[发明专利]用于研究水动力学条件下有机物降解系数变化的试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于研究水动力学条件下有机物降解系数变化的试验装置及方法。该试验装置包括环形水槽、水箱、水泵、变频箱、温度记录仪和流速测量仪；环形水槽和水箱经水泵构成循环水流系统，环形水槽出水端与水箱连通，水泵的进水口与水箱连通，其出水口与环形水槽进水端连通，水泵与变频箱电连接，温度记录仪和流速测量仪均设置于环形水槽中。本发明能够实现不同水动力学条件，反映出天然河道的水力特征，测量得到的有机物降解系数具有良好的代表性，准确性更好。此外，本发明还可以通过天然河道的常规测量如水深、流速、水温等，实现天然河道有机物降解系数的预测。

技术领域

本发明属于城市河流水体研究技术领域，涉及水体有机物降解系数测定，具体涉及一种用于研究在不同水动力学条件下测定有机物降解系数的试验装置及方法，实现对城市河流水体有机物降解系数变化过程的模拟。

背景技术

近二十年来，随着工业化和城市化进程的发展，大量工业废水和生活污水未达标排放，导致河流受到污染的程度加剧。目前有机物污染是城市河流水体污染的主要污染类型之一。水体中的有机污染物浓度过高会导致水体产生毒性，通过生物放大和食物链的富集输送作用对水生生物以及人体健康会产生潜在的危害。

化学需氧量(Chemical Oxygen Demand，简称COD)是表示水中还原性物质多少的一个指标，主要反应水体中有机物污染程度。因此，为了减少水中的有机物污染，研究有机物降解系数的变化规律尤为重要。

当前研究有机物降解系数的技术方法主要有基于经验公式的估算法、基于常规资料的估算法、室内模拟法、现场实测法等。基于经验公式的估算法太过于主观，很难反应污染物降解的内在形式，难以保证计算结果的可靠性；基于常规资料的估算法主要是采用类比分析法，然而其中的河流类比条件难以完全匹配，估算结果易受类比条件影响；室内模拟法对试验用水、试验水流条件、污染物特征要求较高，如果试验条件与天然河流差别较大，易导致试验误差；现场实测法根据水质监测断面的实测数据进行分析，虽然能够真实反映天然状态下的河流特征，但是其工作量大，难以在全河段开展。

因此，为了更好的反映天然河流的有机物降解规律、减小有机物降解系数测定工作量，设计一种能够反映天然状态下河流特征、简单易操作的试验装置来满足有机物降解系数的测定要求是十分必要的。

发明内容

本发明的目的旨在针对上述现有技术的不足之处，通过结合室内模拟法和现场实测法，提供一种用于研究水动力学条件下有机物降解系数变化的试验装置，通过该试验装置能够测定不同水动力学条件下有机物降解系数。

本发明的另一目的旨在提供采用上述试验装置对不同水下动力学条件下有机物降解系数的测定方法。

本发明的第三个目的旨在基于对不同水下动力学条件下有机物降解系数的研究，提出一种有机物降解系数的预测方法。

为了达到上述目的，本发明采取以下技术方案来实现。

本发明提供了一种用于研究水动力学条件下有机物降解系数变化的试验装置，包括环形水槽、水箱、水泵、变频箱、温度记录仪和流速测量仪；所述环形水槽和水箱经水泵构成循环水流系统，所述环形水槽出水端与水箱连通，所述水泵的进水口与水箱连通，水泵的出水口与环形水槽进水端连通，所述水泵与变频箱电连接，所述温度记录仪和流速测量仪均设置于环形水槽中。

上述用于研究水动力学条件下有机物降解系数变化的试验装置，能够通过调整水流深度和水流流速来对各种不同水动力学条件的模拟，同时考虑到温度对有机物降解系数的影响，为了研究不同水动力学条件下的降解系数变化情况，可以将降解系数换算到同一温度条件下进行比较。

上述用于研究水动力学条件下有机物降解系数变化的试验装置，所述环形水槽连接水泵出水口的位置设置有多孔板，以避免水流紊动，保证进入环形水槽的水流平稳。

本发明进一步提供了一种水动力学条件下有机物降解系数的测定方法，使用所述试验装置按照以下步骤进行：