一种用于污水生物净化系统的气体采集装置的制作方法

1.本实用新型属于资源与环境技术领域，特别涉及一种用于污水生物净化系统的气体采集装置。


背景技术：

2.氧化亚氮是一种有害温室气体，其温室效应为二氧化碳的310倍；随着氧化亚氮的逐年排放，对氧化亚氮的量化测量已经引起了广泛关注；在污水处理厂微生物处理废水的过程中，会产生氧化亚氮，目前，污水厂排放氧化亚氮的问题已经引起全球重视，对污水厂氧化亚氮的收集装置也有一定研究，然而，对于氧化亚氮具体的量化措施却没有完善的测量方案，对于实际污水厂的全面调研仍存在空缺。
3.研究污水厂氧化亚氮收集装置，以及对污水厂氧化亚氮气体量化分析，具有广泛且深远的意义，为处理污水厂温室气体排放奠定了基础。
4.对于污水厂收集气体装置，收集气体纯度是衡量装置精密度的一个重要指标，受到各方面影响，如装置深入反应池后内部是否有气体残余，装置在收集气体时是否能保证集气容器密封良好等；就气体残余而言，一般在收集反应池液体后，会将液体中反应产生的氧化亚氮通入气体收集箱，最终再导入集齐袋进行分析；一般反应池液体产生氧化亚氮时间长，产气分散，不容易导入气体收集箱，且气体收集箱内部本身有空气残余，不能保证完全真空，或在导入过程中有外界空气流入，都会导致收集箱内的氧化亚氮浓度被稀释，从而影响最终收集装置的精密度；对密封问题，一般会采用密封良好的材料收集液体，但是对收集气体的箱体，其密封性往往被忽略，这将导致采集气体量必须足够大，才能使得外界气体流入被忽略，此类装置往往能耗大，不易携带，其精密度无法满足微量气体的采集和后期分析。
5.现有技术中，通常用气体取样泵或液体取样泵，来进行气体液体流通和采集；并通过挡板隔离气体和液体收集容器，对工件制作要求高，造价昂贵；集气过程需要通过电源、风扇及集气管来调控流量和气体流通性，才能进行气体采集；泵和风扇工作时，外界气体流入问题有待进一步改良，仪器便携程度和能耗程度有提升空间。


技术实现要素：

6.针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供了一种用于污水生物净化系统的气体采集装置，以解决现有的氧化亚氮收集装置有空气残余，易造成收集箱内采样气体浓度被稀释，收集装置密封性较低，对工件制作要求较高的技术问题。
7.为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
8.本实用新型提供了一种用于污水生物净化系统的气体采集装置，包括第一开口容器、第二开口容器及气阀，第一开口容器的顶部开口；第二开口容器旋转设置第一开口容器中，第二开口容器的旋转轴线水平设置；第二开口容器的底部开口，顶部设置有排气口；气阀安装在排气口处，气阀的一端与第二开口容器的空腔连通，另一端与第一开口容器的空
腔连通。
9.进一步的，还包括定位旋转机构，定位旋转机构设置在第一开口容器与第二开口容器之间；定位旋转机构的一端与第二开口容器的侧壁固定连接，另一端贯穿第一开口容器的侧壁后，并延伸至第一开口容器的外侧；定位旋转机构与第一开口容器之间密封转动连接。
10.进一步的，定位旋转机构包括连接轴及旋转手柄；连接轴水平设置在第一开口容器与第二开口容器之间，连接轴的一端与第二开口容器的侧壁中部固定连接，另一端贯穿第一开口容器的侧壁后，并延伸至第一开口容器外侧；连接轴与第一开口容器之间转动密封连接，旋转手柄固定套设在连接轴的外伸段。
11.进一步的，定位旋转机构还包括轴座；第一开口容器的侧壁上设置有轴座安装孔，轴座设置在轴座安装孔中，连接轴穿设在轴座中。
12.进一步的，定位旋转机构还包括配重绳，配重绳与旋转手柄连接。
13.进一步的，第一开口容器采用圆柱形无顶玻璃罩。
14.进一步的，第二开口容器采用圆柱形无底玻璃罩。
15.进一步的，还包括提拔，提拔设置在第一开口容器的顶部。
