申請日2015.09.21
公開(公告)日2016.02.03
IPC分類號G01N33/00; G01N33/18
摘要
本發(fā)明公開了一種污水管道模擬裝置，包括頂層反應(yīng)器，所述頂層反應(yīng)器的下方設(shè)置有底層反應(yīng)器，二者相連通;所述頂層反應(yīng)器的側(cè)壁上設(shè)置有污水進(jìn)水管，所述頂層反應(yīng)器與底層反應(yīng)器之間通過循環(huán)管道連接，所述底層反應(yīng)器的側(cè)壁上設(shè)置有污水出水管;所述污水進(jìn)水管上設(shè)置有進(jìn)水水泵，所述循環(huán)管道上設(shè)置有循環(huán)水泵。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)器新鮮污水的不間斷補(bǔ)充，以及污水的適時(shí)排出，能夠較好的模擬污水管道中的水質(zhì)狀況;可根據(jù)需要用于模擬不同長度的污水管道以及模擬不同的水深狀態(tài)下污水管道內(nèi)氣體和水質(zhì)變化。
摘要附圖
權(quán)利要求書
1.一種污水管道模擬裝置，其特征在于，包括頂層反應(yīng)器(1)，所述頂層反應(yīng)器(1)的下方設(shè)置有底層反應(yīng)器(3)，二者相連通;
頂層反應(yīng)器(1)的側(cè)壁上設(shè)置有污水進(jìn)水管(7)，頂層反應(yīng)器(1)與底層反應(yīng)器(3)之間通過循環(huán)管道(8)連接，底層反應(yīng)器(3)的側(cè)壁上設(shè)置有污水出水管(12);頂層反應(yīng)器(1)和底層反應(yīng)器(3)內(nèi)均設(shè)置有用于污水流通的流道(105);
污水由污水進(jìn)水管(7)進(jìn)入頂層反應(yīng)器(1)內(nèi)沿其內(nèi)部的流道(105) 流動(dòng)，并進(jìn)入底層反應(yīng)器(3)內(nèi)沿其內(nèi)部的流道(105)流動(dòng)，并經(jīng)循環(huán)管道(8)進(jìn)入頂層反應(yīng)器(1)內(nèi)或者經(jīng)污水出水管(12)流出。
2.如權(quán)利要求1所述的污水管道模擬裝置，其特征在于，所述頂層反應(yīng)器(1)與底層反應(yīng)器(3)之間設(shè)置有多個(gè)中間層反應(yīng)器(2);且頂層反應(yīng)器(1)與多個(gè)中間層反應(yīng)器(2)中位于頂部的中間層反應(yīng)器(2)相連通;多個(gè)中間層反應(yīng)器(2)中相鄰的兩個(gè)中間層反應(yīng)器(2)相連通;多個(gè)中間層反應(yīng)器(2)中位于底部的中間層反應(yīng)器(2)與所述底層反應(yīng)器(3) 相連通。
3.如權(quán)利要求2所述的污水管道模擬裝置，其特征在于，所述中間層反應(yīng)器(2)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與頂層反應(yīng)器(1)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的污水管道模擬裝置，其特征在于，所述頂層反應(yīng)器(1)內(nèi)部沿其寬度方向均勻分布有多個(gè)隔板(104)，隔板(104) 的長度方向與頂層反應(yīng)器(1)內(nèi)水流方向一致;每相間隔的兩個(gè)隔板(104) 的同一端均設(shè)置有一缺口(106);相鄰隔板(104)之間形成所述的流道(105)。
5.如權(quán)利要求4所述的污水管道模擬裝置，其特征在于，所述頂層反應(yīng)器(1)的底面，位于所述流道(105)的出口端設(shè)置有一開口，開口下方沿垂直于底面方向設(shè)置有引流板(102)。
6.如權(quán)利要求4所述的污水管道模擬裝置，其特征在于，所述頂層反應(yīng)器(1)的流道(105)的入口端沿垂直于頂層反應(yīng)器(1)底面方向設(shè)置有整流孔板(103)，頂層反應(yīng)器(1)的流道(105)的出口端沿垂直于頂層反應(yīng)器(1)底面方向設(shè)置有多層矩形堰(17)。
7.如權(quán)利要求2或3所述的污水管道模擬裝置，其特征在于，所述頂層反應(yīng)器(1)的底面下方和中間層反應(yīng)器(2)的底面下方，除去開設(shè)開口的一個(gè)角落處的其余三個(gè)角落處均設(shè)置有一個(gè)內(nèi)柱(101)。
8.如權(quán)利要求4所述的污水管道模擬裝置，其特征在于，所述污水進(jìn)水管(7)上設(shè)置有進(jìn)水水泵(6)，進(jìn)水水泵(6)的兩側(cè)均設(shè)置有一污水進(jìn)水閥門(5)，且污水進(jìn)水管(7)的進(jìn)水端設(shè)置有污水進(jìn)水流量計(jì)(4)。
