.图1为本发明所提供的絮状淤泥采集装置使用时的示意图。
20.图2为本发明所提供的絮状淤泥采集装置使用时的工作示意图。
21.图3为本发明所提供的冲泥单元的三维示意图。
22.图4为本发明所提供的冲泥单元的正视图。
23.图5为本发明所提供的冲泥单元的侧视图。
24.图6为本发明所提供的吸泥单元的三维示意图。
25.图7为本发明所提供的吸泥单元的正视图。
26.图8为本发明所提供的吸泥单元的侧视图。
27.图9为本发明提供的絮状淤泥采集方法的流程图。
28.元件标号说明：
[0029]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
冲泥单元
[0030]
10
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冲泥模块
[0031]
11
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进水管
[0032]
110
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进水孔
[0033]
101
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推进块
[0034]
102
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导流块
[0035]
100
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喷射涵道
[0036]
103
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导流槽
[0037]
104
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导向裙边
[0038]
105
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中央导流柱
[0039]
106
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支架
[0040]
1011
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支撑环
[0041]
1012
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支撑板
[0042]
1013
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配重块
[0043]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
吸泥单元
[0044]
20
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吸泥模块
[0045]
21
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出水管
[0046]
210
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出水孔
[0047]
211
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挡水坎
[0048]
200
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吸样口
[0049]
201
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吸样分离口部
[0050]
202
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进水管支撑槽
[0051]
30
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储泥空间
具体实施方式
[0052]
本发明所附示图的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明发所能产生的功效及所能达到的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容的涵盖范围内。同时，本说明书中所引用的如“前”、“后”、“左”、“右”、“中间”及“第一”、“第二”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或者调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0053]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介相连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0054]
