專利名稱：三級跌水曝氣凈化的實驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種三級跌水曝氣凈化的實驗裝置。
背景技術(shù)：
目前，對于跌水曝氣技術(shù)的研究所使用的實驗裝置一般為簡易裝置，無法真實模擬自然來水，實驗條件不易控制，亦無法測定某些重要參數(shù)。尤其是現(xiàn)用實驗裝置只能進行簡單的跌水實驗，無法進行多因子、多級實驗，無法確定各種因子對跌水效果的影響，也無法根據(jù)實際情況采用合適的參數(shù)進行跌水，從而取得較好的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供的一種三級跌水曝氣凈化的實驗裝置，該裝置不僅能用于多級、多因子跌水曝氣實驗，還能對各種水質(zhì)進行現(xiàn)場檢測與長期運行的在線檢測實驗。根據(jù)裝置及曝氣技術(shù)，可以確定各因子對跌水曝氣效果的影響，從而因地因水質(zhì)制宜對河水、徑流水等污水進行曝氣充氧，改善水質(zhì)。實現(xiàn)本發(fā)明目的的具體技術(shù)方案是
一種三級跌水曝氣凈化的實驗裝置，特點是該裝置包括機架、跌水槽、活動板、采樣系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、回流系統(tǒng)及蓄水池，所述機架由數(shù)組上下能夠滑動的平臺橫向排列搭建而成，機架一側(cè)的頂部設(shè)有供水管ロ ；跌水槽為設(shè)有階梯底的矩形盒，階梯底將跌水槽分割成曝氣池及跌水區(qū)，其跌水區(qū)底部設(shè)有活動板孔、曝氣池底部設(shè)有采樣接頭；活動板為矩形板，其上設(shè)有尺寸不同的孔；采樣系統(tǒng)由數(shù)根管道及數(shù)個采樣閥門組成，每根管道一端連接ー采樣閥門；供水系統(tǒng)包括水泵、變頻器、壓カ表及流量計，回流系統(tǒng)由增壓泵、可調(diào)流量閥組成，蓄水池上設(shè)有排水閥門；所述機架的數(shù)組滑動平臺呈階梯狀設(shè)置，跌水槽為數(shù)件，各跌水槽的曝氣池部位設(shè)于滑動平臺上，跌水槽的跌水區(qū)部位對準下ー級跌水槽的曝氣池，活動板為數(shù)件，分別置于跌水槽的跌水區(qū)底部活動板孔內(nèi)，采樣系統(tǒng)的各管道另一端與各跌水槽的采樣接頭連接，供水系統(tǒng)的水泵經(jīng)管道與機架頂部的供水管ロ連接，蓄水池設(shè)于最后ー級的滑動平臺下方，回流系統(tǒng)設(shè)于蓄水池內(nèi)，其增壓泵連接一管道，該管道另一端連接供水系統(tǒng)；所述跌水槽的曝氣池部位四周設(shè)有擋水板；所述活動板上設(shè)有大小不等的條形孔或圓形孔，條形孔為間縫活動板，圓形孔為間孔活動板。本發(fā)明的有益效果是能夠進行跌水曝氣的中試實驗，進行因子實驗(按靜態(tài)因子和動態(tài)因子分別進行試驗)。其中，靜態(tài)因子包括跌水方式、跌水高度、水溫、跌水流量、跌水孔類型、氣溫、大氣壓強、孔徑、孔間距、間縫尺寸、縫間距、溶解氧或需氧量、水質(zhì)等13項因子。而動態(tài)因子包括跌水流量變化、跌水方式變化、水質(zhì)變化、溶解氧變化等4項。在動態(tài)因子研究中，將靜態(tài)因子變化較快、對曝氣效率產(chǎn)生較大影響的因子進行變化動態(tài)模擬，整個變化過程作為動態(tài)因子考慮，能夠系統(tǒng)的進行跌水曝氣研究。通過本裝置對各因子、各種水質(zhì)的系統(tǒng)研究，可以確定各因子對跌水效果的影響并檢驗跌水充氧、污染物消減及其對水質(zhì)變化適應(yīng)的能力，從而可以因地因水質(zhì)制宜設(shè)計最優(yōu)因子組合，獲得最優(yōu)跌水效果，從而改善水質(zhì)。


圖I為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明跌水槽結(jié)構(gòu)示意 圖3為本發(fā)明間縫活動板結(jié)構(gòu)示意 圖4為本發(fā)明間孔活動板結(jié)構(gòu)示意 圖5為本發(fā)明供水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意 圖6為本發(fā)明回流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7為本發(fā)明工作狀態(tài)示意圖。
