本实用新型专利技术提供了一种模拟冻融循环条件下氧化剂氧化抗生素的反应装置，包括两个通过连接桥连通的结构相同的反应室，连接桥和反应室均为夹层结构且连通形成充满液体介质的循环层，循环层与高低温冷却液循环泵连通，每个反应室中均有可旋转的搅拌叶，搅拌叶外部环绕着一端与循环层连通另一端与反应室外部连通的循环管，两个连接桥之间有半透膜安装层用于插入和取出半透膜，每个反应室还设置有取样管；本装置不仅能进行单反应室混合体系下的实验，也可以通过放入半透膜控制物质流动，从而可以利用本装置确定直接氧化和间接氧化过程；通过高低温冷却液循环泵引入液体介质循环系统实现对冻融循环的模拟。统实现对冻融循环的模拟。统实现对冻融循环的模拟。
【技术实现步骤摘要】
一种模拟冻融循环条件下氧化剂氧化抗生素的反应装置
[0001]本技术属于环境科学领域，具体涉及一种模拟冻融循环条件下氧化剂氧化抗生素的反应装置。
技术介绍
[0002]抗生素是指由微生物产生或化学合成得到的具有特异性杀灭某些其他微生物作用的物质。人体及动物体对抗生素的代谢及吸收能力不强，高达给药量的 70％会以未发生改变的母体形式排出体外进入到水环境中。抗生素不易挥发、水解和生物降解，可被水环境中的天然氧化剂氧化，氧化剂对抗生素的氧化机制可分为两种：一种直接氧化，即氧化剂与抗生素接触后发生吸附作用，之后抗生素表面发生电荷转移；另一种是间接氧化，即氧化剂诱导水分子产生活性氧(如羟基自由基)，这些活性氧与抗生素反应。水体冻融循环是中高纬度地区特有的自然现象。由于气候等因素随时间的变化，按照时间尺度的不同可将水体的冻融循环分为：日冻融循环(白天融化，晚上冻结)和年冻融循环(夏季融化，冬季冻结)，该过程可能对氧化剂氧化抗生素产生影响。完善和补充冻融循环条件下氧化剂对抗生素的氧化机制将有助于深入了解抗生素在环境中的转化过程，还可为该类抗生素的污染治理提供科学参考。为解决上述问题需要开发对应的装置开展实验。
[0003]目前实验室多采用高低温交变试验箱模拟冻融循环条件，但由于高低温交变试验箱价格昂贵、能耗高、试验箱内空间狭小无法进行批量实验，并且氧化剂对抗生素的氧化过程十分复杂，可能包括氧化剂与抗生素接触，进而发生吸附作用和吸附后的表面电荷转移；或者是氧化剂诱导水分子产生活性氧，这些活性氧与抗生素进一步反应。目前关于氧化剂对抗生素的氧化的研究主要是在实验室内进行，多采用摇瓶、烧杯、锥形瓶等实验器材，并且由于缺少配套的装置，采用的反应体系均为单反应室混合体系，但是这种体系只能得出氧化量，并不能判断氧化过程属于直接氧化还是间接氧化。
[0004]例如，中国专利公开号CN 214399892 U提供了降解水中抗生素的系统，其特点是通过搅拌器提高反应效率，但该反应系统只能确定抗生素的去除量，不能确定氧化过程属于直接氧化还是间接氧化；中国专利公开号CN 214382706 U 提供了一种用于分析化学发反应装置，其特点是结构简单、操作简便，并且通过搅拌和加热系统使得反应效率提高，但是只能模拟加热状态下的反应体系，无法模拟冻融循环条件的反应体系。
技术实现思路
[0005]本技术为了克服现有技术中存在的上述问题，提供了一种模拟冻融循环条件下氧化剂氧化抗生素的反应装置。
[0006]本技术是采用如下技术方案实现的：
[0007]一种模拟冻融循环条件下氧化剂氧化抗生素的反应装置，包括两个结构相同的反应室，两个反应室的腔体通过两个水平设置且彼此连通的连接桥连通，反应室为中空的矩形的夹层箱体结构，反应室的箱体的各个面板均由有机玻璃材质的反应室箱体外壁和有机
玻璃材质的反应室箱体内壁组成，反应室箱体外壁和反应室箱体内壁之间的间隙连通形成反应室箱体循环层，连接桥为中空的圆筒形的夹层管，夹层管由有机玻璃材质的连接桥外壁和有机玻璃材质的连接桥内壁组成，连接桥外壁和连接桥内壁之间的间隙连通形成连接桥循环层，其中反应室的反应室箱体循环层与和其相邻的连接桥的连接桥循环层连通形成液体介质循环层，液体介质循环层中充满液体介质；
[0008]两个连接桥之间设置有一个圆形的半透膜安装层，半透膜安装层由两层硬质网状膜片组成，两层硬质网状膜片之间可以插入和取出半透膜并对半透膜提供支撑，半透膜安装层中未插入半透膜时两个反应室为互通状态，半透膜安装层中插入半透膜后只允许活性氧通过；
[0009]反应室顶部的面板上固定设置有搅拌电机，搅拌电机的转动轴穿过反应室顶部并竖直设置在反应室的腔体中，转动轴上从上至下间隔均匀地设置有三组搅拌叶，每组搅拌叶均有四个间隔均匀且螺旋设置的叶片，一个内部液体介质循环管从上至下环绕在三组搅拌叶外部，内部液体介质循环管的上端管口与液体介质循环层连通，内部液体介质循环管的下端管口穿过反应室底部的面板引出至反应室外部进而形成进液口，每个反应室的顶部有一个与液体介质循环层连通的出液口，每个反应室的底部均有一个穿过液体介质循环层并于反应室内腔连通的取样管，进液口和出液口均与装置高低温冷却液循环泵连通。
