[發明專利]一種多功能污水處理動力學實驗裝置與方法

在審

• 申請號: 201811471879.2
• 申請日: 2018-12-04
• 公開（公告）號: CN109502744A
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 李蕓;王斌;李澤兵;李朝明;王東亮;李尋;許丹
• 申請（專利權）人: 東華理工大學
• 主分類號: C02F3/12
• 分類號: C02F3/12;C02F3/28
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務所(普通合伙) 11548
• 代理人: 李靜

本發明公開了一種多功能污水處理動力學實驗裝置與方法，包括氮氣瓶、空氣曝氣機、閥門a、閥門b、轉子流量計、進氣管、取樣管、溫度計、排氣管、轉子、磁力攪拌器、水封、恒溫箱和反應容器，所述反應容器置于磁力攪拌器上，反應容器里面放置有轉子，磁力攪拌器驅動反應容器中的轉子進行攪拌，轉速可調，范圍在0?1500轉/min之間；所述反應容器采用500mL無色或棕色廣口瓶，瓶口采用10號橡膠塞密封；本發明可根據實驗要求，靈活控制實驗條件，對多種污水處理微生物動力學反應進行測定，實現多功能化；實驗條件可通過調節閥門、旋鈕或按鈕來控制，操作簡單，便于控制；充分考慮環境因素對動力學實驗的影響，實驗誤差小。

技術領域

本發明涉及污水處理技術領域，具體是一種多功能污水處理動力學實驗裝置與方法。

背景技術

動力學實驗研究方法是通過實驗測定和數據處理以獲得表征動力學或表觀動力學模型及模型參數的方法。動力學實驗最早是應用在化學反應工程中，在化學反應工程的發展過程中，為滿足反應過程開發和反應器設計的需要，建立了多種動力學實驗研究方法。而后將動力學實驗應用在水處理方向。

在污水處理的研究中，常常會考察各種反應的污染物質去除或者毒性物質抑制的反應動力學，比如，吸附動力學、基質降解動力學、毒性物質抑制動力學等。那么在研究反應動力學過程中，就需要通過批次實驗進行考察。目前，由于各個反應的原理和條件不同，在進行動力學實驗過程中采用的實驗裝置也不盡相同，甚至在同一種類型的動力學實驗中所采用的實驗裝置也不相同。比如在吸附動力學的研究中，有采用燒杯的，有采用錐形瓶的，也有采用血清瓶的，等等；另外，在硝化等過程中基質降解是有氧條件——需要曝空氣，而在反硝化等過程中基質降解是厭氧條件——需要曝氮氣等。而且動力學實驗很容易受到外界條件的影響，采用不同的實驗裝置會對實驗結果產生一定影響，從而造成實驗結果偏離較大。

針對上述問題，本發明能夠根據不同反應動力學實驗所需要的條件進行控制，可分別測定吸附動力學、基質降解動力學、毒性物質抑制動力學等，本發明可應用于教學和科研研究中。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多功能污水處理動力學實驗裝置與方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種多功能污水處理動力學實驗裝置，包括氮氣瓶、空氣曝氣機、閥門a、閥門b、轉子流量計、進氣管、取樣管、溫度計、排氣管、轉子、磁力攪拌器、水封、恒溫箱和反應容器，所述反應容器置于磁力攪拌器上，反應容器里面放置有轉子，磁力攪拌器驅動反應容器中的轉子進行攪拌，轉速可調，范圍在0-1500轉/min之間；所述反應容器采用500mL無色或棕色廣口瓶，瓶口采用10號橡膠塞密封，該橡皮塞開有四個孔且分別插有取樣管、進氣管、溫度計和排氣管，取樣管插入至離廣口瓶口三分之一處，取水樣時反應器需停止曝氣和攪拌，靜置1-3min，防止將泥樣吸出；進氣管插入至離廣口瓶口三分之二處，進氣管上安裝有轉子流量計，且進氣管的進氣端分別通過兩根分支管道連接有氮氣瓶和空氣曝氣機，且該兩根分支管道上分別安裝有閥門a3和閥門b4；可根據實驗需要調節閥門a3和閥門b4，選擇曝空氣還是氮氣，曝氣量可通過轉子流量計控制，曝氣可對瓶中的水樣起到攪拌作用；所述排氣管一頭置于液面上方，向廣口瓶內的橡皮塞伸出0.5cm，另一頭置于水封中，水封的作用是在靜置取樣時防止空氣進入反應容器中，影響實驗結果；溫度計可測定反應容器中的水樣溫度，確定動力學實驗反應溫度是否恒定；所述反應容器、磁力攪拌器和水封均置于恒溫箱內。

進一步的，動力學實驗反應溫度通過恒溫箱控制，可根據需要將反應溫度控制在0-50℃。

一種多功能污水處理動力學實驗方法，包括以下步驟：

(1)污泥的量取：取一定量的污泥，依次采用自來水、純凈水和磷酸緩沖鹽溶液各洗3次以去除污泥中殘留的雜質，然后進行濃縮，測定濃縮后的污泥濃度(MLSS)；