一种测定水中氧总转移系数的实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种测定水中氧总转移系数的实验装置，包括实验台、脱氧水储备水箱、实验装置和电控箱单元；实验台中设有废水箱，实验台上设有脱氧水储备水箱、实验装置和电控箱单元；废水箱分别与实验装置和脱氧水储备水箱连通，电控箱单元连接实验装置。通过控制实验装置曝气桶进水量对进水搅动，测定溶氧过程水中各处DO值。该装置具有可视性好，噪音小、符合人体工学设计，操作便捷、移动方便等特点，可方便的选择不同曝气方式进行不同曝气工况的DO‑时间曲线测定，评价不同曝气方式对溶解氧饱和时间及氧的总转移系数(KLa)的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种测定水中氧总转移系数的实验装置
本技术属于水处理实验教学装置
，涉及一种测定水中氧总转移系数(KLa)的实验装置。
技术介绍
在污水处理的好氧活性污泥工艺中，常采用鼓风曝气或机械曝气的方式，将空气中的氧溶解到混合液中，保证好氧微生物在有充足的氧气条件下，对污水中的有机物进行氧化分解。空气中的氧向混合液中的转移速率与工况条件密切相关，既取决于曝气设备的性能(曝气量、汽泡大小、搅拌强度等)，也受水温、水质的影响。通常通过测定不同曝气条件下清水(或污水)中氧的总转移系数KLa，来表征空气中的氧向水相中的转移速率，为曝气充氧装置的设计和污水厂实际运行管理提供理论支持。对于高校环境工程、给排水科学与工程等环境类专业，曝气充氧实验是水处理实验课程的必做实验项目，具有极其重要的地位和意义。从已公开的中国专利来看，已经有几种曝气充氧实验教学装置应用在实验教学中，如专利公开号为CN203689803U公开了“一种可移动的曝气充氧实验装置”，专利公开号为CN207008948U公开了“一种曝气充氧实验装置”，专利公开号为CN208471663U公开了“一种教学用曝气充氧装置”，这些公开技术从提高实验结果准确性、可拆卸使用、便于移动等不同角度出发，解决了曝气充氧实验装置在使用过程中暴露的缺点与不足，推进了曝气充氧实践教学的改革与发展。但是现有的技术成果，普遍存在几个没有很好解决的核心问题：一是没有设计脱氧水储备水箱，直接在曝气桶中配置脱氧水水样，完成一个曝气工况条件后，需要排放废水后再向曝气罐中重新加水，并投加适量的亚硫酸钠和氯化钴配置脱氧水水样，再进行另一个曝气工况条件。加之曝气桶容积较大，从排水、注水到加脱氧剂配置水样的过程不仅繁琐，还用时较长，会浪费大量实验有效时间，使得2学时内只能开展一到两种工况条件研究，同时也造成实验废水大量排放的环境污染问题。而且每次配置的水样，脱氧水的起始溶解氧浓度(DO)不容易控制，难以做到实验的单因素变量控制，容易出现较大实验误差。此外，如果出现某个工况条件下，结果不理想或实验失败的情况，学生没有充裕的时间重复实验，达不到相应的教学目标。二是装置结构布局不够合理，1台设备仅仅能满足一组学生实验，没充分发掘设备的使用潜力。曝气充氧测定水中氧总转移系数(KLa)实验属于专业课实验，每年只进行一轮实验，如何提高设备使用率的同时提高实验室的使用效率，是一个必须要面对、要思考思考解决办法的现实问题。同时，设备使用安全问题考虑不够，诸如电源线、气泵、控制器等电气组件设置在曝气桶台面上或台面下，在加装水样、实验过程中，水溢流或溅洒情况不可避免，稍不注意可能流到电源或用电设备上，造成漏电或短路等安全风险，存在一定的用电安全隐患。三是曝气条件设置不够全面，在2学时内无法实现不同曝气工况(诸如不同类型鼓风曝气扩散器、不同温度、不同水质等)实验，学生没法评价不同曝气方式的充氧效率及对溶解氧饱和时间及氧的总转移系数(KLa)的影响，不利于知识的掌握。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种测定水中氧总转移系数(KLa)的实验装置，解决了脱氧水配置费时费力、实验用水量大、曝气桶原始水样初始DO浓度不稳定和实验电气安全的问题，具有可视性好，噪音小、符合人体工学设计，操作便捷、移动方便等特点，可方便的选择不同曝气方式进行不同曝气工况的DO-时间曲线测定，评价不同曝气方式对溶解氧饱和时间及氧的总转移系数(KLa)的影响。一台设备可同时供4组同学开展实验操作，减少实验设备占用实验空间，满足实验教学和科学研究的需求。为达到上述目的，本技术的实施例采用如下技术方案：根据本技术提供的一个实施例，本技术提供了一种测定水中氧总转移系数的实验装置，包括实验台、脱氧水储备水箱、实验装置和电控箱单元；所述实验台中设有废水箱，实验台上设有脱氧水储备水箱、实验装置和电控箱单元；所述废水箱分别与实验装置和脱氧水储备水箱连通，电控箱单元连接实验装置；通过控制实验装置曝气桶进水量对进水搅动，测定溶氧过程水中各处DO值。