具體實施例方式參閱圖I 圖6，本發(fā)明包括機架I、跌水槽2、活動板3、采樣系統(tǒng)6、供水系統(tǒng)7、回流系統(tǒng)8及蓄水池9，所述機架I由數(shù)組上下能夠滑動的平臺11橫向排列搭建而成，機架I 一側(cè)的頂部設(shè)有供水管ロ 13 ;跌水槽2為設(shè)有階梯底的矩形盒，階梯底將跌水槽2分割成曝氣池及跌水區(qū)，其跌水區(qū)底部設(shè)有活動板孔21、曝氣池底部設(shè)有采樣接頭22 ;活動板3為矩形板，其上設(shè)有尺寸不同的孔；采樣系統(tǒng)6由數(shù)根管道及數(shù)個采樣閥門61組成，每根管道一端連接ー采樣閥門61 ;供水系統(tǒng)7包括水泵71、變頻器72、壓カ表73及流量計74，回流系統(tǒng)8由增壓泵81、可調(diào)流量閥82組成，蓄水池9上設(shè)有排水閥門91 ;所述機架I的數(shù)組滑動平臺11呈階梯狀設(shè)置，跌水槽2為數(shù)件，各跌水槽2的曝氣池部位設(shè)置于滑動平臺11上，跌水槽2的跌水區(qū)部位對準下ー級跌水槽2的曝氣池，活動板3為數(shù)件，分別置于跌水槽2的跌水區(qū)底部活動板孔21內(nèi)，采樣系統(tǒng)6的各管道另一端與各跌水槽2的采樣接頭22連接，供水系統(tǒng)7的水泵71經(jīng)管道與機架I頂部的供水管ロ 13連接，蓄水池9設(shè)于最后一級的滑動平臺11下方，回流系統(tǒng)8設(shè)于蓄水池9內(nèi)，且增壓泵81連接一管道，該管道另ー端連接供水系統(tǒng)7。所述跌水槽2的曝氣池部位四周設(shè)有擋水板4 ;活動板3上設(shè)有大小不等的條形孔或圓形孔，條形孔的為間縫活動板31，圓形孔的為間孔活動板32。參閱圖7，本發(fā)明試驗步驟如下
(I)、取實驗水300L于供水系統(tǒng)7中，穩(wěn)定半小時后，從中采500mL水樣用于測定其水質(zhì)，再從中采8L水樣，進行飽和溶解氧測定。其測定方法是使用曝氣泵進行l(wèi)_2h曝氣并不時測定溶氧量，直至溶氧量不再變化為止。此時水中DO即為飽和溶氧量。測定飽和溶氧量的同時，設(shè)置實驗水的需氧量，向供水系統(tǒng)7中投加一定量的亞硫酸鈉(分析純，國藥，上海)、ニ氯化鈷(分析純，國藥，上海)混合試劑控制水中需氧量。毎次實驗飽和溶氧量與需氧量均需重新測定與設(shè)置。(2)、開啟變頻器72，調(diào)節(jié)流量，設(shè)置其它因子條件，并記錄環(huán)境參數(shù)，每次實驗時，應(yīng)只改變ー種因子而保持其它因子不變進行實驗，并使改變的因子呈現(xiàn)一定的梯度。觀察跌水方式、下跌迸濺等并記錄。⑶、實驗時，應(yīng)根據(jù)采樣設(shè)計進行時間序列上的采樣。從開始有水從第三級跌水端出水始，于第 l、3、5、7、9、10、ll、13、15、20、30、(45、60)min 即在 I 到 4 端采水樣 500mL，迅
速進行溶氧、溶氧飽和率、水溫的測定，并進行基本水質(zhì)參數(shù)的測定，然后迅速測定水中易變項目NH4+-N、N03_-N、B0D5、Fe2+、S2_。測定后，水樣置于瓶中編號冷凍保存以待實驗室進一步分析水質(zhì)狀況。實施例I跌高因子控制
進行跌水高度控制時，根據(jù)試驗設(shè)計，調(diào)節(jié)可調(diào)支架上的滑動平臺11高度，設(shè)置H1、H2、H3。再設(shè)置好變頻器轉(zhuǎn)速(進水流量)后，開啟供水系統(tǒng)7關(guān)閉采樣端閥門61。水經(jīng)增壓水泵71泵入進水端后，重力跌水分別進入ー級跌水槽、ニ級跌水槽、三級跌水槽，并進入出水端，三級跌水后可以開啟閥門91，跌水后的水會被排出；如需進行多級跌水試驗，可開啟回流系統(tǒng)8的閥門，跌水后的水會被泵入供水系統(tǒng)7，重新進入三級跌水，從而實現(xiàn)多級跌水。三級跌水時，每ー級跌水槽都在下端設(shè)有采樣端，可以根據(jù)采樣時間序列安排，分別開啟相應(yīng)的采樣端閥門，放出管中積水后采集水樣。水樣應(yīng)按三級跌水一般步驟進行測定與保存。實施例2需氧量因子控制
