CN106153437A - 一种水处理用颗粒活性炭的强度测定装置及方法 - Google Patents
一种水处理用颗粒活性炭的强度测定装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106153437A CN106153437A CN201610564474.8A CN201610564474A CN106153437A CN 106153437 A CN106153437 A CN 106153437A CN 201610564474 A CN201610564474 A CN 201610564474A CN 106153437 A CN106153437 A CN 106153437A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- active carbon
- charcoal
- granular active
- room
- strength detection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 108
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 55
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 23
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 claims abstract description 62
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 15
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 9
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000005422 blasting Methods 0.000 claims description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 3
- -1 wherein Substances 0.000 claims description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 abstract description 3
- 238000003556 assay Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 22
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- 239000004531 microgranule Substances 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
本发明公开一种水处理用颗粒活性炭的强度测定装置及方法，该装置包括用于模拟水处理过程的气源系统、配气室、炭室、保护室；具有装置简单、操作简便、误差小等优点。该方法是利用高速气流与水的混合流动对颗粒活性炭进行冲刷来模拟水处理过程中水流及气流对活性炭的冲刷及活性炭颗粒间的相互摩擦，并利用颗粒计数仪测定结束后水中细微颗粒数来表征水处理用活性炭的强度。本发明提供的测定方法与现有的球磨法相比，更能反映活性炭在水处理过程中的真实情况，测定结果与实际情况吻合较好。
Description
技术领域
本发明涉及一种强度测定装置，具体涉及一种水处理用颗粒活性炭的强度测定装置及方法。
背景技术
活性炭是一种黑色多孔吸附剂，在水处理过程中用来去除水中的有机物、消毒副产物前体物、农药等污染物。活性炭作为一种优良的吸附剂在给水处理领域得到广泛的应用，是去除水中有机物、嗅味、特别是合成有机物的有效手段。而活性炭具有巨大的吸附性能主要是由其特殊的表面结构特性和表面化学特性所决定，活性炭强度的大小也是决定活性炭使用功能好坏的一个重要因素。