16.进一步的，还包括气体采样管及气体容器；气体采样管的一端与气阀连接，另一端与进样垫或气体容器连接；其中，气体容器采用进样垫或气体储存容器。
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
18.本实用新型提供了一种用于污水生物净化系统的气体采集装置，通过将第二开口容器旋转设置在第一开口容器中，将第一开口容器作为液体收集容器，将第二开口容器作为气体收集容器；第一开口容器及第二开口容器均与污水水体直接接触，通过调整第二开口容器的开口方向，利用污水水体排尽第二开口容器中的空气；采样气体进入第二开口容器后，采样气体将第二开口容器中的污水水体取代，实现气体收集；气体收集过程，无其他气体干扰进入，避免了采样气体浓度被稀释，有效提高了采样气体的纯度；同时，第一开口容器中的污水水体对第二开口容器形成液封，采用物理液封原理对第二开口容器中的采样气体进行密封，密封性能较好，装置结构简单，容易实现，适用于多种气体的水下收集。
19.进一步的，通过设置定位旋转机构，既可准确定位第二开口容器的开口朝向，又可实现在不透明的污水中的水下操作，操作方式简单，工件制作要求较低。
20.进一步的，定位旋转机构采用连接轴及旋转手柄配合设置，利用旋转手柄驱动连接轴转动，进而实现第二开口容器的开口朝向的调节，结构简单，稳定性较高。
21.进一步的，通过在连接轴与第一开口容器之间设置轴座，降低了连接轴与第一开口容器之间摩擦，避免对第一开口容器的损伤；同时，实现了对连接轴与第一开口容器连接处的密封，确保了装置的密封性。
22.进一步的，通过设置配重绳，通过拉拽配重绳控制定位旋转机构的旋转，通过配重绳控制不透明污水水体内部旋转机构的具体角度；同时，配重绳能够固定在污水构筑物上，固定集气装置，实现了地面远程操作，提高了装置的安全性，满足长时间气体采集工作的需求。
23.进一步的，第一开口容器及第二开口容器均采用圆柱形玻璃罩，减小了污水对容器的腐蚀，降低了水流阻力，避免了容器与流体之间的孔隙腐蚀或裂缝腐蚀作用，便于携
带，避免了对工作人员的损伤。
24.进一步的，通过在第一开口容器的顶部设置提拔，便于对集气装置搬移固定。
25.进一步的，通过设置气体采样管及进样垫或气体储存容器，利用气体采样管将气阀与进样垫或气体储存容器连通，实现将集气装置中的采样气体释放至进样垫气体储存容器中，实现对采样气体的测定或密封保存。
26.综上所述，本实用新型所述的用于污水生物净化系统的气体采集装置，将第一开口容器作为液体收集装置，第二开口容器作为气体收集装置，并将第一开口容器旋转设置在第二开口容器中；第一开口容器与第二开口容器一体化设置，且与污水水体直接接触，工件材料简单，制作过程简单，收集气体效果良好；本实用新型所述的集气装置，在放入反应池污水之前第二开口容器的开口朝上；进入污水反应池后，将第二开口容器的开口旋转，使得反应池内的污水水体流入第二开口容器中，利用污水水体排尽第二开口容器内部原本的外界空气；通过定位旋转机构对内部容器口位置进行定位调节，可保证集气装置放入污水之后，利用物理液封原理，全程无其他气体进入，避免了采样气体浓度被稀释，有效提高了采样气体的纯度；第一开口容器和第二开口容器之间设置定位旋转机构，既可准确定位第一开口容器的开口朝向，又可实现在不透明的污水水体中的水下操作；通过在定位旋转机构上连接配重绳，通过拉拽配重绳控制定位旋转机构的旋转，通过配重绳控制不透明水体第二开口容器开口的具体旋转角度，同时，配重绳能够栓到污水构筑物栏杆上，固定集气装置；本实用新型中，第一开口容器、第二开口容器、轴座、轴盖及旋转手柄均采用有机玻璃制作，气阀采用不锈钢气阀，连接轴采用铝制金属杆，提拔采用不锈钢提拔，可长时间放置于污水中收集气体，不会对污水处理产生影响；同时，具有一定的配重，不会因为污水的曝气等对装置收集气体产生影响；本实用新型，气体液体收集采用一体化设置，当反应池液体中产生待采样气体后，待采样气体会将原本起到液封纯化作用的污水水体赶出，直至容器中充满纯净的待采样气体；在纯净待采样气体充满整个第二开口容器后，保持第二开口容器的开口向下，且第二开口容器的开口被第一开口容器中的污水水体浸没，实现物理液封，若需要进行水上采集分析时，可保证内部收集的气体密封良好，纯度不受影响；本实用新型方案合理，结构简单，容易实现，适用于多种气体的水下收集。
