一種重金屬在線監(jiān)測的前處理裝置及前處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及環(huán)保器械領(lǐng)域，具體涉及一種重金屬在線監(jiān)測的前處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 重金屬造成的環(huán)境污染危害日益凸顯，是當(dāng)前亟待妥善解決的突出環(huán)境問題。 2002年頒布的《地表水和污水檢測技術(shù)規(guī)范》中將重金屬（包括HgXr(VI)、Pb和Cd)列為 國家總量控制指標(biāo)，并明確提出，總量控制的指標(biāo)要逐步實(shí)現(xiàn)等比例采樣和在線監(jiān)測前處 理。2008-2010年，環(huán)保部和衛(wèi)生部更是將重金屬污染防治列為工作重點(diǎn)，多次下文強(qiáng)調(diào)要 加強(qiáng)重金屬污染防治。2011年初，國務(wù)院已正式批復(fù)《重金屬污染綜合防治"十二五"規(guī)劃》， 因此做好重金屬在線監(jiān)測前處理儀的研發(fā)，探討和改進(jìn)在線監(jiān)測前處理的技術(shù)和手段，為 污染源環(huán)境保護(hù)管理提供了大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和決策依據(jù)，也是一項(xiàng)很重要很有益的工作。
[0003] 但污染源水質(zhì)復(fù)雜，需經(jīng)消解才能測試，目前常用的消解方法是加酸高溫高壓消 解，消解耗能高，時間長，不安全，而且消解不徹底。或者有些有用臭氧消解，但只是直接鼓 泡消解，消解效率較低。因此，其所得的數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確。除此之外，大部分手段為實(shí)驗(yàn)室單 次檢測，不能滿足實(shí)時檢測的需要。
[0004] 因此，需要有適用于在線監(jiān)測的前處理裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種重金屬在線監(jiān)測的前處理裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存 在的上述問題。
[0006] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：
[0007] -種重金屬在線監(jiān)測的前處理裝置，其特征在于，它包括：
[0008] 臭氧發(fā)生器（1)，該臭氧發(fā)生器（1)的出口連接三通閥（4);三通閥（4)的一支路 通過管道直接連接至消解杯（11)內(nèi)的氣泡石（10)，另一支路連接一文丘里（5);
[0009] 消解杯（11)，其下半部設(shè)第一液位控制器（8)，上半部設(shè)第二液位控制器（9);杯 內(nèi)設(shè)有氣泡石（10)，底部設(shè)排液閥（12);文丘里（5)，其進(jìn)氣口和三通閥（4)連接，進(jìn)液口 和水樣池（6)連接，氣液混合出口處連接霧化噴嘴（7);該霧化噴嘴（7)出口和消解杯（11) 連接；用于裝消解試劑的消解試劑瓶（15)，其通過電磁閥（14)和蠕動栗（13)和消解杯 (11)連接；
[0010] 無機(jī)鹽消解試劑，其裝于消解試劑瓶（15)內(nèi)，以及
[0011] 控制單元，其定時控制臭氧發(fā)生器（1)工作，使水樣進(jìn)入消解杯，并控制消解試劑 和臭氧進(jìn)入消解杯對水樣進(jìn)行消解。
[0012] 在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，三通閥（4)與臭氧發(fā)生器（1)的連接管路上分別設(shè)流 量表⑵和壓力表（3)，所述的控制單元通過流量表⑵和壓力表（3)控制臭氧的流量。
[0013] 在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，還包括一控制單元。
[0014] 在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，所述的控制單元為PLC。
[0015] 在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，第一液位控制器（8)和第二液位控制器（9)分別為紅 外或電容液位控制器。
[0016] 本發(fā)明的又一技術(shù)方案為：
[0017] -種重金屬在線監(jiān)測的前處理方法，包括如下步驟：
[0018] a、通過控制單元定時打開臭氧發(fā)生器（1)，臭氧作為載氣通過文丘里（5)細(xì)小管 口形成高速氣流，帶動水樣從水樣池（6)通過文丘里管路，在高速氣流下水樣形成微米級 的液滴；臭氧發(fā)生器（1)和文丘里（5)之間設(shè)流量計(jì)和壓力表，將流量和壓力信號反饋給控 制單元，控制單元根據(jù)反饋的信號調(diào)節(jié)臭氧發(fā)生器（1)工作，使臭氧流量和壓力達(dá)到設(shè)定 的要求；