强度是活性炭的一个重要的物理性能测试指标，表征活性炭的抗磨损能力。强度直接关系着活性炭的应用效果和使用寿命。关于活性炭机械强度测定的方法有很多种，国标《活性炭球盘法强度测试方法》GB/T 20451-2006的基本原理是：将试样放入烘箱内，在105-110℃下烘干，然后在粒度仪上用测定该样品粒度所使用的下筛进行筛选，除去粉尘；然后用量筒量取一定试样，在天平上称其质量m1克，装入强度测定仪的转鼓内，旋紧鼓盖，水平放置在两滚轴间，开动仪器运行一段时间后，取下钢转鼓，开盖倒出钢球，将试样移至粒度仪上，仍用前述筛层进行第二次过筛；收集保留在筛层上的试样并称量质量m2克，与球磨前的质量进行比较，求出试样强度，其公式为W(％)＝m1/m2×100％。
水处理过程中颗粒活性炭的破损主要是由于频繁的气冲洗所造成的，而以往采用的球磨法所采用的摩擦强度远远大于气冲洗，因而其测试结果与实际情况偏离较大。其次，活性炭在使用过程中由于强度不足而造成的活性炭颗粒破碎对出水水质具有较大的影响。因此，本领域技术人员有必要提供一种更能准确反应炭颗粒强度的水处理用颗粒活性炭的强度测定装置及方法。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明提供了一种更能准确反映炭颗粒强度的水处理用颗粒活性炭的强度测定装置及方法，采用本方法可以获得水处理过程中活性炭颗粒破碎后的碎粒粒径分布。
为实现上述目的之一提供一种水处理用颗粒活性炭的强度测定装置，本发明采用了以下技术方案：
一种水处理用颗粒活性炭的强度测定装置，包括顺次相连的气源系统、配气室、炭室、保护室；所述气源系统包括顺次相连的气源、流量计、阀门；阀门连通至配气室，所述配气室的上部安装有用以均匀配气的第一滤网，在配气室底端安装有取样阀门；所述保护室下部设有用以截留颗粒活性炭的第二滤网；所述炭室的下端与配气室互通连接，其上端与保护室互通连接，所述第一滤网与第二滤网之间的空间构成炭室容积。
优选的，所述配气室主体设为圆筒体，配气室下部设为锥形体，取样阀门安装在锥形体底端；所述炭室、保护室均为圆筒形结构。
优选的，所述炭室中炭样的装载量为炭室容积的40％～80％，其中位于两个滤网间的容积即为炭室容积。
进一步的，炭样的装载量为炭室容积的60％。
优选的，按炭室横截面面积计量，所述气源系统的进气量控制为30～75L/(m·s)。
进一步的，所述气源系统的进气时间控制为2～6h。
进一步的，所述气源来自空压机或压缩空气钢瓶。
优选的，所述第一滤网的孔径为100目～200目。
优选的，所述第二滤网设为100目。
本发明的目的之二是提供一种水处理用颗粒活性炭的强度测定方法，包括如下步骤：
S1、将配气室分别与炭室和气源系统连接，向第一滤网上部的炭室中装入预先清洗过的质量为Mg的颗粒活性炭，再将保护室与炭室连接，在保护室的下部设有用以截留颗粒活性炭的100目第二滤网，其中，炭样装载量为炭室容积、也即位于两滤网间容积的40％～80％；
S2、向装置中加入去离子水至刚淹没颗粒活性炭，并计下所加入的去离子水体积VmL，然后开启气源系统进气；
S3、以炭室横截面面积计量，进气量控制为30～75L/(m·s)，达到预定时间2～6h后停止进气，待炭层沉降后从配气室底部的取样阀门取得水样，采用颗粒计数仪进行微粒数目分析，记录粒径为2～5μm的微粒数目N个/mL；
S4、以单位质量颗粒活性炭所产生的微粒数目表征其强度P个/g，计算公式为：P＝N×V÷M
式中：P——颗粒活性炭强度，单位：个/g；
N——鼓气结束后水样中的微粒数目，单位：个/mL；
V——测定过程中入装置中加入的去离子水体积，单位：mL；
M——测定过程中加入装置的颗粒活性炭质量，单位：g。
本发明的有益效果在于：
1)本发明提供的测定方法与现有的球磨法相比，更能反映活性炭在水处理过程中的真实情况，测定结果与实际情况吻合较好。
2)本发明提供的装置具有结构简单、操作简便、误差小等优点，适于推广应用。
附图说明
图1为本发明强度测定装置的结构简示图。
图中标注符号的含义如下：
1-气源系统 10-气源 11-流量计 12-阀门
13-进气管 2-配气室 20-第一滤网 21-取样阀门
3-炭室 4-保护室 40-第二滤网
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
一种水处理用颗粒活性炭的强度测定装置
包括顺次相连的气源系统1、配气室2、炭室3、保护室4；气源系统1包括通过进气管13顺次相连的气源10、流量计11、阀门12；配气室2主体设为圆筒体，在其上部安装有用以均匀配气的第一滤网20，进气管13连通至圆筒体，圆筒体下部设为锥形体，锥形体底端安装有取样阀门21；保护室4为圆筒形结构，其下部设有用以截留颗粒活性炭的第二滤网40；炭室3同样设为圆筒形结构，其下端与配气室2通过螺纹互通连接，其上端与保护室4通过螺纹互通连接，第一滤网20与第二滤网40之间的空间构成炭室容积(此处应该说明的是，由于第一滤网20设在配气室2的上部，第二滤网40设在保护室4的下部，俩滤网之间的空间大于炭室3本体的体积，而从实际效果来讲，俩滤网之间的空间就是炭室容积)。
