CN110873785A - 测试海上泄露危化品吸附剂处理性能的评价设备 - Google Patents

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周志国
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Abstract

本发明实施例提供一种测试海上泄漏危化品吸附剂处理性能的评价设备，属于环保技术领域。该评价设备利用海水供给装置(101)和危化品供给装置(102)提供海水样品和危化品样品，再通过混合液配比装置(103)配比大范围浓度内的危化品海水溶液，进而输送到吸附反应系统(104)进行处理，对比现有研究吸附材料对危化品的吸附能力都在静态或者淡水条件下进行，本发明针对海上泄漏危化品，通过配比不同量的海水样品和危化品样品，能实现对大范围浓度内的危化品海水溶液的引入，还原海上危化品泄漏应急状态下紧急回收分离处理的状况，进而考察在海水环境下吸附材料的吸附能力。

Description

测试海上泄露危化品吸附剂处理性能的评价设备
技术领域
本发明涉及环保技术领域，具体地涉及测试海上泄漏危化品吸附剂处理性能的评价设备。
背景技术
近年来，随着我国水路危化品运输日益频繁，水上危化品泄漏事故时有发生，严重危害着水域的生态环境和沿岸居民的生产生活安全。液体危化品泄漏事故危害性大、突发性强、处置难度高，事故发生后应当根据危化品的性质立即采取科学、合理的应急处置措施，目前，对于海上泄漏事故的研究集中在溢油方面，对危化品泄漏处置技术的研究甚少。
目前，危化品应急的主要手段为通过吸附材料对危化品进行回收吸附和分离吸附，吸附材料对危化品的吸附能力直接决定了对危化品的处理效果。现有研究吸附材料对危化品的吸附能力多在实验室环境下进行，且都是在静态或者淡水条件下，利用活性炭等吸附材料填充进吸附柱，从而进行污染物吸附等研究，而未有针对海上泄漏危化品模拟吸附的研究，也无法模拟大范围浓度内的危化品海水溶液的引入，因此无法还原海上危化品泄漏应急状态下紧急回收分离处理的状况，也无法考察在海水环境下吸附材料的吸附能力。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种测试海上泄漏危化品吸附剂处理性能的评价设备，该设备可实现对大范围浓度内的海上泄漏危化品进行模拟吸附，考察海水环境下某种吸附材料的吸附能力。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种测试海上泄漏危化品吸附剂处理性能的评价设备，其特征在于，包括：海水供给装置，用于提供海水样品；危化品供给装置，该装置用于提供危化品样品；混合液配比装置，该装置包括：配液箱，该配液箱用于接收由所述海水供给装置提供的所述海水样品和所述危化品供给装置提供的所述危化品样品；以及吸附反应系统，该系统包括：一个或多个吸附柱，柱内填充有待评价的吸附材料，用于对由所述配液箱提供的由所述危化品样品和所述海水样品混合得到的危化品海水溶液进行吸附处理。
可选的，所述海水供给装置可包括：海水进样瓶，用于提供海水样品；以及压力泵及流量计，该压力泵及流量计用于从所述海水进样瓶抽取定量的所述海水样品。
可选的，所述海水供给装置可还包括：预处理柱，该预处理柱连接在所述压力泵及流量计与所述配液箱之间，用于对所述海水样品进行粗过滤预处理。
可选的，所述预处理柱内可填充有经酸洗、碱洗后的石英砂。
可选的，所述危化品供给装置可包括：药品进样瓶，用于提供危化品样品；及压力泵及流量计，用于从所述药品进样瓶抽取定量的所述危化品样品。
可选的，所述混合液配比装置可还包括流量计，用于计量由所述配液箱输出的所述危化品海水溶液的流量。
