CN103616371B - 一种水面油污实时在线检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种能够提高检测的响应速度和灵敏度、同时保证检测的稳定性的水面油污实时在线检测装置。技术方案是：其特征在于：所述检测装置由反应腔及传感部件(2)两部分组成，其中，反应腔包含基座(6)、盖板(4)和圆形的气体喷射管(3)三个部分，基座(6)上设有漏斗形的存液部件(11)，存液部件(11)底端有液体进口(10)，基座(6)底部设有均匀分布的气液排出口(7)，所述盖板(4)与基座(6)连接，所述盖板(4)左右两边分别设有气体入口(8)与液体入口(5)，盖板(4)上设置有透光孔(14)，透光孔(14)与基座(6)上的漏斗(11)的溢液面对应，在透光孔(14)的下方设置有气体喷射管(3)；传感部件(2)的内部设置有光电倍增管(1)，光电倍增管(1)的光窗与反应腔部分的透光孔(14)之间用石英玻璃(9)隔开。本发明还公开了其检测方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种水体污染检测装置及检测方法，尤其是一种能够提高检测的响应速度和灵敏度、同时保证检测的稳定性的水面油污实时检测装置及检测方法，可以用于不同场合下的水面油污在线监测，尤其适用于自来水厂进水口、工业污水排放口、近海水域等水体表面的油污监测。
背景技术
由于交通运输、工业、石油化工生产等原因，排放的污水中含有许多残留油污，对水体环境造成污染，而且日益严重。水体中的油污会阻碍空气与水体界面的氧交换，消耗水中的溶解氧，严重威胁水体中动植物的生存；同时水体中的油也会污染土壤和水源，危害人体健康。目前，水中油类污染已成为世界关注的问题，国家环保局颁发的《环境监测规范》中已将油类列为地表水和有关行业排放废水必测项目之一。
我国流域和环保部门中广泛使用的红外测油仪在监测过程中需要用到四氯化碳萃取剂，会对环境产生二次污染，是国际公约限制使用的试剂，因此需要开发新的油污检测装置及检测方法。目前市场上已经出现基于紫外荧光法的水中油在线检测装置，但这类设备内部都需要复杂的光路系统以消除紫外光源对荧光信号的干扰，并且检测水样的油污容易对光学部件产生污染，影响测定结果。
发明内容
本发明针对上述缺陷，提供了一种能够提高检测的响应速度和灵敏度、同时保证检测的稳定性的水面油污实时在线检测装置及检测方法。
本发明的技术方案是：一种水面油污实时在线检测装置，其特征在于：所述检测装置由反应腔及传感部件(2)两部分组成，其中，所述反应腔包含基座(6)、盖板(4)和圆形的气体喷射管(3)三个部分，基座(6)上设有漏斗形的存液部件(11)，存液部件(11)底端有液体进口(10)，基座(6)底部设有均匀分布的气液排出口(7)，所述盖板(4)与基座(6)连接，所述盖板(4)左右两边分别设有气体入口(8)与液体入口(5)，盖板(4)上设置有透光孔(14)，透光孔(14)与基座(6)上的漏斗(11)的溢液面对应，在透光孔(14)的下方设置有气体喷射管(3)，所述气体喷射管(3)位于透光孔的外围；传感部件(2)的内部设置有光电倍增管(1)，光电倍增管(1)的光窗位于反应腔部分的透光孔(14)的上方，光电倍增管(1)的光窗与反应腔部分的透光孔(14)之间用石英玻璃(9)隔开。
所述的气体喷射管(3)的左侧设置有气体入口(12)，气体喷射管(3)的内侧管壁上设置有以15度间隔均匀分布的24个气体喷射口，所有气体喷射口正对漏斗(11)溢液面的中心。
一种利用所述水面油污实时在线检测装置进行水面油污检测的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、将检测装置盖板上的气体入口(8)与气体喷射管(3)的气体入口(12)相连；将检测装置盖板的液体入口(5)与基座上存液部件(11)底部的液体入口(10)相连，连接管道使用内外层都有聚四氟乙烯涂层的黑色软管；
