申请日2018.11.12
公开(公告)日2019.03.08
IPC分类号G01N15/00
摘要
本发明公开了一种观测上升水流速度影响因素的颗粒污泥床装置及方法。该装置包括测定供水区、测定装置主体及集水装置;测定装置主体呈圆筒状，由下至上依次分为布水区、颗粒污泥填充区及出水区。该装置由供水区供水，水流过布水区均匀布水、再上升通过颗粒污泥填充区。经出水区溢流出水，再由集水装置收集。利用流量计测定集水装置中的出水流量;根据出水流量计算清洁水流过颗粒污泥床的平均速度;再通过调整恒流水槽高度，观测水头对平均流速的影响;最后通过调整颗粒污泥填充量，观测污泥床高度对平均流速的影响。
权利要求书
1.一种观测上升水流速度影响因素的颗粒污泥床装置，其特征在于：所述装置包括供水区(Ⅰ)、测定装置主体及集水装置;所述测定装置主体为一竖直放置的圆柱状筒体，由下至上依次分为布水区(Ⅱ)、颗粒污泥填充区(Ⅲ)、出水区(Ⅳ);
所述供水区(Ⅰ)包括供水贮槽(1)、提升水泵(2)及恒流水槽(4);所述恒流水槽(4)顶部连有提升水管(3)的出口;恒流水槽(4)上部设有溢流管(5);恒流水槽(4)下部设有供水管(26);提升水管(3)的入口与提升水泵(2)的出口相连，提升水泵(2)的进口与供水贮槽(1)相连;溢流管(5)底部设溢流连接管(6)，溢流连接管(6)通入供水贮槽(1)，用于回流恒流水槽(4)的溢流水;供水管(26)经连接软管(7)与测定装置主体的进水管(8)相连;
所述测定装置主体内设一支撑板(20);支撑板(20)与测定装置主体的底面平行设置，且将布水区(Ⅱ)及颗粒污泥填充区(Ⅲ)隔开;所述支撑板(20)设有孔洞，以供水流通过;布水区(Ⅱ)包括布水室(9)及进水管(8);布水室(9)通过进水管(8)与供水区(Ⅰ)连通;进水管(8)作为测定装置主体进水口;颗粒污泥填充区(Ⅲ)包括颗粒污泥填充室(11);颗粒污泥填充室(11)中填充颗粒污泥(21)，形成颗粒污泥床(12);出水区(Ⅳ)与集水装置相连;
所述集水装置包括出水箱(15)、流量计(18)及集水贮槽(19);所述出水箱(15)与出水区(Ⅳ)相连;出水箱(15)还通过出水管(17)与集水贮槽(19)相连;流量计(18)安装于出水管(17)上，用于测定出水流量。
2.如权利要求1所述的一种观测上升水流速度影响因素的颗粒污泥床装置，其特征在于：所述布水区(Ⅱ)、颗粒污泥填充区(Ⅲ)及出水区(Ⅳ)的体积之比为1：8～10：1.5～2。
3.如权利要求1所述的一种观测上升水流速度影响因素的颗粒污泥床装置，其特征在于：所述进水管(8)为一根长直细管，管径1～2cm;进水管(8)竖直设置于测定装置主体内;进水管(8)底端固定于螺旋固定桩(25)上，螺旋固定桩(25)设于布水室(9)底部中心位置;进水管(8)顶端伸出圆筒主体2～3cm;进水管距离底部0.5～1cm处钻两个对称出水孔(24)用于通水。
4.如权利要求1所述的一种观测上升水流速度影响因素的颗粒污泥床装置，其特征在于：所述提升水泵(2)的进口连接供水贮槽(1)侧壁，且连接位置离供水贮槽(1)底部1～2cm处;提升水管(3)出口设于溢流管(5)以上1～2cm处;供水管(26)设于恒流水槽(4)侧壁上，且离恒流水槽(4)底部1～2cm。
5.如权利要求1所述的一种观测上升水流速度影响因素的颗粒污泥床装置，其特征在于：所述支撑板(20)由支架(22)和铁丝网(23)组成，支架(22)固定于颗粒污泥填充室(11)底部，铁丝网(23)安放于支架(22)上。