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0055]
本发明提供一种絮状淤泥采集装置，如图1至图8所示，该采集装置包括冲泥单元1和吸泥单元2，该冲泥单元1包括冲泥模块10和进水管11，在该冲泥模块10内设有喷射涵道100，进水管11与该喷射涵道100相通；吸泥单元2包括吸泥模块20和出水管21，在该吸泥模
块20内设有吸样口200，出水管21与该吸样口200相通，且所述冲泥模块10与吸泥模块20能够围成一个四周封闭的储泥空间30。
[0056]
采用本发明的絮状淤泥采集装置采集淤泥泥样时，通过冲泥单元1对位于冲泥模块10和吸泥模块20所围成的储泥空间30中的淤泥进行冲刷，使得淤泥被水流卷起混合成泥水，由于该储泥空间30四周是封闭的，混合成的泥水不会向外部流失，进而通过吸泥模块上的吸样口将封堵在储泥空间中的泥水吸走，经出水管导出至设定的容器内，最后，滗除容器内泥水中的水，即而得到淤泥泥样，实现了对淤泥泥样的采集。该采样设备结构简单，采样效果好，解决了现有技术中底泥采样设备通过夹具夹持淤泥，导致淤泥容易从夹具缝隙中流失，采集能力差，特别是针对絮状淤泥无法对其进行采集的问题。
[0057]
具体的，如图3至图5所示，所述冲泥模块10包括推进块101和与该推进块101固定连接的导流块102，该导流块102与所述推进块101之间成了所述喷射涵道100，考虑到为了能够更好地将淤泥冲刷卷起向吸泥模块20靠近，优选的，在本实施例中，所述喷射涵道100的喷水口朝向吸泥模块20。
[0058]
在一种实施方式中，为了该采集装置应用在污水管道中对淤泥进行采集时，所述冲泥模块10和吸泥模块20能够与管道之间围成一个四周封闭的储泥空间30，即使得冲泥模块10与吸泥模块20能够与污水管道底部相贴合。具体如图3至图8所示，所述冲泥模块10中的推进块101呈锥形，该推进块101截面较大的一端能够与污水管道底部相贴合；所述吸泥模块20上设有呈半环形的挡泥坎211，该半环形挡泥坎211能够与的污水管道底部相贴合，进而所述冲泥模块10的推进块101和吸泥模块20中挡泥坎211与污水管道侧壁之间能够围成一个四周封闭的储泥空间。进一步的，为了在冲泥模块10喷水时，防止冲泥模块10因水流的冲击力的作用发生倾倒，使推进块101更好地与污水管道底部稳定地贴合进行工作，具体的，在推进块101截面较大的一端还设有支撑环1011，在推进块101截面较小的一端设有支撑板1012和配重块1013。在使用时，所述支撑环1011、支撑板1012和配重块1013实现推进块101(即整个冲泥模块)稳定地紧贴污水管道底部进行工作，避免冲泥模块10喷水时因水流冲击力的作用发生倾倒，导致喷射涵道100的喷水口朝向其他方向喷射、及水流冲刷卷起的泥水向储泥空间外部流走造成泥样流失。
[0059]
进一步的，为了使该喷射涵道100的喷水方向与进水管11中的水流方向相反，进而可以使得在该喷射涵道100的喷水口朝向吸泥模块20的同时，进水管11能够与吸泥单元2处于同一侧，以便工作人员能够在同一检查井处就能够将整个装置放入到污水管中，同时能够在一个位置实现对冲泥单元1和吸泥单元2两个单元的操作(例如控制冲泥单元的冲水量和吸泥单元的吸样量)，不必在冲泥单元处和吸泥单元处分别安排人员进行操作，节省人力成本。为了达到此目的，优选的，在本实施例中，具体如图4所示，在推进块101上设有一内凹的导流槽103，该导流槽103的开口朝向所述吸泥模块20，所述导流块102固定连接在该导流槽103中，即该导流块102的侧壁与所述导流槽103的侧壁构成了所述喷射涵道100，且在该导流块102上设有进水孔110，该进水孔110与喷射涵道100相通，进水管11固定连接在该导流块102上且与进水孔110相通。进水管11中的水流在经过进水孔110进入到喷射涵道100中后，受到喷射涵道100的导向作用向与进水管11中的水流方向相反的方向即吸泥模块20的方向喷出。
[0060]
进一步的，为了不使进水管11与污水管道底部的淤泥相接触、进而影响对淤泥泥
样的采集，优选的，在本实施例中，如图6所示，在吸泥模块20上设有进水管支撑槽202。使用时，如图1所示，将进水管11的一端放置在该进水管支撑槽202上，进水管11的一端受到该进水管支撑槽202的支撑、另一端受到与冲泥模块10中的导流块102的支撑，进而将冲泥模块10与吸泥模块20之间的一部分进水管11架起避免了与污水管道底部淤泥的接触，进而避免了对淤泥泥样采集的影响。
[0061]