步骤2、将一个臭氧发生器的气体出口经过一个微型真空泵与气体入口(8)相连，臭氧发生器产生的臭氧在真空泵的作用下被打入检测装置的反应腔；
步骤3、将一根经聚四氟乙烯涂层处理的黑色软管一头接至被测水体的水面，另一端经过一个蠕动泵与检测装置盖板上的液体入口(5)连接；
步骤4、待检测水样经过液路管道缓慢流入基座(6)的漏斗形存液部件(11)，随着检测水样的不断流入，漏斗形存液部件(11)内的液面不断升高至溢液面并溢出；
步骤5、进入漏斗形存液部件(11)的水样中所含的油污在上升至溢液面表面时，与气体喷射管(3)喷射出来的臭氧发生化学发光反应；
步骤6、化学发光信号被传感部件(2)中的光电倍增管(1)检测并转换为电流信号，电流信号经过后续的I-V转换电路、放大电路后变为较高的电压信号，该电压值经过温度、压强校正计算后转换为水样中的油含量。
本发明有益的效果是：本发明基于新颖的气液相表面化学发光原理，通过臭氧与油类分子之间化学发光反应来检测水样中的油污，对油类分子的选择性好，其独特新颖结构有助于加强气液反应，极大的提高了检测的响应速度和灵敏度，同时也保证了检测的稳定性。可以用于不同场合下的水面油污在线监测，尤其适用于自来水厂进水口、工业污水排放口、近海水域等水体表面的油污监测。
附图说明
附图为本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，通过一个具体的实施例，对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实例。
附图中，一种水面油污实时在线检测装置，所述检测装置由反应腔及传感部件2两部分组成，其中，所述反应腔包含基座6、盖板4和圆形的气体喷射管3三个部分，基座6上设有漏斗形的存液部件11，存液部件11底端有液体进口10，基座6底部设有均匀分布的气液排出口7，所述盖板4与基座6连接，所述盖板4左右两边分别设有气体入口8与液体入口5，盖板4上设置有透光孔14，透光孔14与基座6上的漏斗11的溢液面对应，在透光孔14的下方设置有气体喷射管3，所述气体喷射管3位于透光孔的外围；传感部件2的内部设置有光电倍增管1，光电倍增管1的光窗位于反应腔部分的透光孔14的上方，光电倍增管1的光窗与反应腔部分的透光孔14之间用石英玻璃9隔开。
所述的气体喷射管3的左侧设置有气体入口12，气体喷射管3的内侧管壁上设置有以15度间隔均匀分布的24个气体喷射口，所有气体喷射口正对漏斗11溢液面的中心。
一种利用所述水面油污实时在线检测装置进行水面油污检测的方法，包括以下步骤：
步骤1、将检测装置盖板上的气体入口8与气体喷射管3的气体入口12相连；将检测装置盖板的液体入口5与基座上存液部件11底部的液体入口10相连，连接管道使用内外层都有聚四氟乙烯涂层的黑色软管；
步骤2、将一个臭氧发生器的气体出口经过一个微型真空泵与气体入口8相连，臭氧发生器产生的臭氧在真空泵的作用下被打入检测装置的反应腔；
步骤3、将一根经聚四氟乙烯涂层处理的黑色软管一头接至被测水体的水面，另一端经过一个蠕动泵与检测装置盖板上的液体入口5连接；
步骤4、待检测水样经过液路管道缓慢流入基座6的漏斗形存液部件11，随着检测水样的不断流入，漏斗形存液部件11内的液面不断升高至溢液面并溢出；
步骤5、进入漏斗形存液部件11的水样中所含的油污在上升至溢液面表面时，与气体喷射管3喷射出来的臭氧发生化学发光反应；
步骤6、化学发光信号被传感部件2中的光电倍增管1检测并转换为电流信号，电流信号经过后续的I-V转换电路、放大电路后变为较高的电压信号，该电压值经过温度、压强校正计算后转换为水样中的油含量。