附图说明
27.图1为本实用新型所述的气体采集装置的结构示意图；
28.图2为本实用新型所述的气体采集装置中的第二开口容器纵剖图；
29.图3为本实用新型所述的气体采集装置中的第二开口容器横剖图；
30.图4为本实用新型所述的气体采集装置中的连接轴结构示意图；
31.图5为本实用新型所述的气体采集装置中的轴座结构示意图；
32.图6为本实用新型所述的气体采集装置中的轴盖结构示意图。
33.其中，1第一开口容器，2第二开口容器，3气阀，4定位旋转机构，5提拔；41连接轴，42轴座，43轴盖，44旋转手柄。
具体实施方式
34.为了使本实用新型所解决的技术问题，技术方案及有益效果更加清楚明白，以下
具体实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
35.如附图1
‑
6所示，本实用新型提供了一种浮流式表面集气装置，包括第一开口容器1、第二开口容器2、气阀3、定位旋转机构4、提拔5、气体采样管及进样垫或气体储存容器；第一开口容器1的顶部开口，第二开口容器2旋转设置在第一开口容器1中，第二开口容器2的旋转轴线水平设置；第二开口容器2的底部开口，顶部设置有排气口；气阀3安装在排气口处，气阀3的一端与第二开口容器2的空腔连通，另一端与第一开口容器1的空腔连通。
36.定位旋转机构4设置在第一开口容器1与第二开口容器2之间，与第二开口容器2之间，定位旋转机构4的一端与第二开口容器2的侧壁固定连接，另一端贯穿第一开口容器1的侧壁后，并延伸至第一开口容器1的外侧；定位旋转机构4与第一开口容器1之间转动连接。
37.定位旋转机构4包括连接轴41、轴座42、轴盖43、旋转手柄44及配重绳；连接轴41水平贯穿设置在第一开口容器1的侧壁后，并延伸至第一开口容器1的外侧；轴座42设置在连接轴41与第一开口容器1之间，第一开口容器1的侧壁上设置有轴座安装孔，轴座42固定设置在轴座安装孔中，轴盖43密封固定在轴座42的端部，连接轴41密封穿设设置在轴座42中；旋转手柄44固定套设在连接轴41的外伸段端部，用于驱动连接轴41转动；配重绳与旋转手柄44连接，通过拽拉配重绳，能够驱动旋转手柄44转动，带动连接轴41转动，进而实现对第二开口容器2的开口方向的定位调节。
38.提拔5设置在第一开口容器1的顶部，第一开口容器1的顶部两侧设置有提拔安装孔，提拔5采用倒v型提拔，倒v型提拔的两端固定在提拔安装孔中，通过在第一开口容器1的顶部设置提拔5，便于工作人员对集气装置的搬移及采集过程的固定定位。
39.工作原理及使用方法
40.本实用新型所述的一种用于污水生物净化系统的气体采集装置，使用时，首先，检查装置气密性，将配重绳与旋转手柄连接，关闭气阀；并通过旋转手柄及连接轴，定位调节第二开口容器的开口方向，使第二开口容器的开口方向朝上设置；然后，将集气装置放置在选取好的污水反应池监测点中，使污水水体进入第一开口容器中，并使污水水体充满第二开口容器，将其中的空气排出，确保第二开口容器中充满污水水体；待第二开口容器中的空气排净后，通过旋转手柄及连接轴，定位调节第二开口容器的开口方向，使第二开口容器的开口方向朝下设置，并使第二开口容器完全浸没在第一开口容器中的污水水体液面以下；根据污水反应池的曝气情况，待产气集气过程结束后，竖直向上提起集气装置；最后，将气体采样管及进样垫或气体储存容器连接至气阀，打开气阀，完成气体检测或密封保存，之后采用气相色谱仪测定收集好的气体，并记录采样时间和相关的环境参数；长时间采样时，可采用配重绳与污水反应池边的构筑物固定。
