一种污染物降解速率原位测定装置及其使用方法与流程

[0001]
本发明属于环境工程领域，具体涉及一种污染物降解速率的测定装置及其使用方法。


背景技术：

[0002]
环境自净能力评估在水环境综合整治工作中至关重要，但是cod
cr
、nh
3-n等各类污染物质降解能力易受自然环境因素影响，降解能力数值范围上下限制差异极大。实验室的理想化测量结果无法有效地反应水体实际光照、昼夜温度变化、风场以及藻类生消生态变化等诸多因素的影响，难以应用到具体水体的自净能力评估工作中。现有污染物降解速率实验室测量结果仅能半定量地进行迁移，通过大量概化参数，套用至目标水体评估工作中，对评估工作支撑力度有限。降解速率的取值成为制约环境自净能力评估的重要因素。
[0003]
为更好地解决各类水体污染物降解速率的问题，为环境自净能力评估提供具有较强针对性的污染物降解速率，宜提出一种污染物降解速率原位测定装置，总和现场各类自然因素的综合影响，测定不同实况条件下的水域污染物综合降解速率。


技术实现要素：

[0004]
为解决上述技术问题，本发明提供了一种污染物降解速率原位测定装置及其使用方法，通过构建水体交换隔离装置防止新增污染物质进入，并保留各类环境因素对隔离水体的综合影响，通过隔离水体中目标污染物的变化规律，最终计算得到目标污染物质的降解速率。
[0005]
本发明的技术方案为：一种污染物降解速率原位测定装置，包括外圈和内圈，外圈为浮力外环，内圈为上部支架，浮力外环和上部支架之间为紧贴水面的防跃浪帘，浮力外环上布置有外侧流速探头。
[0006]
上部支架包括外环、内环和连接外环和内环的连接杆；外环固定在多个上部支架支杆上，上部支架支杆为竖杆；内环上设置可开启式中央盖板；外环下方固定外套筒，内环下方固定内套筒；外套筒和内套筒下端均连接在密闭的下部底衬上；下部底衬为环状；外套筒和内套筒之间形成上部开口，底部密封的环形腔体；内套筒内为上部为中央盖板，下部开口的圆柱结构；
[0007]
中央盖板的上方放置有水泵；水泵两端分别连接有流速加速管路；流速加速管路下探至环形腔体内；环形腔体内设置内侧流速探头；水泵上设有控制器，控制器与外侧流速探头和内侧流速探头通过导线相连；环形腔体内设置有取样管。
[0008]
下部底衬固定于数垂直布置的下部底衬支杆上；下部底衬支杆插入泥土中。
[0009]
基于上述技术特征：底部挡泥板位于下部底衬的下方且固定在下部底衬支杆上，底部挡泥板与泥面平齐。
[0010]
基于上述技术特征：外套筒为透明软性不透水材质；内套筒为透明软性不透水材质。
[0011]
基于上述技术特征：上部支架支杆为四根，对称均匀布置。
[0012]
基于上述技术特征：下部底衬支杆为四根，对称均匀布置；底部挡泥板为相同大小的四片分别固定在四根下部底衬支杆上，且互相对称均匀布置。
[0013]
基于上述技术特征：浮力外环为泡沫塑料。
[0014]
基于上述技术特征：防跃浪帘采用具有透气、透水性的材质；优选为纺织纤维布。
[0015]
基于上述技术特征：内套筒、外套筒和下部底衬为可拆卸。
[0016]
基于上述技术特征：流速加速管路包括进水段和出水段，进水段和出水段关于内套筒中轴线呈旋转对称式分布。
[0017]
根据上述一种污染物降解速率原位测定装置的使用方法，其特征在于：
[0018]
步骤一：将底部挡泥板、下部底衬、下部底衬支杆、外套筒、内套筒、上部支架、上部支架支杆和中央盖板组成的构件放置于降解速率测定水体上，此时构件为漂浮状态，从测定水体中取水，缓慢注入外套筒及内套筒之间的环形腔体内，构件逐渐下沉，当环形腔体注满水时，上部支架略高于水面，盖上中央盖板。
[0019]
步骤二：于中央盖板上依次安装水泵、流体加速管路以及控制器，在外套筒与内套筒之间的环形腔体内安装内侧流速探头。
[0020]
