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专利名称：三级跌水曝气净化的实验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及水处理技术领域，尤其是一种三级跌水曝气净化的实验装置。
背景技术：
目前，对于跌水曝气技术的研究所使用的实验装置一般为简易装置，无法真实模拟自然来水，实验条件不易控制，亦无法测定某些重要參数。尤其是现用实验装置只能进行简单的跌水实验，无法进行多因子、多级实验，无法确定各种因子对跌水效果的影响，也无法根据实际情况采用合适的參数进行跌水，从而取得较好的效果。

发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种三级跌水曝气净化的实验装置，该装置不仅能用于多级、多因子跌水曝气实验，还能对各种水质进行现场检测与长期运行的在线检测实验。根据装置及曝气技术，可以确定各因子对跌水曝气效果的影响，从而因地因水质制宜对河水、径流水等污水进行曝气充氧，改善水质。实现本发明目的的具体技术方案是
一种三级跌水曝气净化的实验装置，特点是该装置包括机架、跌水槽、活动板、采样系统、供水系统、回流系统及蓄水池，所述机架由数组上下能够滑动的平台横向排列搭建而成，机架一侧的顶部设有供水管ロ ；跌水槽为设有阶梯底的矩形盒，阶梯底将跌水槽分割成曝气池及跌水区，其跌水区底部设有活动板孔、曝气池底部设有采样接头；活动板为矩形板，其上设有尺寸不同的孔；采样系统由数根管道及数个采样阀门组成，每根管道一端连接ー采样阀门；供水系统包括水泵、变频器、压カ表及流量计，回流系统由增压泵、可调流量阀组成，蓄水池上设有排水阀门；所述机架的数组滑动平台呈阶梯状设置，跌水槽为数件，各跌水槽的曝气池部位设于滑动平台上，跌水槽的跌水区部位对准下ー级跌水槽的曝气池，活动板为数件，分别置于跌水槽的跌水区底部活动板孔内，采样系统的各管道另一端与各跌水槽的采样接头连接，供水系统的水泵经管道与机架顶部的供水管ロ连接，蓄水池设于最后ー级的滑动平台下方，回流系统设于蓄水池内，其增压泵连接一管道，该管道另一端连接供水系统；所述跌水槽的曝气池部位四周设有挡水板；所述活动板上设有大小不等的条形孔或圆形孔，条形孔为间缝活动板，圆形孔为间孔活动板。本发明的有益效果是能够进行跌水曝气的中试实验，进行因子实验(按静态因子和动态因子分别进行试验)。其中，静态因子包括跌水方式、跌水高度、水温、跌水流量、跌水孔类型、气温、大气压强、孔径、孔间距、间缝尺寸、缝间距、溶解氧或需氧量、水质等13项因子。而动态因子包括跌水流量变化、跌水方式变化、水质变化、溶解氧变化等4项。在动态因子研究中，将静态因子变化较快、对曝气效率产生较大影响的因子进行变化动态模拟，整个变化过程作为动态因子考虑，能够系统的进行跌水曝气研究。通过本装置对各因子、各种水质的系统研究，可以确定各因子对跌水效果的影响并检验跌水充氧、污染物消减及其对水质变化适应的能力，从而可以因地因水质制宜设计最优因子组合，获得最优跌水效果，从而改善水质。


图I为本发明结构示意 图2为本发明跌水槽结构示意 图3为本发明间缝活动板结构示意 图4为本发明间孔活动板结构示意 图5为本发明供水系统结构示意 图6为本发明回流系统结构示意图； 图7为本发明工作状态示意图。