其中，炭室3中炭样的装载量为炭室容积的40％～80％，其中位于两个滤网间的容积即为炭室容积。更优的，炭样的装载量为炭室容积的60％。
按炭室横截面面积计量，气源系统1的进气量控制为30～75L/(m2·s)；进气时间控制为2～6h。
气源10可来自空压机或压缩空气钢瓶。
第一滤网20的孔径为100目～200目，用于均匀配气，并防止颗粒活性炭落入配气室底部从而影响微粒数目的测定。
第二滤网40设为100目，防止活性炭颗粒在高速上升气流及其所携带的水流运动下溢出，保证使用在测定过程中单位质量活性炭所形成的微粒数目表征其强度的准确可靠性。
具体的，本发明中第一滤网20和第二滤网40设置的目的是要将颗粒活性炭固定在炭室内部，而允许活性炭破碎后产生的微粒穿透并进入到配气室2的锥形区域中。冲气过程中，在剪切力及摩擦力作用下活性炭颗粒发生破碎，产生细小颗粒。这部分细小颗粒通过第二滤网40进入到配气室底部的锥形空间，然后取样测细小颗粒的粒径。而未破碎的活性炭则被固定在俩滤网之间，不会进入取样区域，也不至于对微粒的分析产生影响。
一种水处理用颗粒活性炭的强度测定方法
包括如下步骤：
S1、将配气室2分别与炭室3和气源系统1连接，向第一滤网20上部的炭室3中装入预先清洗过的质量为Mg的颗粒活性炭，再将保护室4与炭室3连接，在保护室4的下部设有用以截留颗粒活性炭的100目第二滤网40，其中炭样装载量为炭室容积、也即位于两滤网间容积的40％～80％；
S2、向装置中加入去离子水至刚淹没颗粒活性炭，并计下所加入的去离子水体积VmL，然后开启气源系统1进气；
S3、以炭室横截面面积计量，进气量控制为30～75L/(m2·s)，达到预定时间2～6h后停止进气，待炭层沉降后从配气室2底部的取样阀门21取得水样，采用颗粒计数仪进行微粒数目分析，记录粒径为2～5μm的微粒数目N个/mL；
S4、以单位质量颗粒活性炭所产生的微粒数目表征其强度P个/g，计算公式为：P＝N×V÷M
式中：P——颗粒活性炭强度，单位：个/g；
N——鼓气结束后水样中的微粒数目，单位：个/mL；
V——测定过程中入装置中加入的去离子水体积，单位：mL；
M——测定过程中加入装置的颗粒活性炭质量，单位：g。
下面结合附图对本发明的技术原理作出如下的详细说明。
本发明通过向含水的炭床中鼓入空气，利用空气带动水流及颗粒活性炭进行运动，高速上升气流及其所携带的水流运动可以模拟水处理过程颗粒活性炭的运动，实现水流对颗粒活性炭的剪切以及颗粒活性炭间的相互摩擦及碰撞。经过一段时间后，由于上升气流及其所携带水流对颗粒炭的剪切作用以颗粒活性炭间的相互摩擦及碰撞，颗粒活性炭的部分会分解成小的颗粒。然后利用颗粒计数仪测定水中的微粒数，用单位质量活性炭在测定过程中所形成的微粒数目表征其强度，其单位为:个/g。测定过程中所产生的微粒数目越大，则颗粒活性炭强度越小；所产生的微粒数目越小，则颗粒活性炭强度越大。
综上所述，本发明能反映活性炭在水处理过程中的真实情况，测定结果与实际情况吻合较好。
以上所述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变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种水处理用颗粒活性炭的强度测定装置，其特征在于：包括顺次相连的气源系统(1)、配气室(2)、炭室(3)、保护室(4)；所述气源系统(1)包括通过进气管(13)顺次相连的气源(10)、流量计(11)、阀门(12)；所述配气室(2)的上部安装有用以均匀配气的第一滤网(20)，在配气室(2)底端安装有取样阀门(21)，且配气室(2)底部与进气管(13)连通；所述保护室(4)下部设有用以截留颗粒活性炭的第二滤网(40)；所述炭室(3)的下端与配气室(2)互通连接，其上端与保护室(4)互通连接，第一滤网(20)与第二滤网(40)之间的空间构成炭室容积。
2.根据权利要求1所述的一种水处理用颗粒活性炭的强度测定装置，其特征在于：所述配气室(2)主体设为圆筒体，配气室(2)下部设为锥形体，取样阀门(21)安装在锥形体底端；所述炭室(3)、保护室(4)均为圆筒形结构。
3.根据权利要求1所述的一种水处理用颗粒活性炭的强度测定装置，其特征在于：所述炭室(3)中炭样的装载量为炭室容积的40％～80％。
4.根据权利要求3所述的一种水处理用颗粒活性炭的强度测定装置，其特征在于：炭样的装载量为炭室容积的60％。
