CN105091972B - 一种溶气水释气量测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种溶气水释气量测量装置，该测量装置包括了进水管路，超声装置、主体测量装置、压力平衡管路和量筒。超声装置作为预处理装置，基于空化作用来增大溶气水释气速度和释气的气泡尺寸，缩短测量时间。主体测量装置包括了气体测量管和观测区，观测区内加入隔板，防止溶气水短流，气体测量管内的空气压力与环境压力之间的压力平衡采用压力平衡管路来控制。本发明具有快速、准确和稳定的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种溶气水释气量测量装置，具体涉及压力溶气系统产生的溶气水释气量的测量装置。
背景技术
溶气气浮技术(DAF)是一种固液分离技术，被广泛地应用于水处理领域。在溶气过程中，空气和水在加压条件下形成溶气水，并在压力突然降低时以微气泡形式释放出来。溶气系统的能耗占DAF总能耗的50％。溶气水的释气量是决定气浮处理效率和评价溶气性能的关键因素之一。
目前溶气水释气量的测量方法主要有两种：连续测量法和间歇测量法。连续测量法的测量装置与气浮池并行连接，采用流量计连续地测量经过溶气装置的单位体积出水中的释气量，如Bratby等人(1975)采用的方法。连续性测量方法的主要缺点在于气体流量计测量精度要求高以及释气不完全。间歇测量法主要指液体置换间歇测量法，如Casey等人(1986)和 Haarhoff等人(1997)提出的方法以及中国专利201120122884.X等。其基本思想是通过充满水且密闭的容器，间歇性置换出测量装置中的水，并分别测量出溶气水的体积和释气体积。此类方法通常采用U型管路调节气体收集区的压力。目前，传统间歇法测量装置存在的主要问题如下：1)释出气泡尺寸小，气泡上升速度慢，测量时间长；2)U型管路进行压力调节不稳定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种溶气水释气量测量装置，即该装置采用超声装置作为预处理装置，基于空化作用增大溶气水释气速度和释气的气泡尺寸，以提高测量速度和测量精度，主体测量装置包括了气体测量管和观测区，观测区内加入隔板，用于防止溶气水短流，气体测量管内的空气压力与环境压力之间平衡采用压力平衡管路控制。该方法可以克服以往释气量测量的缺点，具有快速、准确和稳定的优点。
本发明的溶气水释气量测量装置包括：进水管路(1)、超声装置(2)、主体测量装置(3)、压力平衡管路(4)和量筒(5)；进水管路(1)一部分置于超声装置(2)内，主体测量装置(3)一端连接进水管路(1)，一端连接压力平衡管路(4)，主体测量装置(3)包括了观测区(31)和气体测量管(32)，观测区(31)内有一块隔板(33 )。
所述的超声装置(3)由超声波能换器(21)，超声波电源(22)和不锈钢水槽(23)构成，超声波能换器(21)安装在不锈钢水槽(23)底部，超声波电源(22)的发生频率应大于28KHz；进水管路(1)的释气阀(11)处于不锈钢水槽(23)的外面，进水管路(1)的一部分置于不锈钢水槽(23)中，使进水管路(1)中溶气水在不锈钢水槽(23)内水力停留时间应大于5s。
所述的主体测量装置(3)为密封结构，采用透明材料(如玻璃或有机玻璃)，顶部为气体测量管(32)，底部为观测区(31)，气体测量管(32)与观测区(31)之间存在渐扩结构。
所述的观测区(31)的形状为圆柱体或长方体，对称两侧壁面上各有一个开孔，其中一个孔(35)连接进水管路(1)，另一个孔(36)连接压力平衡管路(4)，底面上的隔板(33)高度低于渐扩结构，隔板(33)的水平位置位于压力平衡管路(4)一侧。
所述的气体测量管(32)的形状为圆柱体或长方体，截面积为0.8-15cm2，顶端连接一个排气阀(34 )，在气体测量管(32)表面标有气体体积刻度，用于释气量的测量。
所述的压力平衡管路(4)的管路内径为6-15mm，压力平衡管路(4)中的三通(41)，其一端与主体测量装置(3)相连，一端与排空端相连，另一端与放水阀门(42)相连；排空端下部放置量筒(5)，用于测量溶气水量；压力平衡管路(4)通过放水阀(42)控制竖直管路内水位高度与气体测量管(32)的水位高度相同。
附图说明
