公布日：2023.11.17
申请日：2022.11.04
分类号：C02F1/78(2006.01)I;C02F1/72(2006.01)I;C02F1/00(2006.01)I;G01N33/18(2006.01)I
摘要
本发明提供了一种用于分析非均相臭氧处理废水的实验装置及其方法，所述装置包括壳体、收卷机构以及搅拌机构，所述壳体底部设有曝气轮以及齿环，所述搅拌机构包括中心杆以及收缩组件，本发明通过收卷机构以及搅拌机构的设置，使得实验完成时能够迅速从废水中分离出催化剂，且通过转动叶片以及第二筛板的设置，在分离后可以对催化剂进行挤压进一步脱除废水；通过曝气轮、齿环以及第二挡板的设置，使得实验过程中的多组取样更加方便，较少实验人员的频繁操作。
权利要求书
1.一种用于分析非均相臭氧处理废水的实验装置，其特征在于，包括壳体(1)以及搅拌机构(2)，所述壳体(1)内上部设有第一筛板(12)，壳体(1)内下部滑动设有第二筛板(13)，所述第二筛板(13)上设有滤膜；所述搅拌机构(2)设置在所述第一筛板(12)与所述第二筛板(13)之间的所述壳体(1)内，搅拌机构(2)包括垂直设置在壳体(1)底面的中心杆(21)以及与中心杆(21)滑动连接的收缩组件，所述中心杆(21)顶端与所述第一筛板(12)转动连接，且中心杆(21)底端贯穿所述第二筛板(13)并与壳体(1)底面转动连接，第二筛板(13)与中心杆(21)滑动连接；所述收缩组件包括多组转动叶片(22)以及竖直设置的多组剪叉臂，每组所述剪叉臂包括第一连杆(23)与第二连杆(24)，且第一连杆(23)与第二连杆(24)的上下两端连接处分别进行转动连接，且两组连接处分别转动套设在一组套管(25)上；所述转动叶片(22)的端边上设有用于穿过所述套管(25)的支杆，所述支杆与套管(25)转动连接，所述支杆的端面设有弯折杆(221)；所述中心杆(21)上设有第一滑槽(211)以及用于使弯折杆(221)滑动且带动使转动叶片(22)转动90°的第二滑槽(212)；与转动叶片(22)未连接的所述套管(25)上设有用于与第一滑槽(211)滑动连接的连接块；位于所述收缩组件最底端的连接块与所述第二筛板(13)滑动卡接，且位于收缩组件最底端的连接块上设有第二连接线(114)，所述第一筛板(12)上设有用于收卷所述第二连接线(114)的收卷机构(11)，所述壳体(1)顶面上设有出气口(19)，位于所述第一筛板(12)与所述第二筛板(13)之间的壳体(1)上连接有进液管(18)，壳体(1)下方设有进气管，所述壳体(1)底面设有出液口，位于壳体(1)底部的中心杆(21)上套设有曝气轮(14)，且所述曝气轮(14)与中心杆(21)上设有的定位销卡接，曝气轮(14)通过连接管贯穿壳体(1)底面并与壳体(1)旋转密封连接，且所述进气管与曝气轮(14)转动密封连接，连接管由设置在壳体(1)外的电机驱动转动；所述曝气轮(14)内部中空，且曝气轮(14)上端面设有若干组气孔，壳体(1)底面设有与曝气轮(14)啮合传动的齿轮(15)以及齿环(16)，所述齿环(16)与曝气轮(14)位于同一圆心，且齿环(16)内环面设有与齿轮(15)啮合传动的齿；所述齿环(16)通过圆环(161)与壳体(1)底面转动连接。
2.如权利要求1所述的一种用于分析非均相臭氧处理废水的实验装置，其特征在于，所述收卷机构(11)包括开口向下的套壳(111)以及转轮(112)，所述套壳(111)外顶面设有用于下压套壳(111)的连接杆，所述连接杆上端贯穿壳体(1)顶面，所述连接杆与壳体(1)上下滑动密封连接，所述转轮(112)设置在所述套壳(111)内且转轮(112)通过第一弹簧(115)与套壳(111)内顶面转动连接，转轮(112)外侧壁上设有螺纹槽，所述套壳(111)内侧壁设有用于与所述螺纹槽滑动连接使套壳(111)进行上下移动的滑块，所述转轮(112)底面设有卷线杆(113)，所述卷线杆(113)与所述第一筛板(12)下端面转动连接，所述第二连接线(114)穿过所述第一筛板(12)并与所述卷线杆(113)连接；所述第一筛板(12)上端面设有用于套壳(111)底端伸入第一筛板(12)内部的通孔，所述套壳(111)外侧壁底端设有用于与所述凸块(117)固定卡接的凹槽(116)，所述第一筛板(12)内部中空且设有凸块(117)，所述凸块(117)通过第二弹簧与第一筛板(12)内壁连接，所述凸块(117)上设有第一连接线(172)，位于所述出液口的壳体(1)底面设有与壳体(1)底面滑动连接的第一挡板(17)，所述第一挡板(17)上设有与其固定连接的第一挡块(171)，所述第一挡块(171)与所述第一连接线(172)连接；所述圆环(161)内环面设有用于与第一档块(171)配合使第一挡板(17)平移的第一拨块(162)。