5.根据权利要求1所述的一种水处理用颗粒活性炭的强度测定装置，其特征在于：按炭室(3)横截面面积计量，所述气源系统(1)的进气量控制为30～75L/(m2·s)。
6.根据权利要求5所述的一种水处理用颗粒活性炭的强度测定装置，其特征在于：所述气源系统(1)的进气时间控制为2～6h。
7.根据权利要求6所述的一种水处理用颗粒活性炭的强度测定装置，其特征在于：所述气源(10)来自空压机或压缩空气钢瓶。
8.根据权利要求1所述的一种水处理用颗粒活性炭的强度测定装置，其特征在于：所述第一滤网(20)的孔径为100～200目。
9.根据权利要求1所述的一种水处理用颗粒活性炭的强度测定装置，其特征在于：所述第二滤网(40)设为100目。
10.一种水处理用颗粒活性炭的强度测定方法，其特征在于包括如下步骤：
S1、将配气室(2)分别与炭室(3)和气源系统(1)连接，向第一滤网(20)上部的炭室(3)中装入预先清洗过的质量为M g的颗粒活性炭，再将保护室(4)与炭室(3)连接，在保护室(4)的下部设有用以截留颗粒活性炭的100目第二滤网(40)，其中，炭样装载量为炭室容积、也即位于两滤网间容积的40％～80％；
S2、向装置中加入去离子水至刚淹没颗粒活性炭，并计下所加入的去离子水体积V mL，然后开启气源系统(1)进气；
S3、以炭室横截面面积计量，进气量控制为30～75L/(m2·s)，达到预定时间2～6h后停止进气，待炭层沉降后从配气室(2)底部的取样阀门(21)取得水样，采用颗粒计数仪进行微粒数目分析，记录粒径为2～5μm的微粒数目N个/mL；
S4、以单位质量颗粒活性炭所产生的微粒数目表征其强度P个/g，计算公式为：P＝N×V÷M
式中：P——颗粒活性炭强度，单位：个/g；
N——鼓气结束后水样中的微粒数目，单位：个/mL；
V——测定过程中向装置中加入的去离子水体积，单位：mL；
M——测定过程中加入装置的颗粒活性炭质量，单位：g。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610564474.8A CN106153437B (zh) | 2016-07-18 | 2016-07-18 | 一种水处理用颗粒活性炭的强度测定装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610564474.8A CN106153437B (zh) | 2016-07-18 | 2016-07-18 | 一种水处理用颗粒活性炭的强度测定装置及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106153437A true CN106153437A (zh) | 2016-11-23 |
| CN106153437B CN106153437B (zh) | 2019-07-12 |
Family
ID=58059652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610564474.8A Active CN106153437B (zh) | 2016-07-18 | 2016-07-18 | 一种水处理用颗粒活性炭的强度测定装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106153437B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2362569Y (zh) * | 1998-12-04 | 2000-02-09 | 袁建平 | 一种过滤器 |
| CN103196781A (zh) * | 2013-04-15 | 2013-07-10 | 杭州师范大学 | 一种颗粒污泥机械强度的测定方法及其测定装置 |
| CN203715323U (zh) * | 2013-12-11 | 2014-07-16 | 北京市农林科学院 | 一种活性炭处理装置 |
| CN204705574U (zh) * | 2015-06-26 | 2015-10-14 | 中国矿业大学(北京) | 活性炭反冲膨胀率测量装置 |
-
2016
- 2016-07-18 CN CN201610564474.8A patent/CN106153437B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2362569Y (zh) * | 1998-12-04 | 2000-02-09 | 袁建平 | 一种过滤器 |