步骤三：安装浮力外环，将外侧流速探头安装至浮力外环下方，安装防跃浪帘；取样管的进水端插入环形腔体中部，并将取样管固定于上部支架及浮力外环上。
[0021]
步骤四：分别连接外侧流速探头、内侧流速探头至控制器，接通控制器与水泵电源；通过取样管采取水质样品，测量污染物质浓度变化。
[0022]
本发明的有益效果为：
[0023]
本发明装置布置于实际水体中，并通过外套筒、内套筒形成上开下闭的环状腔体，真实反映实际水体自然因素变动的同时，可防止外源污染物质的流入，保证环状腔体内水质仅发生降解反应，且降解反应速率能代表目标水体中污染物质的真实降解状况。
[0024]
本发明装置布置有防跃浪帘，浮力外环，可有效防止跃浪带来的外来水体进入实验水域。外套筒、内套筒为透明软性不透水材质，在透光传热的同时，可防止外来水团对环状腔体内水质造成影响，干扰污染物质降解速率测定。
[0025]
本发明装置设置有外侧流速探头，内侧流速探头，控制器，水泵，流体加速管路，在隔绝与外界流体接触的同时，仍可以反映水域水体的流动状态。
[0026]
外套筒、内套筒为可拆卸结构，可根据不同水体的需求，定制不同高度的试验水层，计算全水层污染物降解速率。
附图说明
[0027]
图1原位测定装置正视图。
[0028]
图2原位测定装置俯视图。
[0029]
图中标号示意为：1、上部支架；2、上部支架支杆；3、上部支架固定螺母；4、外套筒；5、内套筒；6、防跃浪帘；7、浮力外环；8、下部底衬；9、下部底衬支杆；10、下部底衬固定螺母；11、底部挡泥板；12、底部挡泥板固定螺母；13、取样管；14、外侧流速探头；15、内侧流速探头；16、控制器；17、水泵；18、流体加速管路；19、中央盖板。
具体实施方式
[0030]
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。
[0031]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0032]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0033]
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0034]
如图1和图2所示，一种污染物降解速率原位测定装置，外圈为浮力外环7，内圈为上部支架1。浮力外环7和上部支架1之间为紧贴水面的防跃浪帘6，通过卡扣分别固定在浮力外环7和上部支架1上；浮力外环7上布置有外侧流速探头14。浮力外环7的材质为泡沫塑料等浮力材质。防跃浪帘6优选的采用吸水材质如纺织纤维布等，具有一定的透气、透水性。防跃浪帘6紧贴水面，可消耗水面波动能力以稳定水面，且当波浪越过浮力外环7进入到防跃浪帘6，水量可透过防跃浪帘6返回水体。
[0035]
上部支架1为镂空结构，包括外环、内环以及内外环之间的连接杆。如图2所示，连接杆可为4根，呈十字形均匀排列布置。
[0036]
外环通过上部支架固定螺母3固定在对称分布的四根垂直布置的上部支架支杆2上，内环上设置可开启式中央盖板19；上部支架1的外环下方通过卡扣固定有可拆卸的外套筒4，可拆卸外套筒4为透明软性不透水材质；上部支架1的内环下方通过卡扣固定有可拆卸的内套筒5，内套筒5为透明软性不透水材质；外套筒5和内套筒4下端均设置在密闭的下部底衬8上，下部底衬8为可拆卸环形结构。如此，形成外套筒4和内套筒5之间形成上部开口，底部密封的环形腔体。内套筒5内为上部为中央盖板19，下部开口的圆柱形结构。
[0037]
中央盖板19的上方放置有水泵17；水泵17两端分别连接有流速加速管路18；流速加速管路18为弯管，下探至外套筒4与内套筒5之间的环形腔体内；流速加速管路18包括进水段和出水段，进水段和出水段关于内套筒5中轴线呈旋转对称式分布，进水段和出水段的下端分别有与水平面平行的进水口和出水口，且进水口和出水口方向关于设备轴线呈中心对称分布。