可选的，所述配液箱可包括：匀速搅拌设备，用于搅拌由所述海水供给装置提供的所述海水样品和所述危化品供给装置提供的所述危化品样品的混合液体；及取样口，该取样口用于对经所述匀速搅拌设备搅拌后的溶液进行取样。
可选的，所述吸附反应系统还可包括有紊流器，位于所述吸附反应系统的输入端，用于设定所述危化品海水溶液进样时的状况。
可选的，所述吸附反应系统还可包括一个或多个采集器，分别连接在对应的所述一个或多个吸附柱的上端。
可选的，所述一个或多个吸附柱之间可实现串、并联连接。
通过上述技术方案，本发明利用海水供给装置和危化品供给装置提供海水样品和危化品样品，再通过混合液配比装置配比大范围浓度内的危化品海水溶液，进而输送到吸附反应系统进行处理，对比现有研究吸附材料对危化品的吸附能力都在静态或者淡水条件下进行，本发明针对海上泄漏危化品，通过配比不同量的海水样品和危化品样品，能实现对大范围浓度内的危化品海水溶液的引入，还原海上危化品泄漏应急状态下紧急回收分离处理的状况，进而考察在海水环境下某种吸附材料的吸附能力。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是本发明一实施例提供的海上泄漏危化品吸附剂处理性能的评价设备的结构框图。
图2是本发明一实施例提供的海上泄漏危化品吸附剂处理性能的评价设备的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
图1是本发明一实施例提供的海上泄漏危化品吸附剂处理性能的评价设备的结构框图，本发明实施例提供的测试海上泄漏危化品吸附剂处理性能的评价设备包括：海水供给装置101，用于提供海水样品；危化品供给装置102，该装置用于提供危化品样品；混合液配比装置103，该装置包括：配液箱8，用于接收由海水供给装置101提供的海水样品和危化品供给装置102提供的危化品样品；以及该评价设备还包括吸附反应系统104，该反应系统包括：一个或多个吸附柱，柱内填充有待评价的吸附材料，用于对由配液箱8提供的由危化品样品和海水样品混合得到的危化品海水溶液进行吸附处理。
利用海水供给装置101和危化品供给装置102提供海水样品和危化品样品，再通过混合液配比装置103配比大范围浓度内的危化品海水溶液，进而输送到吸附反应系统104进行处理，对比现有研究吸附材料对危化品的吸附能力都在静态或者淡水条件下进行，本发明针对海上泄漏危化品，通过配比不同量的海水样品和危化品样品，能实现对大范围浓度内的危化品海水溶液的引入，还原海上危化品泄漏应急状态下紧急回收分离处理的状况，进而考察在海水环境下某种吸附材料的吸附能力。
图2是本发明一实施例提供的海上泄漏危化品吸附剂处理性能的评价设备的示意图。其中，海水供给装置101包括：海水进样瓶1，用于提供海水样品；以及压力泵3及流量计6，该压力泵3及流量计6用于从海水进样瓶1抽取定量的海水样品。
具体地说，压力泵3与流量计6搭配使用，以抽取定量的海水样品，例如压力泵3可设置旋钮开关，用户可以一边观察流量计6，一边转动该旋钮开关来控制海水样品达到所需的流量；或可设置步长式调节按钮，用于一边观察流量计6，一边按动该按钮，使海水样品的流量按步长逐渐增加，直至达到所需的流量。
海水供给装置101还包括：预处理柱5，连接在压力泵3及流量计6与配液箱8之间，用于对海水样品进行粗过滤预处理，其中预处理柱5内填充有经酸洗、碱洗后的石英砂，既可去除海水样品中的固态大颗粒杂质，又不影响海水中的离子浓度。
可以理解，预处理柱上的流入海水样品的输入口可位于预处理柱的底端，海水样品经预处理柱进行粗过滤预处理后，由位于预处理柱顶端的输出口输出，由此可实现对海水样品的充分过滤。
危化品供给装置102包括：药品进样瓶2，用于提供危化品样品；及压力泵4及流量计7，该压力泵4及流量计7用于从药品进样瓶2抽取定量的危化品样品。