3.如权利要求1所述的一种用于分析非均相臭氧处理废水的实验装置，其特征在于，所述壳体(1)底端外侧壁设有多组取样口(164)，每组所述取样口(164)上均设有第二挡板，所述第二挡板与位于取样口(164)的壳体(1)内壁滑动连接，且第二挡板上设有通过扭簧与其连接的第二挡块，所述圆环(161)外侧面设有用于配合所述第二挡块拨动使得第二挡板滑动的第二拨块(163)；所述第二挡板通过第三弹簧与壳体(1)内壁连接。
4.如权利要求1所述的一种用于分析非均相臭氧处理废水的实验装置，其特征在于，所述滤膜孔径为0.45μm。
5.如权利要求1所述的一种用于分析非均相臭氧处理废水的实验装置，其特征在于，所述连接管通过传动带与所述电机的输出轴连接。
6.如权利要求1所述的一种用于分析非均相臭氧处理废水的实验装置，其特征在于，所述壳体(1)采用玻璃材料。
7.如权利要求1所述的一种用于分析非均相臭氧处理废水的实验装置，其特征在于，所述进气管连接有臭氧装置，所述臭氧装置包括依次通过管道与进气管连接设置的流量计、臭氧浓度检测仪、臭氧发生器以及氧气瓶，所述出气口(19)连接有臭氧破坏器。
8.利用权利要求1-7任意一项所述的实验装置分析非均相臭氧处理废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：通过进液管(18)在壳体(1)中加入的废水与催化剂，开启电机，对加入催化剂的废水进行搅拌，同时，然后通过进气管向曝气轮(14)通入臭氧，利用曝气轮(14)对加入催化剂的废水进行曝气；S2：启动收卷机构(11)收卷第二连接线(114)，收缩组件以及第二筛板(13)向上移动，通过第二筛板(13)上的滤膜分离得到分离后催化剂与液体样品，收集出液管排出的液体样品；按下连接杆使第二筛板(13)复位，S3：重复步骤S1-S2，利用所述分离后的催化剂进行多组重复实验，得到多组液体样品；S4：分析各个所述液体样品，测定其中特定有机物浓度、TOC值、UV254值、三维荧光强度和特征有机物的任意一种或多种，获取数据，综合分析评估催化臭氧效能。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于分析非均相臭氧处理废水的实验装置及其方法。
本发明的技术方案是：一种用于分析非均相臭氧处理废水的实验装置，包括壳体以及搅拌机构，
所述壳体内上部设有第一筛板，壳体内下部滑动设有第二筛板，所述第二筛板上设有滤膜；通过上述的设置，可以使得废水穿过第二筛板以及滤膜过滤掉催化剂，气体先穿过第二筛板进入壳体中部，再通过第一筛板向出气口排出；
所述搅拌机构设置在所述第一筛板与所述第二筛板之间的所述壳体内，搅拌机构包括垂直设置在壳体底面的中心杆以及与中心杆滑动连接的收缩组件，所述中心杆顶端与所述第一筛板转动连接，且中心杆底端贯穿所述第二筛板并与壳体底面转动连接，第二筛板与中心杆滑动连接；所述收缩组件包括多组转动叶片以及竖直设置的多组剪叉臂，每组所述剪叉臂包括第一连杆与第二连杆，且第一连杆与第二连杆的上下两端连接处分别进行转动连接，且两组连接处分别转动套设在一组套管上；所述转动叶片的端边上设有用于穿过所述套管的支杆，所述支杆与套管转动连接，所述支杆的端面设有弯折杆；所述中心杆上设有第一滑槽以及用于使弯折杆滑动且带动使转动叶片转动90°的第二滑槽；与转动叶片未连接的所述套管上设有用于与第一滑槽滑动连接的连接块；位于所述收缩组件最底端的连接块与所述第二筛板滑动卡接，且位于收缩组件最底端的连接块上设有第二连接线，所述第一筛板上设有用于收卷所述第二连接线的收卷机构，通过上述设置，使得收卷机构转动收卷第二连接线时，所述收缩组件进行收缩，第一连杆与第二连杆向水平方向折叠，套管向上移动，所述弯折杆沿着第二滑槽进行滑动并转动，弯折杆带动转动叶片由竖直转动为水平，第二筛板在连接块的连接下向上移动；