| CN103196781A (zh) * | 2013-04-15 | 2013-07-10 | 杭州师范大学 | 一种颗粒污泥机械强度的测定方法及其测定装置 |
| CN203715323U (zh) * | 2013-12-11 | 2014-07-16 | 北京市农林科学院 | 一种活性炭处理装置 |
| CN204705574U (zh) * | 2015-06-26 | 2015-10-14 | 中国矿业大学(北京) | 活性炭反冲膨胀率测量装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106153437B (zh) | 2019-07-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102980992B (zh) | 测量树枝吸附的可入肺颗粒物数值的方法及装置 | |
| CN105136985B (zh) | 实验环境中挥发苯气体浓度检测系统和检测方法 | |
| CN102879290A (zh) | 一种煤岩解吸附试验方法 | |
| CN104360024B (zh) | 去除污染空气中no2吸附材料的动力学评价方法 | |
| CN105784889B (zh) | 粗燃气焦油含量的快速分析系统及方法 | |
| CN103196781B (zh) | 一种颗粒污泥机械强度的测定方法及其测定装置 | |
| CN104226300B (zh) | 一种scr催化剂及其制备方法 | |
| CN106153437A (zh) | 一种水处理用颗粒活性炭的强度测定装置及方法 | |
| CN212722503U (zh) | 一种降尘剂降尘效果评价装置 | |
| Liu et al. | Experimental study on particle removal with gas-liquid cross-flow array system | |
| CN105242007B (zh) | 一种固液界面污染物释放装置 | |
| CN107014966A (zh) | 植物吸滞颗粒物动态过程及吸滞量的测定方法 | |
| CN105242005A (zh) | 实验环境中挥发氯气检测系统和检测方法 | |
| CN104865175A (zh) | 一种空气中pm2.5浓度检测方法 | |
| CN104569353A (zh) | 基于强吸附污染物的包气带土壤吸附参数测定仪 | |
| CN103293271B (zh) | 一种污染测试装置及方法 | |
| CN104568709B (zh) | 基于弱吸附污染物的包气带土壤吸附参数测定仪 | |
| CN104297386A (zh) | 一种吸附热脱附联用气相色谱质谱测定大气中苯系物的方法 | |
| CN105334082B (zh) | 一种被动采样器 | |
| CN205157388U (zh) | 基于β射线法和光散射法的颗粒物在线监测系统 | |
| CN108226003B (zh) | 一种地层吸附阻滞因子的推算方法 | |
| CN103759980B (zh) | 一种双级虚拟撞击pm10/pm2.5采样器 | |
| CN106248513A (zh) | 一种水处理用颗粒活性炭强度的测定装置及方法 | |
| JP5181299B2 (ja) | 材料の評価方法 | |
| CN105717010A (zh) | 一种用于检测大气中酸性超细微粒子的方法及装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240510 Address after: Mashan Binhu District 214092 Jiangsu city of Wuxi province Chang Kang Road No. 48 Patentee after: Wuxi Youxin Yingte Environmental Engineering Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 211100 No. 8 West Buddha Road, Jiangning District, Jiangsu, Nanjing Patentee before: HOHAI University Country or region before: China |