專利名稱：無定形絮體對水體污染物靜態(tài)吸附能力的測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種絮體吸附性能的測試裝置，用于研究無定形絮體對水體 污染物的靜態(tài)吸附能力。
背景技術(shù)：
研究環(huán)保材料對污染物的吸附性能通常采用振蕩條件下的等溫吸附實驗。向 一系列不同濃度的污染物溶液中加入一定量的吸附材料，在一定溫度條件下振 蕩一段時間，通過測定振蕩前后溶液中污染物濃度，可計算不同條件下吸附材 料的吸附量。但是在振蕩條件下無定形絮體會發(fā)生石皮碎，因此無法采用振蕩條 件下的等溫吸附試驗來研究其吸附性能。對于絮凝劑混凝沉降去除水體污染物 的情況，尚可使用標準的混凝試驗攪拌儀進行研究。但在部分工程技術(shù)領(lǐng)域中， 無定形絮體的作用機理并非混凝沉降。如湖泊內(nèi)源污染治理中的污染底泥原位 鈍化技術(shù)，該技術(shù)是在污染底泥表面覆蓋一層具有很強吸附能力的絮體，絮體 在靜態(tài)條件下吸附底泥中釋放出的污染物。在此情況下，常規(guī)的混凝試驗方法 同樣是不適用的。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有的常規(guī)實驗方法無法完全適用于研究無定形絮體對水體污染物的 靜態(tài)吸附能力，本實用新型提出了一種測試實驗裝置，該裝置可在靜態(tài)條件下 研究無定形絮體對水體污染物的吸附能力。
本實用新型的主要構(gòu)件是一個上流式吸附柱，無定形絮體靜態(tài)置于吸附柱承 托層上，通過蠕動泵定量地向吸附柱內(nèi)輸送一定濃度的污染物溶液，測定吸附 柱流出液污染物濃度，根據(jù)物質(zhì)平衡原理可計算無定形絮體吸附污染物的量。 上流式吸附柱上下兩端用橡膠塞密封，底部橡膠塞開有進水管口，頂部橡膠塞 開有曝氣管進口和排氣出水口兩個開口。進水管口連接蠕動泵，通過蠕動泵定 量的向吸附柱內(nèi)輸送污染物溶液。污染物溶液進入吸附柱后會先后通過海綿配 水層和石英砂芯承托層然后緩慢通過無定形絮體吸附層。在通過無定形絮體吸 附層的過程中，部分污染物被吸附，這樣穿過吸附層進入上覆水體的污染物的 量已較蠕動泵向吸附柱內(nèi)的輸送量少了很多，通過對上覆水體及流出液中污染 物濃度的實時監(jiān)測，根據(jù)物質(zhì)平衡原理進行計算，便可得出各時段無定形絮體 層對污染物的吸附情況。這里海綿配水層的作用是使從進水管流入的污染物溶 液均勻配布在吸附柱的整個斷面上，石英砂芯承托層的作用是支撐無定形絮體， 同時也有一定的配水作用。在實驗過程中，通過空氣增壓泵向吸附柱內(nèi)上覆水
體持續(xù)曝氣。曝氣的作用有兩點 一方面通過曝氣使吸附柱上覆水體充分混合，
避免上覆水體出現(xiàn)從下至上的濃度梯度；另 一方面通過曝氣保持吸附柱內(nèi)液位， 吸附柱上下兩端密封，進入吸附柱內(nèi)的空氣只能通過頂端的排氣出水口排出， 隨著污染物溶液不斷輸入吸附柱，當吸附柱內(nèi)液位上升至排氣出水口時，曝氣 形成的氣體壓力將推動部分溶液通過排氣出水口流出吸附柱，直至液位下降露 出排氣出水管口為止，從而使吸附柱內(nèi)液位保持在排氣出水管口處。排氣出水 口流出液收集在刻度試管中，進行實時監(jiān)測。
本實用新型的有益效果是，可以在靜態(tài)條件下研究無定形絮體對水體污染物 的實時吸附情況，表征無定形絮體的吸附能力。
以下結(jié)合附圖
和實施例對本實用新型進一步說明。 圖l是本實用新型的裝置圖。