41.本实用新型中的集气装置，通过将第二开口容器旋转设置在第一开口容器中，第一开口容器及第二开口容器均与污水水体直接接触，通过调整第二开口容器的开口方向，利用污水水体排尽第二开口容器中的空气；采样气体进入第二开口容器后，采样气体将第二开口容器中的污水水体取代，实现气体收集，避免了第二开口容器中的残余空气对采样气体浓度的稀释；气体收集过程，利用第一开口容器中的污水水体对第二开口容器形成液封，无其他气体干扰进入，避免了采样气体浓度被稀释，有效提高了采样气体的纯度；第二开口容器中的采样气体采用物理液封，密封性能较好，装置结构简单，容易实现，适用于多
种气体的水下收集。
42.实施例
43.本实施例提供了一种用于污水生物净化系统的气体采集装置，包括第一开口容器1、第二开口容器2、气阀3、定位旋转机构4、提拔5、气体采样管及进样垫或气体储存容器；第一开口容器1采用圆柱形无顶玻璃罩，第一开口容器1顶部两侧对称设置有提拔安装孔，提拔5采用倒v型提拔，倒v型提拔的两端固定在提拔安装孔中。
44.第二开口容器2设置在第一开口容器1中，第二开口容器2采用圆柱形无底玻璃罩，气阀3设置在第二开口容器2的顶盖上，气阀3的一端与第二开口容器2的空腔连通，另一端与第一开口容器1的空腔连通；气体采样管的一端与气阀3连接，另一端与进样垫或气体储存容器连接。
45.定位旋转机构4设置在第一开口容器1和第二开口容器2之间，定位旋转机构4的一端与第二开口容器2的侧壁固定连接，另一端贯穿第一开口容器1的侧壁后，并延伸至第一开口容器1的外侧；定位旋转机构4与第一开口容器1之间密封转动连接。
46.定位旋转机构4包括连接轴41、轴座42、轴盖43、旋转手柄44及配重绳；连接轴41的一端与第二开口容器2的侧壁固定连接，连接轴41与第二开口容器2之间采用螺栓固定连接；连接轴41另一端贯穿第一开口容器1的侧壁后，并延伸至第一开口容器1的外侧；轴座42设置在连接轴41与第一开口容器1之间，第一开口容器1的侧壁上设置有轴座安装孔，轴座42固定设置在轴座安装孔中，轴盖43密封固定在轴座42的端部，连接轴41密封穿设设置在轴座42中；旋转手柄44固定套设在连接轴41的外伸段端部，用于驱动连接轴41转动；配重绳与旋转手柄44连接，通过拽拉配重绳，能够驱动旋转手柄44转动，带动连接轴41转动，进而实现对第二开口容器2的开口方向的定位调节；旋转手柄44的四周设置有滚直纹。
47.本实施例中，第一开口容器1及第二开口容器2均采用有机玻璃制作；气阀3采用不锈钢气阀，连接轴41采用铝制金属杆，提拔5采用不锈钢提拔，可长时间放置于污水中收集气体，不会对污水处理产生影响；同时，具有一定的配重，不会因为污水的曝气等对装置收集气体产生影响。
48.本实施所述的集气装置，在污水环境下，收集污水处理各过程中产生的氧化亚氮；同时也可用于对其他气体的采样收集；通过在第一开口容器的侧壁上设置孔道，连接轴水平穿设在孔道中，通过连接轴将第一开口容器与第二开口容器连接在一起；第二开口容器用于对采样气体进行收集，第二开口容器的顶盖设置气阀，用于抽取气体和密封作用；第一开口容器用于为固定第二开口容器及集气过程对第二开口容器提供物理液封条件；通过将第一开口容器与第二开口容器旋转设置，并在两者之间设置定位旋转机构，用于控制第二开口容器旋转，调节第二开口容器的倾斜角度和旋转方向，定位旋转机构的设置保证了第二开口容器的外界空气的排尽，第一开口容器中的污水水体对第二开口容器进行液封，保证了后期集气的纯净。
49.上述实施例仅仅是能够实现本实用新型技术方案的实施方式之一，本实用新型所要求保护的范围并不仅仅受本实施例的限制，还包括在本实用新型所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化、替换及其他实施方式。