9.如權(quán)利要求4所述的污水管道模擬裝置，其特征在于，所述循環(huán)管道(8)上設(shè)置有循環(huán)水泵(11)，循環(huán)水泵(11)的兩側(cè)均設(shè)置有一循環(huán)管道閥門(10)，且循環(huán)管道(8)的出水端設(shè)置有循環(huán)流量計(jì)(9)。
10.如權(quán)利要求4所述的污水管道模擬裝置，其特征在于，所述污水出水管(12)上設(shè)置有污水出水流量計(jì)(14)，且污水出水流量計(jì)(14)的兩側(cè)均設(shè)置有一污水出水閥門(13)。
說明書
一種污水管道模擬裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于實(shí)驗(yàn)裝置技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種污水管道模擬裝置。
背景技術(shù)
近年來，隨著城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，城市人口的增加，城市中的污水管道越來越長，污水在污水管道中的停留時(shí)間越來越長，引發(fā)一系列問題。如沉積物的累積、硫化氫的產(chǎn)生及其對管道的腐蝕、甲烷的產(chǎn)生以及隨之而來的爆炸性等問題。
有學(xué)者對北京城區(qū)部分排水管道的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，所研究的排水管道中15%的管道中沉積物占排水管道體積的15%以上，這不僅會造成管道腐蝕還會降低管道系統(tǒng)的輸送能力。污水管道中硫化氫氣體濃度達(dá)到2.0mg/L時(shí)可以引發(fā)嚴(yán)重的混凝土管腐蝕。美國EPA對34個(gè)城市進(jìn)行調(diào)查表明混凝土管道的腐蝕速率為2.5～10mm/年，其促進(jìn)物質(zhì)主要是硫化氫氣體。污水管道中的甲烷氣體在極低的濃度下即有可能產(chǎn)生爆炸，其爆炸下限為5%。這些問題都嚴(yán)重影響了污水管道的正常運(yùn)行和維護(hù)。并且污水中的溶解性有機(jī)碳在污水管道中被大量消耗，這將對污水廠的脫氮除磷帶來不利影響。
有大量學(xué)者對污水管道中有害氣體的產(chǎn)生、沉積物的累積和變化等進(jìn)行研究，主要采用的方法為實(shí)地調(diào)查研究和實(shí)驗(yàn)?zāi)M研究。
當(dāng)對污水管道中的有害氣體、沉積物等進(jìn)行實(shí)地調(diào)查研究時(shí)，由于實(shí)際污水管道情況復(fù)雜，難以對污水管道的狀況進(jìn)行精確的研究分析，也難以針對單一因素對污水管道內(nèi)狀況的影響進(jìn)行深入研究，同時(shí)對污水管道的狀況進(jìn)行實(shí)地調(diào)查研究具有一定的危險(xiǎn)性。
有一部分學(xué)者針對污水管道中危險(xiǎn)氣體的產(chǎn)出與水質(zhì)變化進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)?zāi)M研究，所采用的裝置主要有兩種，包括循環(huán)模擬裝置和攪拌模擬裝置。循環(huán)模擬裝置的底部裝有沉積物，通過水泵使污水在裝置內(nèi)循環(huán)運(yùn)行。該裝置可以在一定程度上模擬污水管道中危險(xiǎn)氣體產(chǎn)出與水質(zhì)變化，但是該裝置只有循環(huán)水管，沒有新鮮污水補(bǔ)充，也沒有污水的排出，不能較好的模擬污水管道中的水質(zhì)狀況，同時(shí)該裝置體積較小，若要達(dá)到實(shí)際污水的流速，需要很大的水泵，這樣水泵帶來的熱量使污水的水溫超過實(shí)際溫度，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響較大。攪拌模擬裝置的底部裝有沉積物，通過頂部的攪拌器攪拌使得污水在反應(yīng)器中形成旋流，以此來模擬污水管道中危險(xiǎn)氣體產(chǎn)出與水質(zhì)變化。該裝置并沒有設(shè)置連續(xù)的污水進(jìn)出水裝置，不能很好的模擬污水管道中的水質(zhì)狀況，該裝置通過設(shè)置攪拌器來模擬污水與沉積物接觸的作用，但是這種旋流與實(shí)際污水管道中的流動(dòng)有很大的差距，并不能很好的模擬實(shí)際污水管道中污水與沉積物的作用。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題或缺陷，本發(fā)明的目的在于，提供一種有效的、便捷的污水管道模擬裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案：
