[發明專利]水中VOCs吹掃捕集裝置及利用該裝置的吹掃捕集方法

有效

• 申請號: 201710790276.8
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN107560926B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 祝建中;張歡;陳立;朱曉強;張迪;付婷
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N1/40
• 分類號: G01N1/40;G01N1/34;G01N1/44;G01N1/42
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 孫斌

本發明公開了一種水中VOCs吹掃捕集裝置及利用該裝置的吹掃捕集方法，該裝置包括混合載氣進氣口、吹掃管、純載氣進氣口、脫水裝置、旋風分離器、富集分離裝置；所述混合載氣進氣口與吹掃管一端連接，吹掃管另一端連接有水樣進出口和吹掃氣體出口并通過三通閥與純載氣進氣口和脫水裝置連接；所述旋風分離器設置在脫水裝置和富集分離裝置之間，所述富集分離裝置的尾端連接有檢測器。本發明的吹掃捕集裝置，能夠提高吹掃捕集效率，降低載氣消耗，縮短時間。通過混合氣體進行吹掃，提高VOCs在液體與氣體之間的傳質速度，增加對水中VOCs的吹掃捕集率，提高VOCs的檢出限，能降低水蒸氣蒸發量，有利于下一步的去水、捕集和檢測。

技術領域

本發明屬于分析儀器領域，具體涉及一種水中VOCs吹掃捕集裝置及利用該裝置的吹掃捕集方法。

背景技術

環境中揮發性有機物(VOCs)帶來的污染已引起越來越多的關注，事實上，很多種VOCs是有毒或者致癌的，對生態系統甚至人體都有很大的危害。水中VOCs的主要污染來源很分散，比如工業排放，城市用水以及事故性泄露等，并且VOCs存在于許多產品和生產過程中(如涂料、燃料、石油產品、原材料、溶劑等)，這使得控制此類污染很困難。受到污水處理廠排放和泄露的影響，地下水中VOCs的污染尤為嚴重。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。

吹掃捕集技術運用非常廣泛，與色譜分離和質譜檢測聯用后，常用于測定水體中、土壤及大氣中的易揮發性及半揮性發有機物。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-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。

吹掃捕集方法的原理，一般是用高純氮氣或者氦氣氣提吹掃室內的水樣或土壤樣品，將溶解在土壤或者水中的易揮性發氣體吹掃出來，富集至填有活性填料的捕集管中，可常溫或者低溫進行捕集。吹掃結束后，捕集管瞬間加熱，將捕集的待分析氣體樣解析進入儀器及檢測器測定。

現有技術都是通過用純載氣來吹掃捕集，如氮氣、氦氣等，受到氣體性質的影響，從而影響了氣泡與液體的傳質速率，為后期的去水增加了難度。

發明內容

發明目的：針對現有技術存在的問題，本發明提供一種水中VOCs吹掃捕集裝置。該吹掃捕集通過使用混合載氣能夠有效的提高氣體與液體之間的傳質速度，減少吹掃捕集的時間和載氣的消耗量，增加對水中VOCs的吹掃捕集率。

本發明還提供該利用該水中VOCs吹掃捕集裝置的吹掃捕集方法。

技術方案：為了實現上述目的，如本發明所述一種水中VOCs吹掃捕集裝置，包括混合載氣進氣口、吹掃管、純載氣進氣口、脫水裝置、旋風分離器、富集分離裝置；所述混合載氣進氣口與吹掃管一端連接，吹掃管另一端連接有水樣進出口和吹掃氣體出口并通過三通閥與純載氣進氣口和脫水裝置連接；所述旋風分離器設置在脫水裝置和富集分離裝置之間，所述富集分離裝置的尾端連接有檢測器。

其中，所述混合載氣進氣口通過第一二通閥與吹掃管連接。吹掃管進氣段連接第一二通閥門，通過閥門可以切換到純惰性載氣。

其中，所述混合載氣為無機惰性氣體與不溶于水的非極性有機氣體混合；所述非極性有機氣體熔點-5℃～20℃，占混合氣體中體積的0.01％～1％。如氮氣或氦氣與不溶于水的十四烷、十五烷、環己烷等非極性有機氣體混合；通過所述混合氣體，提高VOCs在液體與氣體之間的傳質速度。

作為優選，所述吹掃管上設置有一段吹掃段，吹掃段外壁固定有超聲發生器。超聲發聲器的頻率范圍為20Khz～500MHz。