6.如权利要求1所述的一种观测上升水流速度影响因素的颗粒污泥床装置，其特征在于：所述测定装置主体还包括可卸半圆盖(13);可卸半圆盖(13)设于测定装置主体顶部，两片可卸半圆盖(13)组成圆盖，可卸半圆盖(13)上开加泥孔(10)，用于添加颗粒污泥(21)。
7.如权利要求1所述的一种观测上升水流速度影响因素的颗粒污泥床装置，其特征在于：所述出水区(Ⅳ)设有一狭缝(14)用作测定装置主体的出水口;半圆柱状出水箱(15)经狭缝与出水区(Ⅳ)相连。
8.一种利用如权利要求1所述装置观测上升水流速度影响因素的方法，其特征在于，步骤如下：
首先在供水区(Ⅰ)中将供水贮槽(1)和恒流水槽(4)分别充满清洁水;利用提升水泵(2)将供水贮槽(1)中清洁水泵入恒流水槽(4);恒流水槽(4)液面上升至溢流管(5)后，清洁水通过溢流连接管(6)回到供水贮槽(1)，以此保证恒流水槽(4)水头稳定;恒流水槽(4)通过进水连接软管(7)向进水管(8)供水;清洁水经进水管(8)流入布水区(Ⅱ)中的布水室(9);在布水区(Ⅱ)中，水流受布水室(9)底部和侧壁阻力的作用，混合均匀;然后上升通过支撑板(20)进入颗粒污泥填充区(Ⅲ)的颗粒污泥填充室(11)中;在颗粒污泥填充区(Ⅲ)中，颗粒污泥填充室(11)内填充一定量颗粒污泥(21)，构成颗粒污泥床(12);水流穿过颗粒污泥(21)之间的缝隙，流过颗粒污泥床(12)，并进入出水区(Ⅳ);水流通过出水区(Ⅳ)流入出水箱(15)，再通过出水管(17)流入集水贮槽(19)，利用流量计(18)测定出水流量;根据出水流量计算清洁水流过颗粒污泥床(12)的平均速度;再通过调整恒流水槽(4)高度，观测水头对平均流速的影响;最后通过调整颗粒污泥填充量，观测污泥床高度对平均流速的影响。
说明书
一种观测上升水流速度影响因素的颗粒污泥床装置及方法
技术领域
本发明属于环保设备领域，具体涉及一种观测上升水流速度影响因素的颗粒污泥床装置及方法。
背景技术
人类生活和生产活动排放大量废水，导致我国地表和地下水体严重污染，影响了社会经济的可持续发展，废水处理已成为人们的共识。颗粒污泥床技术在废水处理中优点突出，广受关注。典型代表有厌氧颗粒污泥床、好氧颗粒污泥床和厌氧氨氧化颗粒污泥床技术等。颗粒污泥可自然固定其中的微生物，优化微生物群落，同时也可促进菌体重力沉降，减少功能菌流失，从而显现很高的运行效能和运行稳定性。作为一种低能耗、高效能的废水处理技术，颗粒污泥床技术已形成系列产品，如UASB、EGSB和ⅠC反应器。
在颗粒污泥床中，上升水流速度关乎污染物反应时间及其去除效能，也关乎颗粒污泥在反应系统中的持留及其对反应器功能的支撑。因此，它是反应器设计和操作所需的重要参数。然而，迄今未见颗粒污泥床上升水流速度的测定装置与方法。创建一种颗粒污泥床上升水流速度的测定装置与方法，对加深理解颗粒污泥床的工作机制、改进反应器构型、优化反应器操作具有重要的现实意义。
本发明提供了一种颗粒污泥床上升水流速度测定装置，通过恒流水槽的升降，可灵活调节水头;通过颗粒污泥的填充量，可灵活调节污泥床高度;通过设置中心进水管和布水室，可使水流由下而上并均匀分布;通过设置侧壁出水箱，可保证出水流量稳定。装置操作简便，结果可靠有效，具有很好的应用前景。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种颗粒污泥床上升水流速度测定装置。
本发明所采用的具体技术方案如下：