一種污水管道模擬裝置，包括頂層反應(yīng)器，所述頂層反應(yīng)器的下方設(shè)置有底層反應(yīng)器，二者相連通;頂層反應(yīng)器的側(cè)壁上設(shè)置有污水進(jìn)水管，頂層反應(yīng)器與底層反應(yīng)器之間通過循環(huán)管道連接，底層反應(yīng)器的側(cè)壁上設(shè)置有污水出水管;頂層反應(yīng)器和底層反應(yīng)器內(nèi)均設(shè)置有用于污水流通的流道;污水由污水進(jìn)水管進(jìn)入頂層反應(yīng)器內(nèi)沿其內(nèi)部的流道流動(dòng)，并進(jìn)入底層反應(yīng)器內(nèi)沿其內(nèi)部的流道流動(dòng)，并經(jīng)循環(huán)管道進(jìn)入頂層反應(yīng)器內(nèi)或者經(jīng)污水出水管流出。
進(jìn)一步地，所述頂層反應(yīng)器與底層反應(yīng)器之間設(shè)置有多個(gè)中間層反應(yīng)器;且頂層反應(yīng)器與多個(gè)中間層反應(yīng)器中位于頂部的中間層反應(yīng)器相連通;多個(gè)中間層反應(yīng)器中相鄰的兩個(gè)中間層反應(yīng)器相連通;多個(gè)中間層反應(yīng)器中位于底部的中間層反應(yīng)器與所述底層反應(yīng)器相連通。
進(jìn)一步地，所述中間層反應(yīng)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與頂層反應(yīng)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同。
具體地，所述頂層反應(yīng)器內(nèi)部沿其寬度方向均勻分布有多個(gè)隔板，隔板的長度方向與頂層反應(yīng)器內(nèi)水流方向一致;每相間隔的兩個(gè)隔板的同一端均設(shè)置有一缺口;相鄰隔板之間形成所述的流道。
進(jìn)一步地，所述頂層反應(yīng)器的底面，位于所述流道的出口端設(shè)置有一開口，開口下方沿垂直于底面方向設(shè)置有引流板。
進(jìn)一步地，所述頂層反應(yīng)器的流道的入口端沿垂直于頂層反應(yīng)器底面方向設(shè)置有整流孔板，頂層反應(yīng)器的流道的出口端沿垂直于頂層反應(yīng)器底面方向設(shè)置有多層矩形堰。
進(jìn)一步地，所述頂層反應(yīng)器的底面下方和中間層反應(yīng)器的底面下方，除去開設(shè)開口的一個(gè)角落處的其余三個(gè)角落處均設(shè)置有一個(gè)內(nèi)柱。
進(jìn)一步地，所述污水進(jìn)水管上設(shè)置有進(jìn)水水泵，進(jìn)水水泵的兩側(cè)均設(shè)置有一污水進(jìn)水閥門，且污水進(jìn)水管的進(jìn)水端設(shè)置有污水進(jìn)水流量計(jì)。
進(jìn)一步地，所述循環(huán)管道上設(shè)置有循環(huán)水泵，循環(huán)水泵的兩側(cè)均設(shè)置有一循環(huán)管道閥門，且循環(huán)管道的出水端設(shè)置有循環(huán)流量計(jì)。
進(jìn)一步地，所述污水出水管上設(shè)置有污水出水流量計(jì)，且污水出水流量計(jì)的兩側(cè)均設(shè)置有一污水出水閥門。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果：
1、設(shè)置頂層反應(yīng)器和底層反應(yīng)器，頂層反應(yīng)器側(cè)壁上設(shè)置有污水進(jìn)水管，底層反應(yīng)器側(cè)壁上設(shè)置有污水出水管，實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)器新鮮污水的不間斷補(bǔ)充，以及污水的適時(shí)排出，能夠較好的模擬污水管道中的水質(zhì)狀況。頂層反應(yīng)器與底層反應(yīng)器中可放置不同的沉積物，頂層反應(yīng)器疊放在底反應(yīng)器的上方，二者可拆卸，便于對不同沉積物進(jìn)行取樣分析研究。
2、設(shè)置多個(gè)中間層反應(yīng)器，使得污水在反應(yīng)器中流動(dòng)的行程加長，可根據(jù)需要用于模擬不同長度的污水管道。
3、頂層反應(yīng)器和中間層反應(yīng)器內(nèi)均設(shè)置有多層矩形堰，通過調(diào)整多層矩形堰的堰高，模擬不同的水深狀態(tài)下污水管道內(nèi)氣體和水質(zhì)變化。
4、污水進(jìn)水管的進(jìn)水端設(shè)置有污水進(jìn)水流量計(jì)和污水進(jìn)水閥門，污水出水管上設(shè)置有污水出水流量計(jì)和污水出水閥門，通過調(diào)整二者的開啟度，達(dá)到模擬不同的停留時(shí)間下污水管道內(nèi)氣體和水質(zhì)的變化的目的。
5、設(shè)置循環(huán)流量計(jì)和循環(huán)管道閥門，模擬不同的流速狀態(tài)下污水管道內(nèi)氣體和水質(zhì)的變化。