[0010]进一步的技术方案包括：
[0011]两个连接桥相接处的外壁上均有向外延伸的圆环形的凸起部，半透膜安装层的两个硬质网状膜片的外边缘固定在对应的连接桥的内壁上，两个硬质网状膜片之间插入半透膜时，两个连接桥的圆环形的凸起部将半透膜夹紧，并通过一个双节卡箍从两个连接桥的外部将两个连接桥的圆环形的凸起部夹紧固定。
[0012]搅拌电机通过其固定在反应室顶部面板内的固定盘固定在反应室上。
[0013]每个反应室的底部的四个角均固定设置有支撑架。
[0014]两个连接桥的圆环形的凸起部之间夹紧固定有一个直径大于半透膜直径的密封圈。
[0015]与现有技术相比本技术的有益效果是：
[0016]现有反应装置均为单反应室混合体系，无法用于验证是否存在间接反应，并且若模拟冻融循环条件下的反应需配合高低温交变试验箱进行，并且由于高低温交变试验箱成本高且单个机箱空间狭小，无法展开批量实验。本技术的目的在于为了解决上述问题，设计了一种模拟冻融循环条件下氧化剂氧化抗生素的反应装置。该装置不仅能进行单反应室混合体系下的实验，也可以通过放入半透膜控制物质流动，使氧化剂和抗生素不发生接触，进而不发生吸附以及吸附后的表面电荷转移(即直接氧化)，只通过氧化剂诱导水分子和氧气等产生的活性氧氧化抗生素(即间接氧化)，从而可以利用本技术装置确定直接氧化和间接氧化过程；通过高低温冷却液循环泵引入液体介质循环系统实现对冻融循环的模拟。并且可以在液体介质流出高低温冷却液循环泵后通过连接橡胶软管经液体分流器将液体介质分流，以流向多套反应装置，循环后再经过另一个液体分流器流回高低温冷却液循环泵，以此达到批量实验的目的。
附图说明
[0017]下面结合附图对本技术作进一步的说明：
[0018]图1是本技术提供的一种模拟冻融循环条件下氧化剂氧化抗生素的反应装置的外部构造示意图。
[0019]图2是本技术提供的一种模拟冻融循环条件下氧化剂氧化抗生素的反应装置主视角度的剖视图。
[0020]图3是本技术提供的一种模拟冻融循环条件下氧化剂氧化抗生素的反应装置的俯视角度的剖视图。
[0021]图4是本技术提供的一种模拟冻融循环条件下氧化剂氧化抗生素的反应装置中的两个连接桥与带有半透膜的半透膜安装层通过双节卡箍连接的连接处的局部剖面图。
[0022]图中：1.液体介质循环层，2.内部液体介质循环管，3.进液口，4.出液口， 5.反应室，6.连接桥，7.半透膜安装层，8.双节卡箍，9.转动轴，10.搅拌器电机， 11.搅拌叶，12.固定轴，13.取样管，14.支撑架，15.固定螺丝，16.密封圈。
具体实施方式
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种模拟冻融循环条件下氧化剂氧化抗生素的反应装置，其特征在于，包括两个结构相同的反应室(5)，两个反应室(5)的腔体通过两个水平设置且彼此连通的连接桥(6)连通，反应室(5)为中空的矩形的夹层箱体结构，反应室(5)的箱体的各个面板均由有机玻璃材质的反应室箱体外壁和有机玻璃材质的反应室箱体内壁组成，反应室箱体外壁和反应室箱体内壁之间的间隙连通形成反应室箱体循环层，连接桥(6)为中空的圆筒形的夹层管，夹层管由有机玻璃材质的连接桥外壁和有机玻璃材质的连接桥内壁组成，连接桥外壁和连接桥内壁之间的间隙连通形成连接桥循环层，其中反应室(5)的反应室箱体循环层与和其相邻的连接桥(6)的连接桥循环层连通形成液体介质循环层(1)，液体介质循环层(1)中充满液体介质；两个连接桥(6)之间设置有一个圆形的半透膜安装层(7)，半透膜安装层(7)由两层硬质网状膜片组成，两层硬质网状膜片之间可以插入和取出半透膜并对半透膜提供支撑，半透膜安装层(7)中未插入半透膜时两个反应室(5)为互通状态，半透膜安装层(7)中插入半透膜后只允许活性氧通过；反应室(5)顶部的面板上固定设置有搅拌电机(10)，搅拌电机(10)的转动轴(9)穿过反应室(5)顶部并竖直设置在反应室(5)的腔体中，转动轴(9)上从上至下间隔均匀地设置有三组搅拌叶(11)，每组搅拌叶均有四个间隔均匀且螺旋设置的叶片，一个内部液体介质循环管(2)从上至下环绕在三组搅拌叶(11)外部，内部液体介质循环管(2)的上...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊锟，张利文，董德明，郭志勇，花修艺，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：
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