圖中l(wèi).上流式吸附柱，2.無定形絮體層，3.石英砂芯承托層，4.海綿配水層， 5.密封膠塞，6.進水管，7.排氣出水管，8.支架，9.曝氣管，IO.曝氣頭，11. 鐵夾，12.蠕動泵，13.空氣增壓泵，14.污染物溶液儲罐，15.刻度試管，16.試管架。
具體實施方式
在圖l中，上流式吸附柱(1)固定在帶鐵夾(11)的支架(8)上，上下兩 端用密封膠塞(5)密封，底部膠塞開有進水管(6) 口，頂部膠塞開有曝氣管 (9)進口和排氣出水管(7)進口兩個開口。吸附柱底部從下向上依次裝有海 綿配水層(4)和石英砂芯承托層(3)。實驗時待測無定形絮體沉淀在石英砂芯 承托層(3)上，形成一層均勻的無定形絮體層(2)。曝氣管(9)從頂端進入 吸附柱，曝氣頭(10)伸入至底部無定形絮體層上方3-5厘米處。實驗過程中通 過空氣增壓泵(13)向吸附柱上覆水體持續(xù)曝氣，保證吸附柱內(nèi)上覆水體充分 混合，維持吸附柱內(nèi)液位穩(wěn)定。通過蠕動泵(12)將污染物溶液儲罐(14)中 配好的一定濃度的污染物溶液按一定流量輸送入吸附柱。污染物溶液依次通過 海綿配水層(4)、石英砂芯承托層(3)和無定形絮體層(2)，部分污染物被絮 體層吸附，其余的透過絮體層進入吸附柱上覆水體，并最終經(jīng)由排氣出水管(7) 排出。排出液收集到刻度試管(15)中，定時監(jiān)測，才艮據(jù)進出無定形絮體層污 染物的量，計算絮體層實時吸附量。
權(quán)利要求1. 無定形絮體對水體污染物靜態(tài)吸附能力的測試裝置，裝置需要配套配備目標污染物濃度的檢測儀器，其特征是由承托無定形絮體的上流式吸附柱、蠕動計量泵進樣系統(tǒng)和曝氣混合裝置三個主要組件構(gòu)成，吸附柱底端進水口與蠕動計量泵定量進樣系統(tǒng)相連，曝氣混合裝置的曝氣頭深入至吸附柱內(nèi)上覆水的下層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無定形絮體對水體污染物靜態(tài)吸附能力的測試裝置，其特征是上流式吸附柱 帶有海綿配水層和石英砂芯承托層，無定形絮體沉淀在石英砂芯承托層上，靜態(tài)吸附過流溶液中的污染物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無定形絮體對水體污染物靜態(tài)吸附能力的測試裝置，其特征是吸附柱頂部以 膠塞密封，排氣出水管管口深入吸附柱內(nèi)，與上覆水控制液位平齊，排氣出水管另一端連接至待測樣品收 集試管。
專利摘要無定形絮體對水體污染物靜態(tài)吸附能力的測試裝置用于研究由各種絮凝藥劑所生成的無定形絮體在靜態(tài)條件下對各類水體污染物的吸附性能。測試裝置的主要構(gòu)件是一個上流式吸附柱。吸附柱底部設(shè)有承托層，待測絮體靜態(tài)置于承托層上。測試裝置配有蠕動計量泵，以蠕動泵定量向吸附柱輸送污染物溶液。污染物溶液自下而上通過吸附柱中的絮體層，部分污染物被絮體層吸附，剩余污染物進入吸附柱內(nèi)的上覆水中。同時吸附柱的配套曝氣系統(tǒng)可將吸附柱內(nèi)液體充分混勻，并在氣體的壓力作用下將吸附柱內(nèi)超出控制液位的上覆水排出。通過測定吸附柱所排出的上覆水中污染物含量的變化，可計算絮體層對污染物的實時吸附量，進而表征絮體對各類污染物的吸附能力。
文檔編號G01N33/00GK201207047SQ20072030484
公開日2009年3月11日 申請日期2007年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月29日
發(fā)明者儲昭升, 盧少勇, 胡小貞, 辛瑋光, 金相燦 申請人:中國環(huán)境科學研究院