CN106226131A - 一种用于污水中挥发性有机物的采样系统及其采样方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于环境检测领域，具体的说是一种用于污水中挥发性有机物的采样系统及其采用方法。一种用于污水中挥发性有机物的采样系统，它包括设置在污水排污管路上的污水管路，污水管路依次与进水阀门、降温器、稀释器和出水管路相连，出水管路上设有采样管路，稀释器与稀释水管路相连。通过降温器和稀释器将污水降温和稀释，将污水的温度压力降到正常水平，同时在密闭的稀释器内进行稀释，可以提高有机物的溶解度，避免在传统采用过程中因为闪蒸而造成有机物的损失，从而影响检测的不够准确；本发明结构简单，操作方便，实用性强。

Description

一种用于污水中挥发性有机物的采样系统及其采样方法
技术领域
本发明属于环境检测领域，具体的说是一种用于污水中挥发性有机物的采样系统及其采样方法。
背景技术
VOCs是挥发性有机化合物的简称，它具有光化学活性，是形成大气中PM2.5和臭氧的重要前体物。除了具有环境毒性外，工业源排放的VOCs对人体也有着较大的危害，部分污染物都是具有致癌性的。
一直以来，石化企业作为国家的重要经济支柱起着不可替代的作用。但是石油行业的发展也给环境带来了极大的压力，现阶段我们煤烟型污染等老的问题尚未解决，灰霾等新问题又日益显现。据统计，2014年京津冀、长三角PM2.5年均浓度分别为93ug/m3、60ug/m3，是全球PM2.5污染最为严重的地区之一。2015年年底，国内又爆发了多区域的“雾霾包城”现象，这些都给我们敲响了警钟，环境问题已经尤为突出，我们要做好相对应的处理工作。
大气中的VOCs很多是由于VOCs的挥发过程而进入大气，而水中的VOCs的浓度检测通常使用的是GC-MS的检测方法进行检测，但传统的采样方法是直接在排污口进行采样，而在传统的采样过程中由于排污口的闪蒸过程会造成部分VOCs的损失。
发明内容
根据上述不足之处，本发明的目的是提供一种用于污水中挥发性有机物的采样系统及其采样方法，通过将污水进行稀释，并且将温度和压力降到正常水平的方法，实现在采样过程中降低VOCs的损失的目的。
为实现上述目的，本发明的技术方案在于：一种用于污水中挥发性有机物的采样系统，它包括设置在污水排污管路上的污水管路，污水管路依次与进水阀门、降温器、稀释器和出水管路相连，出水管路上设有采样管路，稀释器与稀释水管路相连。
优选的是：所述的降温器包括内部中空的罐体，所述罐体的外壁设有套筒，所述的套筒与罐体外壁之间设有冷却水管路，所述的罐体内部与污水管路相连，所述罐体的出水端设有延迟阀门。
优选的是：所述罐体设有与罐体内壁相配合的密封器，所述的密封器与推杆相连。
优选的是：所述的推杆内部中空且设置在罐体内污水管路的外周，所述推杆内壁与污水管路外壁之间设有密封圈。
优选的是：所述的密封器与罐体内污水管路入口之间设有阀门。
优选的是：所述密封器外周设有密封圈。
优选的是：所述罐体靠近罐体内污水管路出水口的一端设有储气囊。
优选的是：所述罐体内设有温度传感器。
优选的是：所述稀释器内设有搅拌器。
本发明还提供一种利用如前所述采样系统进行采样的方法，包括如下步骤：
A、降温器内充水：关闭降温器出口的延迟阀门，用推杆将密封器拉至降温器靠近出水口的一端，打开污水管路上的进水阀门，将降温器的罐体内充入污水；
B、污水降温：打开套筒与罐体外壁之间的冷却水管路，给罐体内的污水进行降温；
C、稀释：待污水降至需要的温度时，打开延迟阀门和稀释水管路上的阀门，将污水在稀释器内进行稀释；
D、待稀释过程稳定后，打开采样管路上的阀门进行采样。
本发明的有益效果在于：通过降温器和稀释器将污水降温和稀释，将污水的温度压力降到正常水平，同时在密闭的稀释器内进行稀释，可以提高有机物的溶解度，避免在传统采用过程中因为闪蒸而造成有机物的损失，从而影响检测的不够准确；本发明结构简单，操作方便，实用性强。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的降温器的结构示意图。
图中，1-污水排污管路；2-污水管路阀门；3-进水阀门；4-推杆；5-套筒；6-延迟阀门；7-污水进样流量计；8-稀释器；9-采样瓶；10-对流冷却水出口；11-对流冷却水进口；12-储气囊；13-推杆把手；14-稀释水流量计；15-稀释水阀门；16-稀释水管路；17-采样管路；18-搅拌器；19-污水管路；20-控制阀门；21-密封器；22-罐体；23-回流管路；24-采样阀门。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示的一种用于污水中挥发性有机物的采样系统，包括设置在污水排污管路上的污水管路，污水管路依次与进水阀门、降温器、稀释器和出水管路相连，出水管路上设有采样管路，稀释器与稀释水管路相连。