进一步的，为了使水流从喷射涵道100中以环形喷出，与管道的形状相适配，以便更好地对管道中的淤泥进行冲刷。优选的，如图3和图4所示，在本实施例中，所述导流块102通过支架106固定连接在所述导流槽103的侧壁上、且该导流块102位于导流槽103的中部，且所述导流槽103和所述导流块102均呈锥形，即而该导流块102的侧壁与导流槽103的侧壁之间所构成的喷射涵道的喷水口呈环形。优选的，在本实施例中，所述导流块102通过四个支架固定连接在导流槽103的中部，该四个支架沿导流槽的周向间隔均匀的排列。
[0062]
优选的，为了使喷射涵道100的喷水口上部喷出的水流向下部喷出、以加大对底部淤泥的冲刷力度，减少喷水用量。优选的，在本实施例中，在所述推块101的上端的边缘处还设有向吸泥模块20方向延伸的导向裙边104，该导向裙边104的开口向下，进而引导喷射涵道100的喷水口上部喷出的水流向下喷出、对底部淤泥进行冲刷。
[0063]
进一步的，为了使进水管11中的水流在进入喷射涵道100中更好地以环形散开，优选的，在本实施例中，如图4所示，在导流槽103的中部还设有一中央导流柱105，该中央导流柱105的一端延伸至所述进水孔110中，且该中央导流柱105的中心轴线与进水孔110的中心轴线共线。在进水管11中的水流在通过进水孔110进入到喷射涵道100中时，从进水管11出来的水柱首先受到中央导流柱105的作用，以中央导流柱105为中心以环形散开均匀地流向喷射涵道100中。
[0064]
进一步的，如图6至图8所示，在本实施例中，为了对封堵在储泥空间中的泥水比较均匀的吸取，所述吸样口200为半环形，在吸泥模块20上还设有出水孔210，该出水孔210与吸样口200相连通，且所述吸样口包括吸样分离口部201，所述出水孔210的高度高于吸样分离口部201的高度，所述出水管21与该出水孔210相连通。考虑到，在污水管道底泥中可能还存在少部分的泥沙质淤泥，絮状淤泥会覆盖在该泥沙质淤泥的表面，所以水流冲刷卷起污水管道底泥混合成的泥水中还含有少量的泥沙质淤泥，在本实施例中通过使出水孔210的高度高于吸样分离口部201的高度，在采集污水管道中的絮状淤泥时，通过控制冲泥单元的喷水量(即储泥空间中的水量)，当储泥空间中的水量(泥水)的高度快要没过吸泥模块的高度时，停止喷水，防止储泥空间中的泥水溢过吸泥模块导致泥样流失，然后待静置一段时间，由于絮状淤泥体积微小且轻，泥沙质淤泥体积大且重，冲泥模块冲刷淤泥组成的泥水到达吸样口200处时，泥沙质淤泥会下沉至泥水下部，絮状淤泥会悬浮在泥水的上部，悬浮在泥水的上部的絮状淤泥受到抽水泵的吸力作用经出水口210和出水管21随水一起吸走，而处于出水孔210以下即处于吸样分离口部201的泥水会被滞留在下部无法被吸出，即而实现了将絮状淤泥与泥沙质淤泥进行分离，只将絮状淤泥进行采集的效果。
[0065]
具体的，在本实施例中在所述吸泥模块20的上端边缘处设有液位开关(图中未示出)，该液位开关与水源开关电连接，当储泥空间中的水量达到液位开关的位置时，会触发液位开关发出信号控制水源开关关闭，进而实现自动控制储泥空间中的水量，防止储泥空间中的水量没过吸泥模块，导致泥样流失。
[0066]
具体的讲，在对污水管道中的絮状淤泥进行采集时，如图2所示，首先将该冲泥单元1和吸泥单元2从同一检查井下至污水管道内，然后拉动冲泥模块10至下一检查井处，在此过程中使冲泥模块10略高于污水管道底部的泥面，从而可将泥面上的大块固体垃圾推至下一检查井处，避免在对冲泥模块10和吸泥模块20与管道侧壁之间所围成的储泥空间30中的絮状淤泥进行采集时，位于储泥空间30中的垃圾堵塞住吸泥模块20中的吸样口200、进而影响采集工作。然后使冲泥模块10中喷射涵道100的喷水口与吸泥模块20中的吸样口200相对，进水管接通水源，出水管接通抽水泵，打开水源开关，水流经进水管11和进水孔110进入到喷射涵道100中，然后从喷射涵道100的喷水口喷出对储泥空间30内的底部淤泥进行冲刷卷起混合成泥水，同时在冲泥模块10喷水冲刷淤泥的过程中，拉动进水管11带动冲泥模块10向吸泥模块20缓慢地靠近。当储泥空间30内的水量(泥水)到达液位开关的位置时，此时会触发液位开关发出信号控制水源开关关闭，进而停止了冲泥模块喷水，防止储泥空间中的泥水溢过吸泥模块导致泥样流失，待静置一段时间后，由于絮状淤泥体积微小且轻，泥沙质淤泥体积大且重，所以泥沙质淤泥与絮状淤泥会分开，即泥沙质淤泥会下沉至泥水下部，絮状淤泥会悬浮在泥水的上部，然后开启抽水泵，悬浮在泥水的上部的絮状淤泥受到抽水泵的吸力作用经出水口210和出水管21随水一起吸走并导入采样容器内，当将储泥空间内中的水量(泥水)抽至低于出水孔210时，出水管中没有了水被抽出，然后再开启水源开关，使冲泥模块继续喷水，并继续拉动进水管11使冲泥模块10向吸泥模块20缓慢靠近，继续对储泥空间中的污水管底部淤泥进行冲刷，当储泥空间中的水量再次到达液位开关的位置时，水源被关闭，停止了喷水，待静置一段时间后，再次打开抽水泵将悬浮在泥水上部的絮状淤泥随水一起抽出。经过多次上述操作，将储泥空间中的絮状淤泥抽完。最后，抽出的泥水经过静置沉淀后做滗除处理，即滗除采样容器内泥水中的水，即而得到污水管道中絮状淤泥泥样，实现了对污水管道中絮状淤泥泥样的采集。所以与现有技术相比，本发明的絮状淤泥采样装置结构简单，采集效果好，能够更好地对各类管道中絮状淤泥进行采样，解决了现有技术中底泥采样设备通过夹具夹持淤泥，导致淤泥容易从夹具缝隙中流失，流态采集能力差，特别是针对絮状淤泥无法对其进行采集的问题。
