[实用新型]无定形絮体对水体污染物静态吸附能力的测试装置

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种絮体吸附性能的测试装置，用于研究无定形絮体对水体污染物的静态吸附能力。

背景技术

研究环保材料对污染物的吸附性能通常采用振荡条件下的等温吸附实验。向一系列不同浓度的污染物溶液中加入一定量的吸附材料，在一定温度条件下振荡一段时间，通过测定振荡前后溶液中污染物浓度，可计算不同条件下吸附材料的吸附量。但是在振荡条件下无定形絮体会发生破碎，因此无法采用振荡条件下的等温吸附试验来研究其吸附性能。对于絮凝剂混凝沉降去除水体污染物的情况，尚可使用标准的混凝试验搅拌仪进行研究。但在部分工程技术领域中，无定形絮体的作用机理并非混凝沉降。如湖泊内源污染治理中的污染底泥原位钝化技术，该技术是在污染底泥表面覆盖一层具有很强吸附能力的絮体，絮体在静态条件下吸附底泥中释放出的污染物。在此情况下，常规的混凝试验方法同样是不适用的。

发明内容

针对现有的常规实验方法无法完全适用于研究无定形絮体对水体污染物的静态吸附能力，本实用新型提出了一种测试实验装置，该装置可在静态条件下研究无定形絮体对水体污染物的吸附能力。

本实用新型的主要构件是一个上流式吸附柱，无定形絮体静态置于吸附柱承托层上，通过蠕动泵定量地向吸附柱内输送一定浓度的污染物溶液，测定吸附柱流出液污染物浓度，根据物质平衡原理可计算无定形絮体吸附污染物的量。上流式吸附柱上下两端用橡胶塞密封，底部橡胶塞开有进水管口，顶部橡胶塞开有曝气管进口和排气出水口两个开口。进水管口连接蠕动泵，通过蠕动泵定量的向吸附柱内输送污染物溶液。污染物溶液进入吸附柱后会先后通过海绵配水层和石英砂芯承托层然后缓慢通过无定形絮体吸附层。在通过无定形絮体吸附层的过程中，部分污染物被吸附，这样穿过吸附层进入上覆水体的污染物的量已较蠕动泵向吸附柱内的输送量少了很多，通过对上覆水体及流出液中污染物浓度的实时监测，根据物质平衡原理进行计算，便可得出各时段无定形絮体层对污染物的吸附情况。这里海绵配水层的作用是使从进水管流入的污染物溶液均匀配布在吸附柱的整个断面上，石英砂芯承托层的作用是支撑无定形絮体，同时也有一定的配水作用。在实验过程中，通过空气增压泵向吸附柱内上覆水体持续曝气。曝气的作用有两点：一方面通过曝气使吸附柱上覆水体充分混合，避免上覆水体出现从下至上的浓度梯度；另一方面通过曝气保持吸附柱内液位，吸附柱上下两端密封，进入吸附柱内的空气只能通过顶端的排气出水口排出，随着污染物溶液不断输入吸附柱，当吸附柱内液位上升至排气出水口时，曝气形成的气体压力将推动部分溶液通过排气出水口流出吸附柱，直至液位下降露出排气出水管口为止，从而使吸附柱内液位保持在排气出水管口处。排气出水口流出液收集在刻度试管中，进行实时监测。

本实用新型的有益效果是，可以在静态条件下研究无定形絮体对水体污染物的实时吸附情况，表征无定形絮体的吸附能力。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的装置图。

图中1.上流式吸附柱，2.无定形絮体层，3.石英砂芯承托层，4.海绵配水层，5.密封胶塞，6.进水管，7.排气出水管，8.支架，9.曝气管，10.曝气头，11.铁夹，12.蠕动泵，13.空气增压泵，14.污染物溶液储罐，15.刻度试管，16.试管架。

具体实施方式

在图1中，上流式吸附柱(1)固定在带铁夹(11)的支架(8)上，上下两端用密封胶塞(5)密封，底部胶塞开有进水管(6)口，顶部胶塞开有曝气管(9)进口和排气出水管(7)进口两个开口。吸附柱底部从下向上依次装有海绵配水层(4)和石英砂芯承托层(3)。实验时待测无定形絮体沉淀在石英砂芯承托层(3)上，形成一层均匀的无定形絮体层(2)。曝气管(9)从顶端进入吸附柱，曝气头(10)伸入至底部无定形絮体层上方3-5厘米处。实验过程中通过空气增压泵(13)向吸附柱上覆水体持续曝气，保证吸附柱内上覆水体充分混合，维持吸附柱内液位稳定。通过蠕动泵(12)将污染物溶液储罐(14)中配好的一定浓度的污染物溶液按一定流量输送入吸附柱。污染物溶液依次通过海绵配水层(4)、石英砂芯承托层(3)和无定形絮体层(2)，部分污染物被絮体层吸附，其余的透过絮体层进入吸附柱上覆水体，并最终经由排气出水管(7)排出。排出液收集到刻度试管(15)中，定时监测，根据进出无定形絮体层污染物的量，计算絮体层实时吸附量。