具体实施例方式參阅图I 图6，本发明包括机架I、跌水槽2、活动板3、采样系统6、供水系统7、回流系统8及蓄水池9，所述机架I由数组上下能够滑动的平台11横向排列搭建而成，机架I 一侧的顶部设有供水管ロ 13 ;跌水槽2为设有阶梯底的矩形盒，阶梯底将跌水槽2分割成曝气池及跌水区，其跌水区底部设有活动板孔21、曝气池底部设有采样接头22 ;活动板3为矩形板，其上设有尺寸不同的孔；采样系统6由数根管道及数个采样阀门61组成，每根管道一端连接ー采样阀门61 ;供水系统7包括水泵71、变频器72、压カ表73及流量计74，回流系统8由增压泵81、可调流量阀82组成，蓄水池9上设有排水阀门91 ;所述机架I的数组滑动平台11呈阶梯状设置，跌水槽2为数件，各跌水槽2的曝气池部位设置于滑动平台11上，跌水槽2的跌水区部位对准下ー级跌水槽2的曝气池，活动板3为数件，分别置于跌水槽2的跌水区底部活动板孔21内，采样系统6的各管道另一端与各跌水槽2的采样接头22连接，供水系统7的水泵71经管道与机架I顶部的供水管ロ 13连接，蓄水池9设于最后一级的滑动平台11下方，回流系统8设于蓄水池9内，且增压泵81连接一管道，该管道另ー端连接供水系统7。所述跌水槽2的曝气池部位四周设有挡水板4 ;活动板3上设有大小不等的条形孔或圆形孔，条形孔的为间缝活动板31，圆形孔的为间孔活动板32。參阅图7，本发明试验步骤如下
(I)、取实验水300L于供水系统7中，稳定半小时后，从中采500mL水样用于测定其水质，再从中采8L水样，进行饱和溶解氧測定。其測定方法是使用曝气泵进行l_2h曝气并不时测定溶氧量，直至溶氧量不再变化为止。此时水中DO即为饱和溶氧量。测定饱和溶氧量的同时，设置实验水的需氧量，向供水系统7中投加一定量的亚硫酸钠(分析纯，国药，上海)、ニ氯化钴(分析纯，国药，上海)混合试剂控制水中需氧量。毎次实验饱和溶氧量与需氧量均需重新測定与设置。(2)、开启变频器72，调节流量，设置其它因子条件，并记录环境參数，每次实验时，应只改变ー种因子而保持其它因子不变进行实验，并使改变的因子呈现一定的梯度。观察跌水方式、下跌迸溅等并记录。⑶、实验时，应根据采样设计进行时间序列上的采样。从开始有水从第三级跌水端出水始，于第 l、3、5、7、9、10、ll、13、15、20、30、(45、60)min 即在 I 到 4 端采水样 500mL，迅
速进行溶氧、溶氧饱和率、水温的測定，并进行基本水质參数的測定，然后迅速測定水中易变项目NH4+-N、N03_-N、B0D5、Fe2+、S2_。测定后，水样置于瓶中编号冷冻保存以待实验室进一步分析水质状況。实施例I跌高因子控制
进行跌水高度控制时，根据试验设计，调节可调支架上的滑动平台11高度，设置H1、H2、H3。再设置好变频器转速(进水流量)后，开启供水系统7关闭采样端阀门61。水经增压水泵71泵入进水端后，重力跌水分别进入ー级跌水槽、ニ级跌水槽、三级跌水槽，并进入出水端，三级跌水后可以开启阀门91，跌水后的水会被排出；如需进行多级跌水试验，可开启回流系统8的阀门，跌水后的水会被泵入供水系统7，重新进入三级跌水，从而实现多级跌水。三级跌水时，每ー级跌水槽都在下端设有采样端，可以根据采样时间序列安排，分别开启相应的采样端阀门，放出管中积水后采集水样。水样应按三级跌水一般步骤进行測定与保存。实施例2需氧量因子控制
