(高清版)GBT 42845.1-2023 微細(xì)氣泡技術(shù) 微氣泡的表征 第1部分：粒徑指數(shù)的離線評(píng)估

微細(xì)氣泡技術(shù)微氣泡的表征國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)國家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)1 Ⅲ 1 1 1 24.1樣品要求 24.2取樣及測(cè)量系統(tǒng)要求 25測(cè)量設(shè)備 2 2 27.1通則 27.2系統(tǒng)構(gòu)造 37.3組件布局 37.3.1裝載管開口位置 37.3.2測(cè)量設(shè)備的位置 4 47.4.1通則 47.4.2儲(chǔ)存容器的配置要求 47.5裝載管 47.5.1裝載管的內(nèi)徑 47.5.2裝載管長(zhǎng)度 47.5.3裝載管的曲率 47.5.4表面粗糙度 47.5.5裝載管材料 47.5.6裝載管的防震 47.6裝載泵 47.6.1通則 47.6.2流量(流速) 5 57.8有殼微氣泡取樣前/取樣時(shí)的分散 5 69數(shù)據(jù)采集 6Ⅱ9.1通則 6 7 7 7 79.6設(shè)備校準(zhǔn)和溯源 79.7不確定性評(píng)價(jià) 7 7 710.2空白水樣留存 711測(cè)試報(bào)告 7附錄A(資料性)3種測(cè)量技術(shù)比較實(shí)例 9 B.1流量與管長(zhǎng) B.3導(dǎo)管材料 附錄C(資料性)使用動(dòng)態(tài)圖像分析測(cè)量無殼微氣泡實(shí)例 C.1取樣及測(cè)量系統(tǒng) C.3數(shù)量濃度 C.4測(cè)量結(jié)果示例 附錄D(資料性)方法重復(fù)性實(shí)例 附錄E(資料性)減去空白樣的校正數(shù)據(jù)實(shí)例 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定本文件是GB/T42845《微細(xì)氣泡技術(shù)微氣泡的表征》的第1部分。GB/T42845已經(jīng)發(fā)布了以本文件修改采用ISO21910-1:2020《微細(xì)氣泡技術(shù)微氣泡的表征第1部分：粒徑指數(shù)的離線本文件與ISO21910-1:2020相比做了下述結(jié)構(gòu)調(diào)整： 調(diào)整附錄A為附錄C,附錄C為附錄E,附錄E為附錄A。本文件與ISO21910-1:2020的技術(shù)差異及其原因如下： 增加了規(guī)范性引用文件GB/T41914.1(見第3章),以提高可操作性； 測(cè)試報(bào)告中增加了本文件編號(hào)和所參考的測(cè)量方法(見第1水處理工程(包含給水和污水)、農(nóng)業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖以及生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。這目前已經(jīng)開發(fā)了多種測(cè)量技術(shù)來評(píng)估微氣泡的特性并廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)——第1部分：粒徑指數(shù)的離線評(píng)估。目的在于確立一種微氣泡粒徑指數(shù)的評(píng)價(jià)方法。1本文件描述了微氣泡分散體系中微氣泡粒徑指數(shù)的評(píng)估方法以及從微氣下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文GB/T41914.1微細(xì)氣泡技術(shù)微細(xì)氣泡使用和測(cè)量通則第1部分：術(shù)語(GB/T41914.1一GB/T41914.1界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。系列測(cè)試過程所需時(shí)間，前提是微氣泡粒徑指數(shù)和/或氣泡數(shù)量濃度指數(shù)在全過程中維持相對(duì)穩(wěn)23取樣及測(cè)量系統(tǒng)的基本信息見7.2～7.7。測(cè)量系統(tǒng)設(shè)置的影響見附錄B。45GB/T42845.1—2023力下排出樣品/吸液。宜盡可能減小裝載泵的震動(dòng)，以防止對(duì)結(jié)果造成影響。裝載泵可包含減震設(shè)7.6.2流量(流速)裝載泵的流速宜慢，以防止造成微氣泡變形或聚結(jié)。根據(jù)流量計(jì)算公式，若雷諾數(shù)大于2300,流動(dòng)狀態(tài)將從層流變?yōu)橥牧鳌＠字Z數(shù)宜小于1150。雷諾數(shù)按照公式(1)計(jì)算：式中：Re——雷諾數(shù)；v——流速，單位為毫米每秒(mm/s);d——裝載管的內(nèi)徑，單位為毫米(mm);雖然流量下限可由裝載管的內(nèi)徑和長(zhǎng)度決定，但流量宜大于25mL/min以便于及時(shí)測(cè)量(見B.1)。7.7保留時(shí)間保留時(shí)間按照公式(2)計(jì)算：式中：RT——保留時(shí)間，單位為分(min);d——裝載管內(nèi)徑，單位為毫米(mm);l——測(cè)量設(shè)備的裝載管長(zhǎng)度(包括內(nèi)管),單位為毫米(mm);q——從微氣泡在儲(chǔ)存容器內(nèi)生成或分散到測(cè)量設(shè)備檢測(cè)點(diǎn)的流量，單位為毫升每分(mL/min)。在測(cè)量直徑大于或等于10μm的不帶殼微氣泡時(shí)，保留時(shí)間是最重要的參數(shù)。為便于及時(shí)測(cè)量，保留時(shí)間應(yīng)小于或等于5s。