本发明的检测方法是基于油滴或油膜表面的油分子与臭氧分子发生非均相的表面化学发光反应，通过检测发光信号来确定所检测水样中是否含有油污及含油量的高低。
本发明的关键在于利用蠕动泵将所测水体的水样匀速缓慢的泵入检测装置的反应腔，利用漏斗形的存液部件减缓液体的流动，产生较大的气液相接触面，便于油分子与臭氧分子的接触，增强检测灵敏度；圆形的气体喷射管设计，使臭氧分子在漏液面表面的分布更加均匀，正对漏液面中心的喷气方式也可以防止油滴或油膜在漏液面的停留，保证检测结果的实时性。
所述装置主体材料可以为黑色的聚四氟乙烯(PTFE)材料。
所述装置中气体、液体进出口处用于连接软管的转接头均采用直角弯头，材料为黑色PTFE材料。
所述装置中用于气体、液体传输的软管表面均含有聚四氟乙烯涂层，管体颜色为黑色。
所述装置中水样的进液方式采用蠕动泵进液，避免水样中的油污对泵体的污染。
所述装置检测时所用到的臭氧由臭氧发生器产生，并且采用真空泵打入检测装置，以在检测装置的反应腔体内产生较低的正压；检测后的废液及废气在正压的作用下通过基座底部的气液排出口排出。
Claims (3)
1.一种水面油污实时在线检测装置，其特征在于：所述检测装置由反应腔及传感部件(2)两部分组成，其中，所述反应腔包含基座(6)、盖板(4)和圆形的气体喷射管(3)三个部分，基座(6)上设有漏斗形的存液部件(11)，存液部件(11)底端有液体进口(10)，基座(6)底部设有均匀分布的气液排出口(7)，所述盖板(4)与基座(6)连接，所述盖板(4)左右两边分别设有气体入口(8)与液体入口(5)，盖板(4)上设置有透光孔(14)，透光孔(14)与基座(6)上的漏斗(11)的溢液面对应，在透光孔(14)的下方设置有气体喷射管(3)，所述气体喷射管(3)位于透光孔的外围；传感部件(2)的内部设置有光电倍增管(1)，光电倍增管(1)的光窗位于反应腔部分的透光孔(14)的上方，光电倍增管(1)的光窗与反应腔部分的透光孔(14)之间用石英玻璃(9)隔开。
2.根据权利要求1所述的水面油污实时在线检测装置，其特征在于：所述的气体喷射管(3)的左侧设置有气体入口(12)，气体喷射管(3)的内侧管壁上设置有以15度间隔均匀分布的24个气体喷射口，所有气体喷射口正对漏斗(11)溢液面的中心。
3.一种利用权利要求1或2所述水面油污实时在线检测装置进行水面油污检测的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、将检测装置盖板上的气体入口(8)与气体喷射管(3)的气体入口(12)相连；将检测装置盖板的液体入口(5)与基座上存液部件(11)底部的液体入口(10)相连，连接管道使用内外层都有聚四氟乙烯涂层的黑色软管；
步骤2、将一个臭氧发生器的气体出口经过一个微型真空泵与气体入口(8)相连，臭氧发生器产生的臭氧在真空泵的作用下被打入检测装置的反应腔；
步骤3、将一根经聚四氟乙烯涂层处理的黑色软管一头接至被测水体的水面，另一端经过一个蠕动泵与检测装置盖板上的液体入口(5)连接；
步骤4、待检测水样经过液路管道缓慢流入基座(6)的漏斗形存液部件(11)，随着检测水样的不断流入，漏斗形存液部件(11)内的液面不断升高至溢液面并溢出；
步骤5、进入漏斗形存液部件(11)的水样中所含的油污在上升至溢液面表面时，与气体喷射管(3)喷射出来的臭氧发生化学发光反应；
步骤6、化学发光信号被传感部件(2)中的光电倍增管(1)检测并转换为电流信号，电流信号经过后续的I-V转换电路、放大电路后变为较高的电压信号，该电压信号经过温度、压强校正计算后转换为水样中的油含量。
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