進行需氧量控制時，根據(jù)試驗設(shè)計，調(diào)整好跌高、變頻器轉(zhuǎn)速(進水流量)及閥門控制后，設(shè)置需氧量因子的梯度(本實施例為0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、8.5 mg じ1)。測定原水溶氧量后，根據(jù)需氧量梯度計算所需耗氧劑用量(亞硫酸鈉(分析純，國藥，上海)、ニ氯化鈷(分析純，國藥，上海))。將略超出需用量的亞硫酸鈉與ニ氯化鈷溶解在燒杯中，再緩慢投加入供水系統(tǒng)7中(投加時，應(yīng)先投加部分，穩(wěn)定后測定溶氧量。如不足，應(yīng)繼續(xù)投加；如超出，應(yīng)劇烈攪拌以進行復(fù)氧。如此反復(fù))。加入耗氧劑后，攪拌并穩(wěn)定半小時后測定其溶氧不再變化方可使用。此時其溶氧量與飽和溶氧量之差即為需氧量。而同樣需注意的是，耗氧劑不能過量，過量會使得氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)的測定出現(xiàn)較大誤差。然后，按照三級跌水一般步驟進行采樣與分析。毎次試驗只能進行ー個需氧量級別的因子試驗，如要進行不同需氧量梯度的因子試驗，需要多次進行。實施例3進水流量因子控制
進行流量控制吋，根據(jù)試驗設(shè)計，設(shè)置好各種因子后，設(shè)置變頻器轉(zhuǎn)速進行進水流量的
控制，具體流量需在設(shè)置在其后的流量計讀出。在本實施例中，選用德瑪生產(chǎn)的I. 5KV的變
頻器，其實際得到的轉(zhuǎn)速-流量結(jié)果如下
權(quán)利要求
1.一種三級跌水曝氣凈化的實驗裝置，其特征在于該裝置包括機架(I)、跌水槽(2)、活動板(3)、采樣系統(tǒng)(6)、供水系統(tǒng)(7)、回流系統(tǒng)(8)及蓄水池(9)，所述機架(I)由數(shù)組上下能夠滑動的平臺(11)橫向排列搭建而成，機架(I) 一側(cè)的頂部設(shè)有供水管口(13);跌水槽(2)為設(shè)有階梯底的矩形盒，階梯底將跌水槽(2)分割成曝氣池及跌水區(qū)，其跌水區(qū)底部設(shè)有活動板孔(21)、曝氣池底部設(shè)有采樣接頭(22);活動板(3)為矩形板，其上設(shè)有尺寸不同的孔；采樣系統(tǒng)(6)由數(shù)根管道及數(shù)個采樣閥門(61)組成，每根管道一端連接一采樣閥門(61);供水系統(tǒng)(7)包括水泵(71)、變頻器(72)、壓力表(73)及流量計(74)，回流系統(tǒng)(8)由增壓泵(81)、可調(diào)流量閥(82)組成，蓄水池(9)上設(shè)有排水閥門(91);所述機架(I)的數(shù)組滑動平臺(11)呈階梯狀設(shè)置，跌水槽(2 )為數(shù)件，各跌水槽(2 )的曝氣池部位設(shè)置于滑動平臺(11)上，跌水槽(2)的跌水區(qū)部位對準下一級跌水槽(2)的曝氣池，活動板(3)為數(shù)件，分別置于跌水槽(2)的跌水區(qū)底部活動板孔(21)內(nèi)，采樣系統(tǒng)(6)的各管道另一端與各跌水槽(2)的采樣接頭(22)連接，供水系統(tǒng)(7)的水泵(71)經(jīng)管道與機架(I)頂部的供水管口(13)連接，蓄水池(9)設(shè)于最后一級的滑動平臺(11)下方，回流系統(tǒng)(8)設(shè)于蓄水池(9 )內(nèi)，且增壓泵(81)連接一管道，該管道另一端連接供水系統(tǒng)(7 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三級跌水曝氣凈化的實驗裝置，其特征在于跌水槽(2)的曝氣池部位四周設(shè)有擋水板(4 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三級跌水曝氣凈化的實驗裝置，其特征在于活動板(3)上設(shè)有大小不等的條形孔或圓形孔，條形孔的為間縫活動板(31)，圓形孔的為間孔活動板(32)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種三級跌水曝氣凈化的實驗裝置，該裝置包括機架、跌水槽、活動板、采樣系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、回流系統(tǒng)及蓄水池，機架由數(shù)組上下能夠滑動的平臺橫向排列搭建而成；跌水槽為設(shè)有階梯底的矩形盒；采樣系統(tǒng)由數(shù)根管道及數(shù)個采樣閥門組成；供水系統(tǒng)包括水泵、變頻器、壓力表及流量計，回流系統(tǒng)由增壓泵及可調(diào)流量閥組成。本發(fā)明可以確定各因子對跌水曝氣效果的影響，從而因地因水質(zhì)制宜對河水、徑流水等污水進行曝氣充氧，改善水質(zhì)。
文檔編號G01N33/18GK102818883SQ201210258370
公開日2012年12月12日 申請日期2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月25日
發(fā)明者陳振樓, 畢春娟, 李猛 申請人:華東師范大學(xué)