[0067]
如图9所示，本发明还提供一种采用上述絮状淤泥采集装置的絮状淤泥采集方法，包括以下步骤：
[0068]
s1、将冲泥模块和吸泥模块间隔放置在淤泥沉积壁上，所述淤泥沉积壁上沉积有淤泥，冲泥模块和吸泥模块之间形成一个四周封闭的储泥空间，储泥空间中具有待采样的淤泥；
[0069]
s2、进水管向冲泥模块的喷射涵道供水，水经喷射涵道喷向储泥空间中的淤泥；
[0070]
s3、水流冲刷淤泥、形成泥水，利用吸泥模块的吸样口将泥水吸走，并经出水管将泥水导入至采样容器中；
[0071]
s4、滗除采样容器中的泥水中的水，得到淤泥泥样。
[0072]
作为一种优选的实施方式，当对污水管道中絮状淤泥进行采集时，本实施例中的絮状淤泥采集方法更具体的包括以下步骤：
[0073]
s101、将冲泥单元和吸泥单元从同一检查井下至污水管道内；
[0074]
s102、拉动冲泥模块至下一检查井处，在此过程中使冲泥模块略高于泥面，将泥面上的大块固体垃圾推至下一检查井处，且使冲泥模块上的喷射涵道的喷水口与吸泥模块上
的吸样口相对；
[0075]
将泥面上的大块固体垃圾推至下一检查井处，可将冲泥模块和吸泥模块与污水管道侧壁之间所围成的储泥空间中的大块固体垃圾清理至外部，避免了在对储泥空间中的絮状淤泥进行采集时、位于储泥空间中的大块固体垃圾封堵住吸泥模块中的吸样口、进而影响泥样的采集工作。
[0076]
s103、将进水管接通水源、出水管接通抽水泵，水流经进水管进入到冲泥模块中的喷射涵道，然后从喷射涵道的喷水口喷出对储泥空间中的污水管道底泥进行冲刷；
[0077]
s104、拉动进水管带动冲泥模块向吸泥模块缓慢靠近；
[0078]
s105、水流冲刷卷起污水管底泥组合成泥水，该混合成的泥水被封堵在储泥空间内；
[0079]
s106、当储泥空间内的水量(泥水)高度到达液位开关的位置时，液位开关发出信号控制水源开关关闭停止喷水，待静置一段时间后，开启抽水泵，絮状淤泥悬浮在泥水上部受到抽水泵的吸力作用随水经出水管一起吸出导入采样容器中；
[0080]
考虑到，在污水管道底泥中可能还存在少部分的泥沙质淤泥，絮状淤泥覆盖在该泥沙质淤泥的表面，所以水流冲刷卷起管道底泥混合成的泥水中还含有少量的泥沙质淤泥，在本实施例中由于吸泥模块中的出水孔高度高于吸样分离口部的高度，且由于絮状淤泥体积微小且轻，泥沙质淤泥体积大且重，所以待静置一段时间后泥沙质淤泥会下沉至泥水下部，絮状淤泥会悬浮在泥水的上部，然后再开启抽水泵，悬浮在泥水的上部的絮状淤泥受到抽水泵的吸力作用经出水口和出水管随水一起吸走并导入采样容器中，而处于出水孔以下即处于吸样分离口部的泥水会被滞留在下部无法被吸走，即而实现了将絮状淤泥与泥沙质淤泥进行分离，只将絮状淤泥进行采集的效果。
[0081]
s107、当将储泥空间内中的水量(泥水)抽至低于吸泥模块中的出水孔时，再开启水源开关，使冲泥模块继续喷水，并继续拉动进水管11使冲泥模块10向吸泥模块20缓慢靠近，继续对储泥空间中的污水管底部淤泥进行冲刷，当储泥空间中的水量再次到达液位开关的位置时，水源开关被关闭，停止了喷水，待静置一段时间后，再次打开抽水泵将悬浮在泥水上部的絮状淤泥随水一起抽出导入采样容器中。
[0082]
s108、不断重复步骤106和步骤107，将储泥空间中的絮状淤泥抽完。
[0083]
s109、抽出的泥水经静置沉淀后，滗除泥水中的水，得到污水管底絮状淤泥泥样。
[0084]
与现有技术相比，本发明的絮状淤泥采集装置和絮状淤泥采集方法能够对污水管道中的絮状淤泥进行很好的采样收集，采集效果好，解决了现有技术中底泥采样设备通过夹具夹持淤泥，导致淤泥容易从夹具缝隙中流失，采集能力差，特别是针对絮状淤泥无法对其进行采集的问题。
[0085]
综上所述，本发明的一种絮状淤泥采集装置及絮状淤泥采集方法，装置结构简单，采用水流冲刷卷起淤泥，通过水流携带方式对淤泥进行收集，采集效果好，解决了现有技术中底泥采样设备采集能力差，特别是针对絮状淤泥无法对其进行采集的问题，且能够更好地对各类管道中絮状淤泥进行采样。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0086]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因
此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。