所述壳体顶面上设有出气口，位于所述第一筛板与所述第二筛板之间的壳体上连接有进液管，壳体下方设有进气管，所述壳体底面设有出液口，
位于壳体底部的中心杆上套设有曝气轮，且所述曝气轮与中心杆上设有的定位销卡接，曝气轮通过连接管贯穿壳体底面并与壳体旋转密封连接，且所述进气管与曝气轮转动密封连接，连接管由设置在壳体外的电机驱动转动；
所述曝气轮内部中空，且曝气轮上端面设有若干组气孔，壳体底面设有与曝气轮啮合传动的齿轮以及齿环，所述齿环与曝气轮位于同一圆心，且齿环内环面设有与齿轮啮合传动的齿；通过上述设置，通过曝气轮转动使得齿环进行差速转动；所述齿环通过圆环与壳体底面转动连接。
进一步地，所述收卷机构包括开口向下的套壳以及转轮，所述套壳外顶面设有用于下压套壳的连接杆，所述连接杆上端贯穿壳体顶面，所述连接杆与壳体上下滑动密封连接，所述第一筛板上端面设有用于套壳底端伸入第一筛板内部的通孔，所述套壳外侧壁底端设有用于与所述凸块固定卡接的凹槽，所述转轮设置在所述套壳内且转轮通过第一弹簧与套壳内顶面转动连接，转轮外侧壁上设有螺纹槽，所述套壳内侧壁设有用于与所述螺纹槽滑动连接使套壳进行上下移动的滑块，所述转轮底面设有卷线杆，所述卷线杆与所述第一筛板下端面转动连接，所述第二连接线穿过所述第一筛板并与所述卷线杆连接，所述第一筛板内部中空且设有凸块，所述凸块通过第二弹簧与第一筛板内壁连接，所述凸块上设有第一连接线，位于所述出液口的壳体底面设有与壳体底面滑动连接的第一挡板，所述第一挡板上设有与其固定连接的第一挡块，所述第一挡块与所述第一连接线连接；所述圆环内环面设有用于与第一档块配合使第一挡板平移的第一拨块，通过第一拨块的设置，使得圆环转动到第一档块位置时第一拨块拨动第一挡块开启第一挡板；
通过上述设置，使得通过推动第一挡块即可开启出液口进行排液；使得当第一连接线拉动凸块时，凸块与凹槽断开卡接，在第一弹簧的作用下，所述套壳与所述第一筛板分离，所述滑块沿着凹槽向上移动，使得转轮带动卷线杆发生转动；
进一步地，所述壳体底端外侧壁设有多组取样口，每组所述取样口上均设有第二挡板，所述第二挡板与位于取样口的壳体内壁滑动连接，且第二挡板上设有通过扭簧与其连接的第二挡块，所述圆环外侧面设有用于配合所述第二挡块拨动使得第二挡板滑动的第二拨块；所述第二挡板通过第三弹簧与壳体内壁连接，通过多组取样口的设置，使得齿环转动时，第二拨块拨动第二挡块，使得第二挡板滑动开启，即可进行间隔的多组取样。
进一步地，所述滤膜孔径为0.45μm。
进一步地，所述连接管通过传动带与所述电机的输出轴连接。
进一步地，所述壳体采用玻璃材料。
进一步地，所述进气管连接有臭氧装置，所述臭氧装置包括依次通过管道与进气管连接设置的流量计、臭氧浓度检测仪、臭氧发生器以及氧气瓶，所述出气口连接有臭氧破坏器，通过上述设置，能够有效满足实验完整得进行。
本发明还提供利用上述的实验装置分析非均相臭氧处理废水的方法，包括以下步骤：
S1：通过进液管在壳体中加入的废水与催化剂，开启电机，对加入催化剂的废水进行搅拌，同时，然后通过进气管向曝气轮通入臭氧，利用曝气轮对加入催化剂的废水进行曝气；
S2：启动收卷机构收卷第二连接线，收缩组件以及第二筛板向上移动，通过第二筛板上的滤膜分离得到分离后催化剂与液体样品，收集出液管排出的液体样品；按下连接杆使第二筛板复位，
S3：重复步骤S1-S2，利用所述分离后的催化剂进行多组重复实验，得到多组液体样品；
S4：分析各个所述液体样品，测定其中特定有机物浓度、TOC值、UV254值、三维荧光强度和特征有机物的任意一种或多种，获取数据，综合分析评估催化臭氧效能。
本发明的有益效果是：
(1)本发明通过收卷机构以及搅拌机构的设置，使得实验完成时能够迅速从废水中分离出催化剂，且通过转动叶片以及第二筛板的设置，在分离后可以对催化剂进行挤压进一步脱除废水。
(2)本发明通过曝气轮、齿环以及第二挡板的设置，使得实验过程中的多组取样更加方便，减少实验人员的频繁操作。
（发明人：付丽亚;吴昌永;宋玉栋）