图1 溶气水释气量测量装置示意图1
具体实施方法
以下列举1个实施例用于说明本发明的效果，但本发明的要求范围并非仅限于此。
如图1，本发明的溶气水释气量测量装置包括：进水管路(1)、超声装置(2)、主体测量装置(3)、压力平衡管路(4)和量筒(5)；进水管路(1)一部分置于超声装置(2)内，主体测量装置(3)一端连接进水管路(1)，一端连接压力平衡管路(4)，主体测量装置(3) 包括了观测区(31)和气体测量管(32)，观测区(31)内有一块隔板(33 )。
超声装置(3)由超声波能换器(21)，超声波电源(22)和不锈钢水槽(23)构成，超声波能换器(21)安装在不锈钢水槽(23)底部，超声波电源(22)的发生频率应大于28KHz；进水管路(1)的释气阀(11)处于不锈钢水槽(23)的外面，进水管路(1)的一部分置于不锈钢水槽(23)中，使进水管路(1)中溶气水在不锈钢水槽(23)内水力停留时间应大于 5s。
主体测量装置(3)为密封结构，采用透明材料(如玻璃或有机玻璃)，顶部为气体测量管(32)，底部为观测区(31)，气体测量管(32)与观测区(31)之间存在渐扩结构。
观测区(31)的形状为圆柱体或长方体，对称两侧壁面上各有一个开孔，其中一个孔(35) 连接进水管路(1)，另一个孔(36)连接压力平衡管路(4)，底面上的隔板(33)高度低于渐扩结构，隔板(33)的水平位置位于压力平衡管路(4)一侧。
气体测量管(32)的形状为圆柱体或长方体，截面积为0.8-15cm2，顶端连接一个排气阀 (34 )，在气体测量管(32)表面标有气体体积刻度，用于释气量的测量。
压力平衡管路(4)的内径为6-15mm，压力平衡管路(4)中的三通(41)，其一端与主体测量装置(3)相连，一端与排空端相连，另一端与放水阀门(42)相连；排空端下部放置量筒(5)，用于测量溶气水量；压力平衡管路(4)通过放水阀(42)控制竖直管路内水位高度与气体测量管(32)的水位高度相同。
根据测量得到溶气水量和释气量，可以得到单位溶气水量的释气量。
Claims (6)
1.一种溶气水释气量测量装置，包括了进水管路(1)、超声装置(2)、主体测量装置(3)、压力平衡管路(4)和量筒(5)。其特征在于，进水管路(1)一部分置于超声装置(2)内，主体测量装置(3)一端连接进水管路(1)，一端连接压力平衡管路(4)，主体测量装置(3)包括了观测区(31)和气体测量管(32)，观测区(31)内有一块隔板(33 )。
2.根据权利要求1所述的溶气水释气量测量装置，其特征在于，超声装置(3)由超声波能换器(21)，超声波电源(22)和不锈钢水槽(23)构成，超声波能换器(21)安装在不锈钢水槽(23)底部，超声波电源(22)的发生频率应大于28KHz；进水管路(1)的释气阀(11)处于不锈钢水槽(23)的外面，进水管路(1)的一部分置于不锈钢水槽(23)中，使进水管路(1)中溶气水在不锈钢水槽(23)内水力停留时间应大于5s。
3.根据权利要求1所述的溶气水释气量测量装置，其特征在于，主体测量装置(3)为密封结构，采用透明材料，顶部为气体测量管(32)，底部为观测区(31)，气体测量管(32)与观测区(31)之间存在渐扩结构。
4.根据权利要求1所述的溶气水释气量测量装置，其特征在于，观测区(31)的形状为圆柱体或长方体，对称两侧壁面上各有一个开孔，其中一个孔(35)连接进水管路(1)，另一个孔(36)连接压力平衡管路(4)，底面上的隔板(33)高度低于渐扩结构，隔板(33)的水平位置位于压力平衡管路(4)一侧。
5.根据权利要求1所述的溶气水释气量测量装置，其特征在于，气体测量管(32)的形状为圆柱体或长方体，截面积为0.8-15cm2，顶端连接一个排气阀(34 )，在气体测量管(32)表面标有气体体积刻度，用于释气量的测量。
6.根据权利要求1所述的溶气水释气量测量装置，其特征在于，压力平衡管路(4)的内径为6-15mm，压力平衡管路(4)中三通(41)的一端与主体测量装置(3)相连，一端与排空端相连，另一端与放水阀门(42)相连；排空端下部放置量筒(5)，用于测量溶气水量；压力平衡管路(4)通过放水阀(42)控制竖直管路内水位高度与气体测量管(32)的水位高度相同。
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