对于上述技术方案，本专利技术还有进一步优选的方案：进一步的，所述实验装置包括若干个曝气桶，曝气桶内设溶氧电极、不同类型的鼓风曝气扩散器和电加热棒；溶氧电极连接溶氧主机。进一步的，溶氧电极上带有卡口。进一步的，不同类型的鼓风曝气扩散器采用纳米级曝气盘、微孔管式曝气头或穿孔管。进一步的，还包括伸入曝气桶内的搅拌杆，搅拌杆连接电控箱单元的搅拌电机控制器。进一步的，所述脱氧水储备水箱底部装有一个水管，通过分水管与各曝气桶底部连通，通过进水阀门控制曝气桶的进水量；并通过分水管连通废水箱。进一步的，所述电控箱单元包括气泵、流量计、气体阀门分流器、搅拌电机控制器、搅拌电机和搅拌杆，搅拌电机控制器连接搅拌电机，搅拌电机输出轴连接伸入曝气桶内的搅拌杆，流量计、气体阀门分流器分别设于实验台侧壁。进一步的，所述气泵依次连接流量计和气体阀门分流器，气体阀门分流器分别与第一、第二、第三鼓风曝气扩散器连通。进一步的，所述脱氧水储备水箱和曝气桶采用透明材料制成。本技术由于采取以上技术方案，其具有以下有益效果：1)整机尺寸和实验台面高度以及电控箱中心高度尺寸符合人体工学设计。2)脱氧水储备水箱尺寸、曝气桶尺寸，以及脱氧水储备水箱配置的脱氧水样，可满足4组曝气桶每组10-15次曝气的实验需求，在实验操作错误或结果不理想情况下，有充足的脱氧水样进行重复实验，同时可保证4个曝气桶原始水样的初始DO浓度始终相同，减少实验误差，减少配水耗时，确保实验正确性。3)脱氧水储备水箱和曝气桶采用亚克力透明材料制成，高透明性，方便观察水位及实验过程中曝气汽泡粒径大小和分布均匀情况。4)溶氧探头通过曝气桶内壁卡口垂直固定，不用一直手持探头，搅拌杆叶片也不会打到探头而造成探头损坏，方便实时检测水中DO的变化情况，得到不同实验条件下的氧总转移系数(KLa)。5)通过控制曝气桶实验台面的进水阀门和出水阀门，可以便捷的完成向曝气桶底部注入脱氧水水样和排出废水的操作过程。脱氧水水样从脱氧水储备水箱底部流出，从曝气桶底部注入，该注水过程中不存在充氧现象，保证起始脱氧水样的低氧或无氧状态。6)电控箱单元置于装置上部，高度符合人体工学设计，气体流量计、气体阀门分流器、搅拌电机控制器、漏电保护器等的电控按钮集成于电控箱单元侧立面，气泵、搅拌电机、电源线、气体管路等安装在电控箱单元内，使得电控箱单元外观简洁美观，操作舒适便捷，设有漏电保护，不存在电控箱浸水漏电等用电安全隐患。7)采用无噪音空气泵，产生噪音小。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术的不当限定，在附图中：图1是本技术的正立面结构示意图。图2是本技术的侧立面结构示意图。图中：1-1实验台，1-2万向轮，1-3实验台面，2-1脱氧水储备水箱，2-2水箱盖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测定水中氧总转移系数的实验装置，其特征在于，包括实验台、脱氧水储备水箱、实验装置和电控箱单元；所述实验台中设有废水箱，实验台上设有脱氧水储备水箱、实验装置和电控箱单元；所述废水箱分别与实验装置和脱氧水储备水箱连通，电控箱单元连接实验装置；/n通过控制实验装置曝气桶进水量对进水搅动，测定溶氧过程水中各处DO值。/n

【技术特征摘要】
1.一种测定水中氧总转移系数的实验装置，其特征在于，包括实验台、脱氧水储备水箱、实验装置和电控箱单元；所述实验台中设有废水箱，实验台上设有脱氧水储备水箱、实验装置和电控箱单元；所述废水箱分别与实验装置和脱氧水储备水箱连通，电控箱单元连接实验装置；
通过控制实验装置曝气桶进水量对进水搅动，测定溶氧过程水中各处DO值。


2.根据权利要求1所述的一种测定水中氧总转移系数的实验装置，其特征在于，所述实验装置包括若干个曝气桶，曝气桶内设溶氧电极、不同类型的鼓风曝气扩散器和电加热棒；溶氧电极连接溶氧主机。


3.根据权利要求2所述的一种测定水中氧总转移系数的实验装置，其特征在于，溶氧电极上带有卡口。


4.根据权利要求2所述的一种测定水中氧总转移系数的实验装置，其特征在于，不同类型的鼓风曝气扩散器采用纳米级曝气盘、微孔管式曝气头或穿孔管。


5.根据权利要求2所述的一种测定水中氧总转移系数的实验装置，其特征在于，还...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈兴都，卢金锁，杨成建，张爱宁，葛碧洲，刘伟，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61