[0038]
环形腔体内设置内侧流速探头15；水泵18上设有控制器16，控制器16与外侧流速探头14和内侧流速探头15通过导线相连。根据内外流速差控制水泵17启停。当里内侧流速比外边流速慢时开泵，推动流速加速管路18内水流流动，流速加速管路18通过进水口的水流带动外套筒4和内套筒5之间的环形腔体内的水体流动，保持环形腔体内的物理环境与环形腔体外的物理环境完全一致。
[0039]
下部底衬8分别通过下部底衬固定螺母10固定于下部底衬支杆9上；下部底衬支杆9可均匀布置四根，下部底衬支杆9插入泥土中，底部挡泥板11位于下部底衬8的下方且通过底部挡泥板固定螺母12固定在下部底衬支杆9上，底部挡泥板11与泥面平齐。如图1所示，底部挡泥板11为相同大小的四片，分别固定在四根下部底衬支杆9上。底部挡泥板11配合下部底衬支杆9进一步起到固定、稳定污染物降解速率测定装置的作用。
[0040]
环形腔体内设置有取样管13，取样管13可分别固定于上部支架1和浮力外环7上，取水端探入外套筒4和内套筒5之间的环形腔体内，出水端外延至岸上。
[0041]
污染物降解速率原位测定装置的具体使用方法举例为：
[0042]
选取降解速率测定水体，根据底泥厚度选取底泥厚度约1.5倍高的四根下部底衬支杆9，在底泥泥面位置处通过底部挡泥板固定螺母12固定底部挡泥板11。在底部挡泥板11向上约5cm处通过下部底衬固定螺母10将下部底衬8固定于四根下部底衬支杆9上。测量水体深度h，裁剪水深高度的外套筒4及内套筒5，将外套筒4固定至上部支架1的外环及下部底衬8外圈边缘的卡扣上，将内套筒5固定至上部支架1的内环及下部底衬8的板面内的卡扣上。通过上部支架固定螺母3把上部支架1与上部支架支杆2上固定，支撑起的上部支架1使外套筒4及内套筒5得到充分拉伸。
[0043]
将上述已经安装后的构件放置于水上，此时构件为漂浮状态。从待测水体中取水，缓慢注入外套筒4及内套筒5之间的环形腔体内，上述构件逐渐下沉，当环形腔体注满水时，上部支架1略高于水面。盖上中央盖板19。
[0044]
于中央盖板19上依次安装水泵17、流体加速管路18以及控制器16。水泵17固定于中央盖板19上，流体加速管路18包括进水段和出水段两根弯管，进水段和出水段分别与水泵17的进水和出水口相连，进水段下端的进出水口和出水段下端的进出水口均与水平面平行，且关于设备轴线呈中心对称分布。进出口处产生沿所在平面圆切线方向的作用力，带动流体流动。于外套筒4和内套筒5之间的环形腔体内安装内侧流速探头15。
[0045]
将外侧流速探头14安装至浮力外环7下方，将防跃浪帘6通过卡扣安装至浮力外环7内沿，将浮力外环7放置于水中，并将防跃浪帘6通过卡扣安装至上部支架1外沿。取样管13的进水端插入环形腔体中部，并将取样管13固定于上部支架1及浮力外环7上。
[0046]
分别连接外侧流速探头14、内侧流速探头15至控制器16，接通控制器16与水泵17电源。每日通过取样管13采取少量环形腔体内的水质样品，逐日测量污染物质浓度变化，计算得出污染物降解速率。
[0047]
当结束试验后，逆向操作上述步骤，拆解外侧流速探头14，内侧流速探头15。拆解浮力外环7，防跃浪帘6；拆解控制器16，流体加速管路18以及水泵17。本装置排水后上浮后回收至岸上，拆解剩余部件。整理回收各构件，清洗备用。
[0048]
上述技术方案中，采用卡扣形式作为可拆卸式固定方式，仅为一种举例。也可以采用现有技术中的其它可拆卸固定方式。
[0049]
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。