CN104569017A - 水中重金属检测装置及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种水中重金属检测装置及其工作方法，所述检测装置包括采样模块、XRF检测模块；所述检测装置进一步包括：混合模块，所述混合模块连接所述采样模块及支撑液；雾化模块，所述雾化模块的进口端连接所述混合模块，底部具有出口端；加热模块，所述加热模块用于加热所述雾化模块内的液滴；滤膜，所述滤膜设置在所述出口端的下部，用于截留固体颗粒物。本发明具有精度高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及水样检测，特别涉及水中重金属检测装置及其工作方法。
背景技术
重金属不能被生物降解，却能在食物链的生物放大作用下，成千上百倍地富集，最终进入人体。重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中富集，如果超过人体所能耐受的限度，会造成人体中毒，对人体造成很大的危害。重金属污染主要表现在水污染中，水中重金属监测是水质保护和防治的首要任务。
重金属在线监测技术采用最多的是分光光度法，这种方法具有技术成熟、结果稳定的优势，但该方法仅适用于单一重金属污染源监测，需要使用多种化学试剂，同时面临突出的离子干扰问题。电化学法由于选择性强、灵敏度高、可同时监测多种重金属，近来得到了较快的发展，但是，其稳定性和重复性较差，不能随意组合分析多种重金属，维护频率高，维护专业性强，从而大大提高了设备的运行成本。X射线荧光光谱法(XRF)具有多元素同时分析、无需样品前处理、分析速度快等突出优点，正在快速发展成为通用的元素分析方法，已在大气重金属在线监测和土壤重金属检测领域得到了广泛应用。然而，XRF法不适宜直接分析液体样品，因为液体样品存在较高的X射线背景散射和较强的X射线吸收效应，导致较低的信噪比；XRF直接分析液体样品时探测限通常为ppm级，达不到环境监测ppb级要求，因而应用受到限制，至今，仍未实现XRF法自动在线监测水中的重金属含量。
发明内容
为了解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种检测精度高、所有形态重金属可同时检测的水中重金属检测装置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种水中重金属检测装置，所述检测装置包括采样模块、XRF检测模块；所述检测装置进一步包括：
混合模块，所述混合模块连接所述采样模块及支撑液；
雾化模块，所述雾化模块的进口端连接所述混合模块，底部具有出口端；
加热模块，所述加热模块用于加热所述雾化模块内的液滴；
滤膜，所述滤膜设置在所述出口端的下部，用于截留固体颗粒物。
本发明还提供了上述采样装置的工作方法。该发明目的是通过以下技术方案实现的：
上述检测装置的工作方法，所述工作方法包括以下步骤：
(A1)水样和支撑液混合后送入雾化模块内；
(A2)雾化后的液滴被干燥，生成固体颗粒；
(A3)固体颗粒被滤膜截留；
(A4)使用XRF检测模块检测所述固体颗粒中的重金属含量。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
1、创造性地将水中重金属固化为固体颗粒，从而使得检测精度高的XRF技术得以应用，实现了多种金属同时自动监测，提高了监测效率及精度；
2、获得所有形态重金属含量，且金属之间无干扰。
附图说明
参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
图1是根据本发明实施例1的检测装置的结构简图；
图2是根据本发明实施例1的雾化模块和加热模块的结构简图；
图3是根据本发明实施例1的雾化器的结构简图。
具体实施方式
图1-3和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
实施例1：
图1示意性地给出了本发明实施例的水中重金属检测装置的结构简图，如图1所示，所述检测装置包括：
采样模块、XRF检测模块14；所述采样模块包括管道和泵，其中，第一管道和第一泵3、流量计2连通待测水样1，第二管道和第二泵5连通支撑液4，第一管道和第二管道连通在一起；所述支撑液包括增稠剂、金属离子沉淀剂和金属离子螯合剂。
混合模块，所述混合模块连接所述采样模块及支撑液；所述混合模块采用管道6，使得水样及支撑液在该管道的流动过程中充分混合；
图2是示意性地给出了雾化模块和加热模块的结构简图，如图2所示，雾化干燥模块7包括容器、雾化器、上部进口和下部出口。空气经过过滤器71后分为两路，其中一路72经压缩机73增压后进入雾化模块76内，另一路经鼓风机74送入加热器75加热，之后送入气流均匀器77内，最后送入所述容器内，以加热容器内的液滴。
图3是示意性地给出了雾化器的结构简图，如图3所示，所述雾化器包括第一通道763及第二通道，第一通道具有液体进口761；所述第二通道764环绕在所述第一通道的外围，且在上部具有进口762，下部呈收缩状，从所述压缩机73流出的空气进入该进口；，
滤膜9，所述滤膜设置在所述出口处，用于截留固体颗粒物。
主动轮和从动轮，所述滤膜的两端分别绕在所述主动轮、从动轮上。
本发明实施例还给出了上述检测装置的工作方法，所述工作方法包括以下步骤：
(A1)水样和支撑液进入管道内混合，之后送入雾化器的第一通道内；
(A2)在压缩空气的吹送下，第一通道排出的混合液被雾化呈液滴；同时，加热后的空气送入，液滴被干燥，生成固体颗粒；
(A3)在气流带动及重力作用下，固体颗粒下降，最后被滤膜截留；
(A4)在主动轮的驱动下，滤膜移动，使用XRF检测模块检测所述固体颗粒中的重金属含量，从而获知水样中重金属含量。
实施例2：
本发明实施例的采样装置的结构简图，与实施例1不同的是：
加热模块设置在容器的外围，使用电加热模块。
Claims (6)
1.一种水中重金属检测装置，所述检测装置包括采样模块、XRF检测模块；其特征在于：所述检测装置进一步包括：
混合模块，所述混合模块连接所述采样模块及支撑液；
雾化模块，所述雾化模块的进口端连接所述混合模块，底部具有出口端；
加热模块，所述加热模块用于加热所述雾化模块内的液滴；
滤膜，所述滤膜设置在所述出口端的下部，用于截留固体颗粒物。
2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于：所述检测装置进一步包括：
主动轮和从动轮，所述滤膜的两端分别绕在所述主动轮、从动轮上。
3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于：所述混合模块采用混合管道。
4.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于：所述支撑液包括增稠剂、金属离子沉淀剂和金属离子螯合剂。
5.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于：所述加热模块采用热风模块，用于向所述雾化模块内提供热风。
6.根据权利要求1-5任一所述的检测装置的工作方法，所述工作方法包括以下步骤：
(A1)水样和支撑液混合后送入雾化模块内；
(A2)雾化后的液滴被干燥，生成固体颗粒；
(A3)固体颗粒被滤膜截留；
(A4)使用XRF检测模块检测所述固体颗粒中的重金属含量。
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