一种观测上升水流速度影响因素的颗粒污泥床装置，包括供水区(Ⅰ)、测定装置主体及集水装置;所述测定装置主体为一竖直放置的圆柱状筒体，由下至上依次分为布水区、颗粒污泥填充区、出水区;
所述供水区包括供水贮槽、提升水泵及恒流水槽;所述恒流水槽顶部连有提升水管的出口;恒流水槽上部设有溢流管;恒流水槽下部设有供水管;提升水管的入口与提升水泵的出口相连，提升水泵的进口与供水贮槽相连;溢流管底部设溢流连接管，溢流连接管通入供水贮槽，用于回流恒流水槽的溢流水;供水管经连接软管与测定装置主体的进水管相连;
所述测定装置主体内设一支撑板;支撑板与测定装置主体的底面平行设置，且将布水区及颗粒污泥填充区隔开;所述支撑板设有孔洞，以供水流通过;布水区包括布水室及进水管;布水室通过进水管与供水区连通;进水管作为测定装置主体进水口;颗粒污泥填充区包括颗粒污泥填充室;颗粒污泥填充室中填充颗粒污泥，形成颗粒污泥床;出水区与集水装置相连;
所述集水装置包括出水箱、流量计及集水贮槽;所述出水箱与出水区相连;出水箱还通过出水管与集水贮槽相连;流量计安装于出水管上，用于测定出水流量。
作为优选，所述布水区、颗粒污泥填充区及出水区的体积之比为1：8～10：1.5～2。
作为优选，所述进水管为一根长直细管，管径1～2cm;进水管竖直设置于测定装置主体内;进水管底端固定于螺旋固定桩上，螺旋固定桩设于布水室底部中心位置;进水管顶端伸出圆筒主体2～3cm;进水管距离底部0.5～1cm处钻两个对称出水孔用于通水。清洁水由进水管底端的出水孔进入布水室，混合均匀后，通过支撑板向上流动。进一步优选，进水管通过测定装置主体的可卸半圆盖与布水区的螺旋固定桩进行垂直固定。
作为优选，所述提升水泵的进口连接供水贮槽侧壁，且连接位置离供水贮槽底部1～2cm处;提升水管出口设于溢流管以上1～2cm处;供水管设于恒流水槽侧壁上，且离恒流水槽底部1～2cm。
作为优选，所述支撑板由支架和铁丝网组成，支架固定于颗粒污泥填充室底部，铁丝网安放于支架上。
作为优选，所述测定装置主体还包括可卸半圆盖;可卸半圆盖设于测定装置主体顶部，两片可卸半圆盖组成圆盖，可卸半圆盖上开加泥孔，用于添加颗粒污泥。
作为优选，所述出水区设有一狭缝用作测定装置主体的出水口;半圆柱状出水箱经狭缝与出水区相连。
本发明的还提供了一种观测上升水流速度影响因素的方法，其步骤如下：
首先在供水区中将供水贮槽和恒流水槽分别充满清洁水;利用提升水泵将供水贮槽中清洁水泵入恒流水槽;恒流水槽液面上升至溢流管后，清洁水通过溢流连接管回到供水贮槽，以此保证恒流水槽水头稳定;恒流水槽通过进水连接软管向进水管供水;清洁水经进水管流入布水区中的布水室;在布水区中，水流受布水室底部和侧壁阻力的作用，混合均匀;然后上升通过支撑板进入颗粒污泥填充区的颗粒污泥填充室中;在颗粒污泥填充区中，颗粒污泥填充室内填充一定量颗粒污泥，构成颗粒污泥床;水流穿过颗粒污泥之间的缝隙，流过颗粒污泥床，并进入出水区;水流通过出水区流入出水箱，再通过出水管流入集水贮槽，利用流量计测定出水流量;根据出水流量计算清洁水流过颗粒污泥床的平均速度;再通过调整恒流水槽高度，观测水头对平均流速的影响;最后通过调整颗粒污泥填充量，观测污泥床高度对平均流速的影响。
本发明具有的优点：1、通过恒流水槽的升降，可灵活调节水头;2、通过颗粒污泥的填充量，可灵活调节污泥床高度;3、通过设置中心进水管和布水室，可使水流由下而上并均匀分布;4、通过设置侧壁出水箱，可保证出水流量稳定。5、装置操作简便，结果可靠有效，具有很好的应用前景。