为了使得污水进入本采样装置更为稳定和安全，可以在污水管路的进口出加设一个污水管路阀门。
采样管路上设有采样阀门，通过控制采样阀门来控制采样的过程，通过采样瓶进行采样。当然，也可以在采样管路上直接与在先检测设备相连，实现在线连续分析。
进一步的，如图2所示，降温器包括内部中空的罐体，罐体的外壁设有套筒，套筒与罐体外壁之间设有冷却水管路，其中，对流冷却水进口设置在罐体的下方，对流冷却水出口设置在罐体的上方，并且对流冷却水进口和对流冷却水出口成对角设置，这是为了延长冷却水在套筒内的时间，使得冷却更加完全和均匀。罐体内部与污水管路相连，罐体的出水端设有延迟阀门。延迟阀门的设置特别关键，这是为了将冷却水彻底冷却后才进入稀释器，这个在降温过程中特别关键，否则未冷却彻底的污水会直接进入稀释器，达不到稀释的目的。
进一步的，罐体设有与罐体内壁相配合的密封器，密封器与推杆相连，推杆还设有推杆把手，便于操作。密封器的目的是为了将进入降温器的污水充满整个降温器的罐体，也是为了降温的完全，否则高温污水进入罐体后，会积存在罐体的底部，罐体的上部充满不了，使得冷却水的利用率降低，冷却不完全且不均匀。
进一步的，推杆内部中空且设置在罐体内污水管路的外周，推杆内壁与污水管路外壁之间设有密封圈。这样设置是为了防止污水流入罐体的出水端位置，也会造成冷却的不完全和不均匀。
进一步的，密封器与罐体内污水管路入口之间设有控制阀门。此处的控制阀门可以是电动阀门，在外部实现控制；也可以是单向阀，当延长门阀打开后，由于控制阀门两端的压力差，降温后的污水自动冲开控制阀门，实现低温污水的输送。另外，还可以设置成与推杆一起的阀门，通过在罐体外部的推杆把手的转动，实现此处控制阀门的开闭。
进一步的，密封器外周设有密封圈。这样设置也是为了防止污水流入罐体的出水端位置，也会造成冷却的不完全和不均匀。
进一步的，罐体靠近罐体内污水管路出水口的一端设有储气囊。此处的储气囊是为了推杆在罐体出口端推进的过程中将罐体内部的空气压入储气囊中，给罐体内原本的空气一个暂存的空间，否则密封器很难实现移动。
进一步的，罐体内设有温度传感器。通过温度传感器，可以控制降温器中的污水温度，当达到需要的温度时，方可结束降温过程。在罐体内部还可以设置搅拌装置，使得污水温度的温度和均匀，实现温度传感器读数的准确性。
进一步的，稀释器内设有搅拌器。此处的搅拌器是实现稀释过程中污水的均匀，防止浓度的不稳定，从而影响检测结果。
本发明还提供一种本采样系统进行采样的方法，包括如下步骤：
A、降温器内充水：关闭降温器出口的延迟阀门，打开污水管路上的进水阀门，将降温器的罐体内充入污水；
B、污水降温：打开套筒与罐体外壁之间的冷却水管路，给罐体内的污水进行降温；
C、稀释：待污水降至需要的温度时，关闭污水管路上的进水阀门，打开延迟阀门和稀释水管路上的阀门，将污水在稀释器内进行稀释；
D、待稀释过程稳定后，打开采样管路上的阀门进行采样。
进一步的，在降温器充水之前，关闭密封器与罐体内污水管路入口之间的控制阀门，用推杆把手将密封器推至罐体进水端，降温时，随着污水充入罐体，利用水流的压力将密封器逐渐往罐体出水端推进，同时，罐体内原本的空气呗压入储气囊中。
进一步的，通过设置在罐体下方的对流冷却水进口进冷却水，冷却水包覆在罐体外壁与套筒之间，通过热交换给罐体内的污水进行降温，冷却水从罐体上方的对流冷却水出口出水，持续不断的进行降温，同时，可以通过罐体内的搅拌装置，实现罐体内污水温度的均一。当罐体内的温度传感器显示的水温达到想要的温度时，关闭污水管路上的进水阀门，打开延迟阀门和稀释水管路上的阀门，利用推杆把手，打开密封器与罐体内污水管路进水端位置的控制阀门，将密封器往罐体进水端方向推进，将冷却水压进污水管路，从延迟阀门进入稀释器中，通过需要稀释的比例，调节延迟阀门和稀释水管路的阀门，通过污水进样流量计和稀释水流量计的读数，计算最终的稀释比例，实现污水的稀释。同时，可以通过稀释器内的搅拌器，将污水和稀释水进行混匀。
待稀释稳定后便可以采样进行检测，采样时，打开采样管路上的采样阀门，通过采样瓶进行采样。
进一步的，采样管路还可以直接与在先检测装置相连，实现在线连续分析。
进一步的，采样管路还可以与回流管路相连，回流管路再与污水排污管路相连，将降温稀释后的污水进入污水排污管路，省却了采样后污水的处理过程。通过回流管路还可以调节稀释的稳定性。
进一步的，稀释水可以是蒸馏水，加入蒸馏水可以增加有机物的溶解度，减少正常采样过程中的闪蒸损失。
进一步的，采样过程不需要进行定容，通过调节稀释比使水样得到稀释，待稳定后进行采样即可。