[0019] b、文丘里（5)的液滴進(jìn)入消解杯（11)，該消解杯（11)杯壁安裝有液位控制器，水 樣到達(dá)第一液位控制器（8)位置時，第一液位控制器（8)發(fā)送信號至控制單元，控制單元發(fā) 送信號關(guān)閉臭氧發(fā)生器（1);
[0020] c、控制單元發(fā)送信號至電磁閥（14)和蠕動栗（13)，使這兩者工作，輸送消解試劑 瓶（15)中的消解試劑至消解杯（11)，液位到達(dá)到第二液位控制器（9)位置時，第二液位控 制器（9)發(fā)送信號至控制單元，控制單元再發(fā)送信號關(guān)閉蠕動栗（13)和電磁閥（14);所述 的消解試劑為一種或一種以上的無機(jī)鹽；
[0021] d、控制單元再一次打開臭氧發(fā)生器（1)，切換氣路，使臭氧直接進(jìn)入消解杯（11) 內(nèi)的氣泡石（10)，在消解杯內(nèi)鼓泡消解；
[0022] e、達(dá)到設(shè)定時間后，關(guān)閉臭氧發(fā)生器（1)，消解后的液體通過排液閥（12)排出，進(jìn) 入檢測環(huán)節(jié)。
[0023] 在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，步驟a和d中的臭氧流量為10-15ml/min，濃度為 l〇-75mg/L〇
[0024] 在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，所述的消解試劑為碳酸氫鈉、硫酸銨、硫代硫酸鈉和過 硫酸氫鉀溶液中的至少一種。總濃度優(yōu)選為l-l〇g/L。
[0025] 在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，步驟d所述的切換氣路通過三通閥（4)進(jìn)行，該三通 閥一路連接臭氧發(fā)生器（1)，另一路連接消解杯（11)內(nèi)的氣泡石（10)，第三路連接文丘里 (5)，該三通閥（4)由控制單元控制切換。
[0026] 由上述描述可知，本發(fā)明重金屬在線監(jiān)測的前處理裝置以及方法的優(yōu)點(diǎn)如下：
[0027] 1、以臭氧作為載氣通過文丘里縮小管口形成高速氣流，帶動水樣從水樣池通過管 路，在高速氣流下水樣可以形成微米級的液滴，提高臭氧在水中的溶解。結(jié)合二次氣泡石鼓 泡消解，并在消解試劑的協(xié)同作用下可以徹底地消解干擾物質(zhì)。經(jīng)過實(shí)際檢測，本發(fā)明經(jīng)消 解的檢測結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)方法檢測結(jié)果有良好的對應(yīng)關(guān)系，其結(jié)果偏差小于10%。
[0028] 2、本發(fā)明采用的消解試劑為無機(jī)鹽溶液，與現(xiàn)有技術(shù)的酸消解比較，消解更安全。
[0029] 3、采用PLC作為控制單元，可以定時從水樣池中抽取水樣，實(shí)現(xiàn)在線自動監(jiān)測的 前處理，且全部流程都自動進(jìn)行。經(jīng)過前處理的液體可以由在線監(jiān)測儀器檢測，實(shí)時得出重 金屬含量。
【附圖說明】
[0030] 圖1為本發(fā)明重金屬在線監(jiān)測的前處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖2為本發(fā)明重金屬在線監(jiān)測的前處理裝置的流程示意圖。
[0032] 圖中
[0033] 1.臭氧發(fā)生器；2.流量表；3.壓力表；4三通閥；5.文丘里；6.水樣池；7.霧化 噴嘴；8.第一液位控制器I ;9.第二液位控制器2 ;10.氣泡石；11.消解杯；12.排液閥； 13.蠕動栗；14.電磁閥；15.消解試劑瓶
【具體實(shí)施方式】
[0034] 本發(fā)明的具體實(shí)施例，參照圖1和圖2,一種重金屬在線監(jiān)測的前處理裝置，它包 括臭氧發(fā)生器1，該臭氧發(fā)生器1的出口連接三通閥4,三通閥4與臭氧發(fā)生器1的連接管 路上分別設(shè)流量表2和壓力表3。通過流量表2和壓力表3可以監(jiān)測臭氧流量和壓力，并將 信號反饋給PLC，PLC根據(jù)流量和壓力調(diào)節(jié)臭氧發(fā)生器1的工作。
[0035] 還包括一消解杯11，該消解杯11內(nèi)設(shè)有氣泡石10,三通閥4的一出口通過管道直 接連接至該氣泡石10,另一出口連接一文丘里5的氣體，該文丘里5的進(jìn)氣口和該三通閥4 連接，進(jìn)液口和水樣池6連接，氣液混合出口處連接霧化噴嘴7。該霧化噴嘴7出口對著消 解杯11。在其它實(shí)施例中，水樣池6可以直接為排污口等需要監(jiān)測的取樣點(diǎn)。
[0036] 消解杯11上設(shè)有位于下半部的第一液位控制器8和位于上半部的第二液位控制 器9,第一液位控制器8用于控制水樣加入量，第二液位控制器9用于控制消解試劑加入量。 消解杯11底部設(shè)排液閥12。
[0037] 消解試劑瓶15內(nèi)裝有消解試劑，其通過電磁閥14和蠕動栗13