具体地说，与海水供给装置中的压力泵3及流量计6类似，危化品供给装置102中的压力泵4与流量计7搭配使用，以抽取定量的海水样品，具体实施例如前述所述，在此不再赘述。
通过对海水样品和危化品样品两路分别设置压力泵和相应的流量计，可灵活控制调节两相液体进行配比，以达到不同浓度范围的危化品海水溶液，从而模拟不同情况下海上危化品泄漏情景。
配液箱8包括：匀速搅拌设备，用于搅拌由海水供给装置101提供的海水样品和危化品供给装置102提供的危化品样品的混合液体；及取样口，该取样口用于对经匀速搅拌设备搅拌后的溶液进行取样。
具体地说，通过控制海水供给装置和危化品供给装置中的压力泵和流量计，从而控制流入配液箱中的海水样品和危化品样品流量，并将该两种样品在配液箱8中进行搅拌混合，然后通过取样口对搅拌后的溶液进行取样，检测此时混合溶液中的危化品浓度。通过此方式可以得到不同浓度范围的危化品海水溶液，还原不同情况下海上危化品泄漏情景。
混合液配比装置103还包括流量计9，用于计量由所述配液箱(8)输出的所述危化品海水溶液的流量。
可以理解，配液箱8中的危化品海水溶液输出至流量计的流量可例如设置一阀门来控制，通过一边观察流量计9，一边控制阀门的开度以控制危化品海水溶液的输出量。
吸附反应系统104还包括有紊流器10，位于所述吸附反应系统104的输入端，用于设定所述危化品海水溶液进样时的状况。其中，紊流器10一方面可实现危化品海水溶液稳定进样，另一方面可以形成湍流效果，模拟实际的海浪状况。
如图2所示，吸附反应系统中的吸附柱可例如为三个，包括：吸附柱11、吸附柱12及吸附柱13。各吸附柱可采用耐腐蚀材料例如不锈钢制作，规格可为20*200mm，耐压1.0MPa以下，同时配有控温设备，可对各吸附柱实现恒温0℃～40℃，以模拟吸附过程中海水的实际温度。
吸附反应系统104还包括一个或多个采集器，分别连接在对应的一个或多个吸附柱的上端。如图2所示，吸附反应系统中的采集器可例如为三个，包括：采集器14、采集器15及采集器16，分别连接在对应吸附柱11、吸附柱12及吸附柱13的上端，对各吸附柱内经吸附处理后的危化品海水溶液进行采样，检测各吸附柱内的吸附剂的吸附能力。
可以理解，各采集器连接在对应的吸附柱的上端，可以保证采集到的溶液是经吸附剂充分吸附处理过的。
吸附反应系统104中的一个或多个吸附柱之间可实现串、并联连接。
具体地说，各个吸附柱之间可实现串、并联连接，可例如在各个吸附柱与紊流器10之间，及各吸附柱顺次连接的通道间设置阀门，通过控制各个阀门的开闭，进而实现串联和并联的连接方式。
作为一实施方式，例如图2中，紊流器10与吸附柱11、吸附柱12及吸附柱13之间各设置有阀门11a、阀门12a及阀门13a，吸附柱11与吸附柱12间的通道、吸附柱12与吸附柱13间的通道各设置有阀门11b和阀门12b，当设置阀门11a、阀门12a和阀门13a开启，阀门11b和阀门12b关闭时，各吸附柱之间为并联连接；当设置阀门11a、阀门11b及阀门12b开启，阀门12a和阀门13a关闭时，各吸附柱之间为串联连接。
其中，并联时，可对比评价三种吸附剂对危化品的处理效果；串联时，可考察多种吸附剂对危化品的共同处理效果。
根据以上实施方式，提供了一实施案例，模拟海上泄漏危化品—二甲苯情况下，评价膨胀石墨、商用活性炭IPG1240及实验室研发活性炭三种不同吸附剂对二甲苯的吸附处理能力。
