[發明專利]一種水中VOCs在線前處理裝置

有效

• 申請號: 201310744095.3
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103713071A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 王武林;鄒雄偉;蔡志;文飄;熊春洪;楊軍
• 申請（專利權）人: 力合科技（湖南）股份有限公司
• 主分類號: G01N30/06
• 分類號: G01N30/06;G01N30/08
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 魏曉波

技術領域

本發明涉及在線監測儀器技術領域，特別涉及一種水中VOCs在線前處理裝置。

背景技術

揮發性有機物(VOCs)是一類水中常見的有機污染物，它們主要來源于工廠廢水排放，城市污水排放以及自來水消毒。揮發性有機物具有高揮發性，類脂物可溶性，易被皮膚、粘膜等吸收，同時許多VOCs能夠致癌、致畸或者致突變，其危害性極大，因此對環境水中VOCs進行在線檢測十分必要，便于實時反映水質的變化。

環境水體中揮發性有機物含量低，對其進行直接測定極其困難，須選擇合適的樣品前處理方法進行分離富集，達到分析儀器的檢測限。傳統的前處理技術包括液相、固相和氣體萃取法，但是，液相萃取大量使用有機溶劑，對環境造成二次污染，容易產生乳化現象，需要進一步濃縮，易揮發性有機物損失嚴重，難以準確定量；固相萃取處理過程麻煩，固相微萃取柱使用成本較高；同時二者都難以實現飲用水中揮發性有機污染物的在線前處理。

氣體萃取包括兩種模式，分別為：靜態頂空、吹掃捕集（即動態頂空）。靜態頂空的缺點是分析時間長，為提高靈敏度常需要大體積進樣，造成揮發性有機物的色譜峰初始展寬較大，進樣過程中揮發性有機物在管壁或注射器中冷凝，存在記憶效應，檢出限高。吹掃捕集以其富集效率高、污染小、操作簡便等優點，廣泛應用于環境水體VOCs分析，目前是美國環境保護署(US?Environmental?Protection?Agency，US-EPA)推薦標準方法，但目前吹掃捕集儀器多為國外進口儀器，國內尚未有成熟儀器。國外進口儀器價格昂貴，使用成本較高。吹掃捕集儀需搭載自動進樣器，通常自動進樣器的結構復雜，儀器昂貴，并且自動進樣器是按樣品瓶位置進樣，需要人工參與備樣，不適用于無人值守的在線監測。

因此，針對上述情況，如何真正實現無人值守的自動進樣，成為本領域技術人員亟待解決的重要技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種水中VOCs在線前處理裝置，即在線采樣、富集、熱脫附、反吹進樣集成為一體的裝置，可與氣相色譜儀直接連用，完成水中揮發性有機物的在線監測。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種水中VOCs在線前處理裝置，包括進樣吹掃模塊、兩位六通切換閥、捕集模塊和控制系統；

所述進樣吹掃模塊包括水樣管和套設在所述水樣管內的吹掃管，所述水樣管的側壁上開設有水樣入口和溢流口，所述水樣管的底部開設有排水口；所述吹掃管的頂部開設有用于連通所述兩位六通切換閥的捕集入口，所述吹掃管的底部連通于所述水樣管，所述吹掃管的側壁上開設有用于同所述水樣管連通的液位孔，清洗氣管路出口在所述吹掃管內的高度低于所述液位孔的高度，且所述溢流口的底壁設計高度能夠使所述吹掃管內的液位不高于定量水樣高度，所述液位孔的高度低于所述溢流口高度，所述溢流口的出口連通于用于排出廢液的排放口；

所述控制系統包括分別用于控制所述進樣吹掃模塊、所述兩位六通切換閥和所述捕集模塊的控制模塊；其中所述進樣吹掃模塊的控制模塊包括設置在所述排水口的出口和所述排放口之間的電動球閥，和設置在所述水樣管內的水位傳感器，所述水位傳感器的高度介于所述溢流口的高度和所述液位孔的高度之間。

優選的，連通于所述水樣管和監測水樣之間的進樣管，其在豎直方向上進口端高于出口端，且所述進樣管在水平方向上錯開所述水樣管的徑向，靠近于同所述水樣管內壁相切的方向，與所述水樣入口配合為切入式設計。

優選的，多個所述水樣入口在所述水樣管的側壁上沿其周向均勻分布，且多個所述進樣管關于所述水樣管的中心軸中心對稱。

優選的，所述水樣入口的高度低于監測水樣的水位高度，或者所述進樣吹掃模塊包括進樣驅動裝置。

優選的，所述排水口和所述電動球閥之間設置有常開的第一手動閥。

優選的，所述第一手動閥和所述排放口之間還設置有同所述電動球閥并聯的另一條通路，且在這條通路上設置有常閉的第二手動閥。

優選的，

所述進樣吹掃模塊的控制模塊和所述捕集模塊的密閉控制及其加熱控制均采用時序邏輯，所述兩位六通切換閥狀態切換和所述捕集模塊的打開控制采用狀態反饋和溫度反饋結合的方式，所述溫度的信號來自于所述捕集模塊中的溫度感應器；

所述控制系統還包括用于連接氣相色譜儀的狀態反饋模塊和運行控制模塊，所述狀態反饋模塊用于從所述氣相色譜儀獲取上述的狀態信號，所述運行控制模塊用于在所述兩位六通切換閥由A狀態切換至B狀態的同時向所述氣相色譜儀發出運行指令；