也可設(shè)置多個(gè)時(shí)間間隔，如5s、10s、15s,以揭示微氣泡的行為特征。動(dòng)態(tài)圖像法測(cè)量無殼微氣泡不同保留時(shí)間氣泡粒徑的實(shí)例見附錄C。7.8有殼微氣泡取樣前/取樣時(shí)的分散有殼微氣泡在取樣前/取樣時(shí)應(yīng)保持均勻分散。可使用磁力攪拌機(jī)均勻分散微氣泡。取樣前/取樣時(shí)的分散系統(tǒng)見圖2。6圖2取樣前/取樣時(shí)的分散系統(tǒng)(側(cè)視圖)應(yīng)按以下測(cè)量步驟進(jìn)行：a)在儲(chǔ)存容器中，通入生成的無殼微氣泡，或分散有殼微氣泡，直至分散均勻；b)將均勻分散后的微氣泡用裝載管吸入測(cè)量設(shè)備的流通池；c)設(shè)定保留時(shí)間；d)在生成過程中，重復(fù)測(cè)量微氣泡至少5次；e)測(cè)量空白樣的微氣泡。9數(shù)據(jù)采集9.1通則所有數(shù)據(jù)都宜進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總。789(資料性)3種測(cè)量技術(shù)比較實(shí)例該示例為三種不同的測(cè)量技術(shù)的比較示例。該試驗(yàn)在相同條件下進(jìn)行，使用相同的微氣泡發(fā)生裝置，保留時(shí)間為5s。動(dòng)態(tài)圖像分析法、激光衍射法和消光液載粒子計(jì)數(shù)器法的測(cè)量結(jié)果見表A.1。三數(shù)量濃度/(個(gè)/mL)(資料性)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)置的影響B(tài).1流量與管長(zhǎng)該示例為使用激光衍射法測(cè)量不同流量下微氣泡粒徑分布的比較示例。調(diào)整流量和管長(zhǎng)以保證達(dá)到相同的保留時(shí)間。流量過大或?qū)Ч苓^長(zhǎng)會(huì)減少微氣泡數(shù)量并增大微氣泡粒徑。不同流量設(shè)定比較示例見表B.1,粒徑分布和流量關(guān)系見圖B.1。表B.1不同流量設(shè)定比較示例條件1體積流量q/(mL/min)速度V/(mm/s)管長(zhǎng)l/m°管徑d/mm4保留時(shí)間RT/s55由體積流量和管徑計(jì)算得到。根據(jù)保留時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。圖B.1粒徑分布和流量關(guān)系B.2管徑與管長(zhǎng)該示例為使用不同管徑的導(dǎo)管測(cè)量微氣泡粒徑分布的比較示例。調(diào)整管徑與管長(zhǎng)以保證達(dá)到相同的保留時(shí)間與流量。管徑過小和導(dǎo)管過長(zhǎng)會(huì)減少微氣泡數(shù)量。管徑與管長(zhǎng)設(shè)置比較示例見表B.2,粒徑分布見圖B.2。表B.2管徑與管長(zhǎng)設(shè)置比較示例條件5管徑d/mm24雷諾數(shù)Re速度V/(mm/s)體積流量q/(mL/min)保留時(shí)間RT/s55由公式(1)計(jì)算得到(見7.5.1)。0圖B.2粒徑分布B.3導(dǎo)管材料該示例為使用不同管材的導(dǎo)管測(cè)量微氣泡粒徑分布的比較示例。一種是帶負(fù)電荷的PFA(與無殼微氣泡帶同種電荷),另一種是帶正電荷的聚酰胺。后者會(huì)導(dǎo)致微氣泡數(shù)量減少。不同管材的比較示例見表B.3,不同管材條件下的粒徑分布見圖B.3。表B.3不同管材的比較示例聚酰胺電荷負(fù)電荷正電荷圖B.3不同管材條件下的粒徑分布(資料性)C.1取樣及測(cè)量系統(tǒng)該取樣及測(cè)量系統(tǒng)包括了微氣泡發(fā)生裝置、儲(chǔ)存容器和測(cè)量設(shè)備，其測(cè)量原理為動(dòng)態(tài)圖像分析C.2試驗(yàn)步驟b)利用裝載管將均勻分散后的微氣泡吸入測(cè)量設(shè)備的流通池。yyP標(biāo)引序號(hào)說明：Y圖C.3保留時(shí)間與粒徑分布關(guān)系表C.110μm～100μm范圍內(nèi)微氣泡平均粒徑或峰值粒徑與保留時(shí)間的關(guān)系保留時(shí)間/s5(資料性)表D.1為驗(yàn)證重復(fù)性的測(cè)量結(jié)果，測(cè)量方法為動(dòng)態(tài)圖像分析法(見圖C.1)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)在相同條件12345(資料性)減去空白樣的校正數(shù)據(jù)實(shí)例該示例為使用動(dòng)態(tài)圖像分析法測(cè)量并減去空白樣的校正數(shù)據(jù)實(shí)例。測(cè)量結(jié)果如表E.1所示。微氣泡分散體系A(chǔ)的測(cè)量結(jié)果中可能含有固體顆粒污染物。空白樣B是給定條件下將微氣泡分散體系放置1d所得。微氣泡分散體系A(chǔ)的測(cè)量值減去空白樣B的測(cè)量值得到校正后的數(shù)據(jù)。詳見表E.1和圖E.1。樣品數(shù)量濃度/(個(gè)/mL)注1:該示例測(cè)量結(jié)果在保留時(shí)間為5s條件下測(cè)得。注2:數(shù)濃度根據(jù)每次測(cè)量的校準(zhǔn)曲線計(jì)算得出。YY4E+02-圖E.1微氣泡分散體系與空白樣的粒徑分布比較[1]GB/T3505—2009產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS)表面結(jié)構(gòu)輪廓法術(shù)語、定義及表面結(jié)構(gòu)[2]GB/T41914.2微細(xì)氣泡技術(shù)微細(xì)氣泡使用和測(cè)量通則第2部分：微細(xì)氣泡屬性分類[3]GB/T42843.1—2023微細(xì)氣泡技術(shù)