一方面将海水进样瓶1中的海水样品输入至填充有径粒2-3mm的石英砂的预处理柱中，经预处理柱粗过滤后流入配液箱8，另一方面，将药品进样瓶5中浓度为1.5g/L的二甲苯—甲醇溶液输送至配液箱8。其中，调节压力泵3及流量计6，使得经预处理柱处理过的海水样品输入至配液箱8中的流量为10mL/min，同时，调节压力泵4及流量计7，使得二甲苯—甲醇溶液输入至配液箱8中的流量为1.0mL/min。然后，在配液箱8中配制模拟海上泄漏的海水二甲苯混合溶液，同时通过配液箱8的取样口测定出海水二甲苯混合溶液的进水浓度为150mg/L。海水二甲苯混合溶液经紊流器10处理后，分别送入填充有三种不同吸附材料的三项吸附柱，根据评价要求，三项吸附柱设置为并联状态，即阀门11a、阀门12a及阀门13a开启，阀门11b和阀门12b关闭，且为模拟现实海水条件，利用控温设备使吸附柱温度保持在7℃。经吸附柱充分处理后，利用对应连接在三个吸附柱上方的三个采集器对吸附后的溶液进行取样，测定二甲苯出水浓度，数据如表1所示。从表1中可看出，三种吸附剂均能高效处理二甲苯混合溶液，其中，短时间内三种吸附剂对二甲苯的吸附能力一样强，但随着时间加长，流入吸附柱的二甲苯混合溶液量增多，在填充商用活性炭IPG1024的吸附柱中测得的二甲苯出水浓度最低，因此商用活性炭IPG1024的吸附容量最高，吸附性能最佳。
表1不同吸附剂对二甲苯混合溶液的处理结果
Figure BDA0002004366090000081
以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (10)

1.一种测试海上泄漏危化品吸附剂处理性能的评价设备，其特征在于，包括：
海水供给装置(101)，用于提供海水样品；
危化品供给装置(102)，用于提供危化品样品；
混合液配比装置(103)，包括：配液箱(8)，用于接收由所述海水供给装置(101)提供的所述海水样品和所述危化品供给装置(102)提供的所述危化品样品；以及
吸附反应系统(104)，包括：一个或多个吸附柱，柱内填充有待评价的吸附材料，用于对由所述配液箱提供的由所述危化品样品和所述海水样品混合得到的危化品海水溶液进行吸附处理。
2.根据权利要求1所述的评价设备，其特征在于，所述海水供给装置(101)包括：
海水进样瓶(1)，用于提供海水样品；以及
压力泵(3)及流量计(6)，用于从所述海水进样瓶(1)抽取定量的所述海水样品。
3.根据权利要求2所述的评价设备，其特征在于，所述海水供给装置(101)还包括：
预处理柱(5)，连接在所述压力泵(3)及流量计(6)与所述配液箱(8)之间，用于对所述海水样品进行粗过滤预处理。
4.根据权利要求3所述的评价设备，其特征在于，所述预处理柱(5)内填充有经酸洗、碱洗后的石英砂。
5.根据权利要求1所述的评价设备，其特征在于，所述危化品供给装置(102)包括：
药品进样瓶(2)，用于提供危化品样品；及压力泵(4)及流量计(7)，用于从所述药品进样瓶(2)抽取定量的所述危化品样品。
6.根据权利要求1所述的评价设备，其特征在于，所述混合液配比装置(103)还包括流量计(9)，用于计量由所述配液箱(8)输出的所述危化品海水溶液的流量。
7.根据权利要求1所述的评价设备，其特征在于，所述配液箱(8)包括：
匀速搅拌设备，用于搅拌由所述海水供给装置(101)提供的所述海水样品和所述危化品供给装置(102)提供的所述危化品样品的混合液体；及取样口，用于对经所述匀速搅拌设备搅拌后的溶液进行取样。
8.根据权利要求1所述的评价设备，其特征在于，所述吸附反应系统(104)还包括有紊流器(10)，位于所述吸附反应系统(104)的输入端，设定所述危化品海水溶液进样时的状况。
9.根据权利要求1所述的评价设备，其特征在于，所述吸附反应系统(104)还包括一个或多个采集器，分别连接在对应的所述一个或多个吸附柱的上端。
10.根据权利要求1所述的评价设备，其特征在于，所述一个或多个吸附柱之间可实现串、并联连接。
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