应用实施例
在正常工况下，针对某石化炼厂某高温带压污水排污口，利用稀释器采样与不利用稀释器采样时的数据进行对比分析。在不同时间点进行采样，测定总有机碳(TOC)含量、不可吹扫有机碳(NPOC)含量和可吹出有机碳(POC)含量，得到以下三张数据表。
表1第一次电脱盐污水通过采样系统和不经采样系统进行采样的数据
水样及稀释倍数 TOC(ppm) NPOC(ppm) POC(ppm)
原水样 760.50 721.50 39.00
采样系统采样稀释5倍 788.75 731.25 57.50
采样系统采样稀释10倍 849.50 803.25 46.25
采样系统采样稀释20倍 805.50 709.50 96.00
采样系统采样稀释40倍 806.00 716.00 90.00
常规采样稀释5倍 738.75 722.50 16.25
常规采样稀释10倍 740.75 709.75 31.00
常规采样稀释20倍 743.00 696.00 47.00
常规采样稀释40倍 788.00 723.00 65.00
表2第二次电脱盐污水通过采样系统和不经采样系统进行采样的数据
表3第三次电脱盐污水通过采样系统和不经采样系统进行采样的数据
水样及稀释倍数 TOC(ppm) NPOC(ppm) POC(ppm)
原水样 687.00 669.50 17.50
采样系统采样稀释5倍 725.00 675.00 50.00
采样系统采样稀释10倍 683.00 664.00 19.00
采样系统采样稀释20倍 692.00 656.00 36.00
采样系统采样稀释25倍 687.50 645.00 42.50
采样系统采样稀释40倍 724.00 652.00 72.00
采样系统采样稀释50倍 675.00 655.00 20.00
常规采样稀释5倍 682.50 662.50 20.00
常规采样稀释10倍 671.50 621.50 50.00
常规采样稀释20倍 628.00 597.00 31.00
常规采样稀释25倍 525.00 478.75 46.25
常规采样稀释40倍 586.00 546.00 40.00
常规采样稀释50倍 582.50 507.50 75.00
从上述三张表格可以看出，不管稀释多少倍，经过采样系统进行采样比常规采样方法得到的TOC、NPOC和POC含量均有不同程度的升高，说明通过本采样系统进行采样，可以很好的降低因闪蒸而造成有机物的损失，使得测量的数量更为准确。

Claims (10)

1.一种用于污水中挥发性有机物的采样系统，其特征在于：它包括设置在污水排污管路上的污水管路，所述的污水管路依次与进水阀门、降温器、稀释器和出水管路相连，所述的出水管路上设有采样管路，所述的稀释器与稀释水管路相连。
2.根据权利要求1所述的用于污水中挥发性有机物的采样系统，其特征在于：所述的降温器包括内部中空的罐体，所述罐体的外壁设有套筒，所述的套筒与罐体外壁之间设有冷却水管路，所述的罐体内部与污水管路相连，所述罐体的出水端设有延迟阀门。
3.根据权利要求2所述的用于污水中挥发性有机物的采样系统，其特征在于：所述罐体设有与罐体内壁相配合的密封器，所述的密封器与推杆相连。
4.根据权利要求3所述的用于污水中挥发性有机物的采样系统，其特征在于：所述的推杆内部中空且设置在罐体内污水管路的外周，所述推杆内壁与污水管路外壁之间设有密封圈。
5.根据权利要求3所述的用于污水中挥发性有机物的采样系统，其特征在于：所述的密封器与罐体内污水管路入口之间设有控制阀门。
6.根据权利要求3或5所述的用于污水中挥发性有机物的采样系统，其特征在于：所述密封器外周设有密封圈。
7.根据权利要求1-3任意一项所述的用于污水中挥发性有机物的采样系统，其特征在于：所述罐体靠近罐体内污水管路出水口的一端设有储气囊。
8.根据权利要求7所述的用于污水中挥发性有机物的采样系统，其特征在于：所述罐体内设有温度传感器。
9.根据权利要求1所述的用于污水中挥发性有机物的采样系统，其特征在于：所述稀释器内设有搅拌器。
10.利用如权利要求1所述采样系统进行采样的方法，其特征在于：包括如下步骤：
A、降温器内充水：关闭降温器出口的延迟阀门，打开污水管路上的进水阀门，将降温器的罐体内充入污水；
B、污水降温：打开套筒与罐体外壁之间的冷却水管路，给罐体内的污水进行降温；
C、稀释：待污水降至需要的温度时，关闭污水管路上的进水阀门，打开延迟阀门和稀释水管路上的阀门，将污水在稀释器内进行稀释；
D、待稀释过程稳定后，打开采样管路上的阀门进行采样。
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