进行需氧量控制时，根据试验设计，调整好跌高、变频器转速(进水流量)及阀门控制后，设置需氧量因子的梯度(本实施例为0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、8.5 mg じ1)。測定原水溶氧量后，根据需氧量梯度计算所需耗氧剂用量(亚硫酸钠(分析纯，国药，上海)、ニ氯化钴(分析纯，国药，上海))。将略超出需用量的亚硫酸钠与ニ氯化钴溶解在烧杯中，再缓慢投加入供水系统7中(投加时，应先投加部分，稳定后測定溶氧量。如不足，应继续投加；如超出，应剧烈搅拌以进行复氧。如此反复)。加入耗氧剂后，搅拌并稳定半小时后測定其溶氧不再变化方可使用。此时其溶氧量与饱和溶氧量之差即为需氧量。而同样需注意的是，耗氧剂不能过量，过量会使得氧总转移系数的測定出现较大误差。然后，按照三级跌水一般步骤进行采样与分析。毎次试验只能进行ー个需氧量级别的因子试验，如要进行不同需氧量梯度的因子试验，需要多次进行。实施例3进水流量因子控制
进行流量控制吋，根据试验设计，设置好各种因子后，设置变频器转速进行进水流量的
控制，具体流量需在设置在其后的流量计读出。在本实施例中，选用德玛生产的I. 5KV的变
频器，其实际得到的转速-流量结果如下
权利要求
1.一种三级跌水曝气净化的实验装置，其特征在于该装置包括机架(I)、跌水槽(2)、活动板(3)、采样系统(6)、供水系统(7)、回流系统(8)及蓄水池(9)，所述机架(I)由数组上下能够滑动的平台(11)横向排列搭建而成，机架(I) 一侧的顶部设有供水管口(13);跌水槽(2)为设有阶梯底的矩形盒，阶梯底将跌水槽(2)分割成曝气池及跌水区，其跌水区底部设有活动板孔(21)、曝气池底部设有采样接头(22);活动板(3)为矩形板，其上设有尺寸不同的孔；采样系统(6)由数根管道及数个采样阀门(61)组成，每根管道一端连接一采样阀门(61);供水系统(7)包括水泵(71)、变频器(72)、压力表(73)及流量计(74)，回流系统(8)由增压泵(81)、可调流量阀(82)组成，蓄水池(9)上设有排水阀门(91);所述机架(I)的数组滑动平台(11)呈阶梯状设置，跌水槽(2 )为数件，各跌水槽(2 )的曝气池部位设置于滑动平台(11)上，跌水槽(2)的跌水区部位对准下一级跌水槽(2)的曝气池，活动板(3)为数件，分别置于跌水槽(2)的跌水区底部活动板孔(21)内，采样系统(6)的各管道另一端与各跌水槽(2)的采样接头(22)连接，供水系统(7)的水泵(71)经管道与机架(I)顶部的供水管口(13)连接，蓄水池(9)设于最后一级的滑动平台(11)下方，回流系统(8)设于蓄水池(9 )内，且增压泵(81)连接一管道，该管道另一端连接供水系统(7 )。
2.根据权利要求I所述的三级跌水曝气净化的实验装置，其特征在于跌水槽(2)的曝气池部位四周设有挡水板(4 )。
3.根据权利要求I所述的三级跌水曝气净化的实验装置，其特征在于活动板(3)上设有大小不等的条形孔或圆形孔，条形孔的为间缝活动板(31)，圆形孔的为间孔活动板(32)。
全文摘要
本发明公开了一种三级跌水曝气净化的实验装置，该装置包括机架、跌水槽、活动板、采样系统、供水系统、回流系统及蓄水池，机架由数组上下能够滑动的平台横向排列搭建而成；跌水槽为设有阶梯底的矩形盒；采样系统由数根管道及数个采样阀门组成；供水系统包括水泵、变频器、压力表及流量计，回流系统由增压泵及可调流量阀组成。本发明可以确定各因子对跌水曝气效果的影响，从而因地因水质制宜对河水、径流水等污水进行曝气充氧，改善水质。
文档编号G01N33/18GK102818883SQ201210258370
公开日2012年12月12日 申请日期2012年7月25日 优先权日2012年7月25日
发明者陈振楼, 毕春娟, 李猛 申请人:华东师范大学