[發(fā)明專利]一種用于人工濕地除磷的模擬試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910312152.8
• 申請日: 2019-04-18
• 公開（公告）號: CN109942092B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔育倩;謝文霞;楊瑞霞;李慶浩;董敏;孫鑫哲
• 申請（專利權(quán)）人: 青島大學(xué)
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32;C02F3/34;C02F101/10
• 代理公司: 煙臺上禾知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37234
• 代理人: 孫俊業(yè)

1.一種用于人工濕地除磷的模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于：包括根據(jù)不同環(huán)境下污水成分進(jìn)行污水配制的污水配制裝置，用于將試驗(yàn)基質(zhì)中含有的物質(zhì)快速溶出的靜態(tài)溶出裝置，用于去除污水中有害物質(zhì)的動態(tài)試驗(yàn)裝置，用于對去除完成后的污水進(jìn)行收集的出水裝置，以及用于檢測出水裝置內(nèi)污水中污染物含量的檢測裝置，還包括設(shè)置好參數(shù)后發(fā)送啟動信號至動態(tài)試驗(yàn)裝置、出水裝置及污水配置裝置的控制器，當(dāng)出水完成后所述控制器發(fā)送檢測污水中污染物含量的信號至檢測裝置；所述靜態(tài)溶出裝置包括加溫箱體，在加溫箱體內(nèi)設(shè)有若干用于盛裝溶出溶液的溶出容器和用于均勻攪拌溶出溶液以使溶出容器中溶液濃度相同的自動攪拌裝置，還設(shè)有溫度傳感器以及溫度控制單元，當(dāng)溫度傳感器檢測到靜態(tài)溶出裝置內(nèi)溫度與設(shè)置溫度不同時(shí)，發(fā)送檢測信號至控制器，控制器發(fā)送調(diào)控溫度的信號至溫度控制單元；

所述污水配制裝置包括用于盛裝配制完成形成模擬污水的污水容器，所述模擬污水通過污水通道注入動態(tài)試驗(yàn)裝置，還包括設(shè)置于污水通道上用于控制模擬污水流速的污水電磁閥及污水流速傳感器，所述控制器接收到污水流速傳感器檢測的信號后發(fā)送控制污水電磁閥啟動或停止的信號至污水電磁閥；

所述動態(tài)試驗(yàn)裝置包括用于盛裝溶出溶液和模擬污水的去除容器，所述去除容器通過溶出溶液通道與溶出容器連接，以及設(shè)于溶出溶液通道上用于控制溶出溶液注入去除容器流速的溶出溶液電磁閥和溶液流速傳感器，所述控制器接收到溶液流速傳感器檢測的信號后發(fā)送控制溶出溶液電磁閥啟動或停止的信號至溶出溶液電磁閥，所述去除容器的頂端、下端分別設(shè)有進(jìn)水口、排水口；

所述出水裝置包括通過出水通道與排水口連接的用于收集試驗(yàn)完成后排出的模擬污水的采樣容器，以及設(shè)于出水通道上用于控制模擬污水流出速度的出水電磁閥和出水流速傳感器，所述控制器接收到出水流速傳感器檢測的信號后發(fā)送控制出水電磁閥啟動或停止的信號至出水電磁閥。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于人工濕地除磷的模擬試驗(yàn)裝置，其特征是：所述自動攪拌裝置包括可伸縮的攪拌棒，與攪拌棒連接的用于驅(qū)動攪拌棒轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置，所述加溫箱本體上部設(shè)有用于攪拌棒通過的攪拌孔，所述攪拌孔上設(shè)有用于密封的橡膠圈，所述驅(qū)動裝置包括伺服電機(jī)，所述伺服電機(jī)接收控制器發(fā)送的控制其啟動或停止的信號。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于人工濕地除磷的模擬試驗(yàn)裝置，其特征是：所述的模擬試驗(yàn)裝置還包括用于參數(shù)設(shè)置以及顯示參數(shù)信息的人機(jī)交互設(shè)備，所述控制器為PLC控制器。

4.一種采用如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的用于人工濕地除磷的模擬試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法，其特征在于，包括以下步驟：

（一）、準(zhǔn)備試驗(yàn)材料

（1）、首先，準(zhǔn)備材料為有機(jī)玻璃的燒杯，在該燒杯的排水口處焊接排水管，制備去除容器；

（2）、準(zhǔn)備試驗(yàn)基質(zhì)，去離子水，模擬污水，基質(zhì)溶出容器，靜態(tài)溶出裝置，采樣容器，蠕動泵；

（二）、制備溶出溶液

（1）、首先，將試驗(yàn)基質(zhì)放置于溶出容器，然后向溶出容器中加入去離子水；

（2）、再將步驟（1）所述的溶出容器放置于靜態(tài)溶出裝置中進(jìn)行加熱，可快速得到溶出溶液；

（三）、模擬污水及溶出溶液注入

（1）、參數(shù)設(shè)置：在人機(jī)交互設(shè)備上設(shè)置靜態(tài)溶出裝置的溶出溫度及溶出時(shí)間，污水電磁閥、溶出溶液電磁閥注入去除容器的時(shí)間及流速，出水電磁閥的流出時(shí)間及流速；

（2）、啟動：啟動靜態(tài)溶出裝置，到設(shè)置時(shí)間后，溶出溶液電磁閥打開，溶出溶液電磁閥關(guān)閉后污水電磁閥打開，同時(shí)出水電磁閥打開，將去除完成后的模擬污水收集至采樣容器；

（3）、檢測：采樣完成后，用檢測裝置對采樣容器的模擬污水的成分及有害物質(zhì)含量進(jìn)行檢測，得到檢測數(shù)據(jù)；

（四）、檢測數(shù)據(jù)處理與分析：

將步驟(三)中得到的檢測數(shù)據(jù)采用相關(guān)方法進(jìn)行分析；

（五）、結(jié)論與實(shí)際應(yīng)用：

（1）、根據(jù)步驟（四）對模擬污水的檢測、分析、計(jì)算得出去除率及試驗(yàn)基質(zhì)所需最大溶出量；

（2）、根據(jù)去除率及最大溶出量得出試驗(yàn)中最大基質(zhì)用量，最終根據(jù)最大基質(zhì)用量計(jì)算得出實(shí)際環(huán)境中所需基質(zhì)用量，并將得出的結(jié)論應(yīng)用于實(shí)際。