CN112326370B - 一种黑臭水体中挥发性气体的采集装置及检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种黑臭水体中挥发性气体的采集装置及检测方法。所述装置包括立柱，其特征在于：立柱上设有若干层金属框架，金属框架内安装硅树脂管，硅树脂管内插入支撑弹簧，硅树脂管的两端口分别与金属框架外侧的两根不锈钢管的一端相连，不锈钢管的另一端分别与塑料管的一端密封连接，两根塑料管的另一端分别与三通阀的第一接口和第二接口连接，三通阀第三接口通过管路与干燥管和流量计连接。本发明可以对底泥中产生的挥发性气体进行测量，更加全面地收集黑臭水体中产生的挥发性气体。

Description

一种黑臭水体中挥发性气体的采集装置及检测方法
技术领域
本发明属于环境技术领域，涉及一种黑臭水体中挥发性气体的采集装置及其检测方法。
背景技术
近年来，由于工业化进程的加快，废水的排放量逐年增加。在多种类型的废水中，黑臭水体是最难处理的一类废水。经过大量研究表明，水体发生黑臭的机理基本一样，它是由于水体缺氧，有机物腐坏而造成的。当大量的有机污染物进入水体，在好氧微生物的生化作用下，消耗了水体中大量的氧气，使水体转化成缺氧状态，致使厌氧细菌大量繁殖，有机物腐化、分解、发酵使水体变黑、变臭。水体的致黑物质可以分为2部分：(1)以固态或吸附于悬浮颗粒上的形式存在于水体中的不溶性物质；(2)是溶于水的带色有机化合物(主要是腐殖质类有机物)。在不同厌氧微生物的参与下会发生反应，生成FeS。水体产生臭味主要有以下几种原因：(1)大量有机物在厌氧菌作用下发生分解，其中间产物和终产物中有一系列的硫化氢、氨、硫醇等发臭物质产生，引起水体发臭；(2)通过对腐殖物质的分析，从腐殖酸、富里酸的酸水解产物中得到的近20种氨基酸和大量游离氨，这些氨基酸在水体中以脱氨基作用、脱羧酸作用以及某些细菌如变形杆菌分解含硫氨基酸等3种分解方式，产生了大量的游离氨臭气和具有相当臭味的胺类、硫化氢以及具有特殊恶臭的硫醇类物质。(3)厌氧条件下由厌氧放线菌分泌产生的土臭素和异茨醇。这类发臭物质在极低浓度下就容易引起强烈的臭味效应。CH4、H2S、NH3等发臭气体被认为是水体黑臭中的发臭物质。黑臭水体在对城市生态造成破坏的同时，还进一步影响了广大市民的日常生活。因此，对黑臭水体中的挥发性气体进行收集监测显得尤为重要。
目前，对于水体气体采集的常规方法是漂浮箱法，由于漂浮箱的采集位于水面上，此法仅能用于整个水柱气体释放的收集，不能将底泥释放的水体和水柱释放的气体分开收集也不能收集不同深度的气体，有很大的局限性。
发明内容
为了全方位深入研究黑臭水体中挥发性气体的特征，本发明针对直接收集黑臭水体中挥发性气体，对涉及的材料、工艺、装置不断创新，提出了一种黑臭水体中挥发性气体的采集装置及检测方法。
本发明采用的技术方案是：一种黑臭水体中挥发性气体的采集装置，包括立柱，立柱上设有若干层金属框架，金属框架内安装硅树脂管，硅树脂管内插入支撑弹簧，硅树脂管的两端口分别与金属框架外侧的两根不锈钢管的一端相连，不锈钢管的另一端分别与塑料管的一端密封连接，两根塑料管的另一端分别与三通阀的第一接口和第二接口连接，三通阀第三接口通过管路与干燥管和流量计。
进一步的，上述的采集装置，所述硅树脂管在金属框架内呈S型盘绕。
进一步的，上述的采集装置，立柱上设有若干孔，根据实际采集深度，调整若干层金属框架之间的距离后，通过螺栓将金属框架和立柱固定。
一种黑臭水体中挥发性气体的检测方法，采用上述的采集装置，方法如下：
1)根据采集黑臭水体中不同深度挥发性气体的需求，调整若干层金属框架之间的距离后，通过螺栓将金属框架与立柱固定；
2)将最下层的金属框架置于黑臭水体底泥与水体的界面上，然后将采集装置的外围用钢板固定，放置10-20天；
3)在采集黑臭水体中挥发性气体时，将待采集深度所对应层的金属框架内的硅树脂管连通的管路与气体监测仪连接，然后打开三通阀，硅树脂管内的气体经过干燥管干燥后，用流量计控制气体流速进入到气体监测仪中，进行检测，检测后，通过管路的端口收集气体，备用；
4)该层检测后，关闭三通阀，将气体监测仪停止至少60分钟后，进行下一深度的检测。
本发明的有益效果是：
1、本发明增加采集量：本发明的采集装置体积大于500cm2并采用S型盘绕硅树脂管，克服了其它采样方法取样体积小这一缺点，能够获得足够多的气体。
2、本发明误差小：黑臭水体中挥发性气体采集装置通过塑料管与外界连通，避免了传统静态箱法操作中由于负压所致的加速或抑制气体排放、误差较大的缺点。
3、本发明适用性广：黑臭水体中挥发性气体采集装置使用的硅树脂管是一种能透气不透水的选择性渗透管，能够适用于高浓度的黑臭水体，并且该材质具有极高的化学稳定性，因此适用于不同污染程度的黑臭水体。
4、本发明可实现连续采集：黑臭水体中挥发性气体采集装置通过塑料管延伸到地上，取样极为方便，通过控制阀门就可以达到连续采集气体的功能。
5、本发明可实现原位监测底泥中挥发性气体：采集装置是直接固定放置在底泥上，并通过塑料管与地面上的气体监测仪相连接，能够真实地反映出底泥中挥发性气体的状况。
6、本发明养护成本低；装置采用优质金属框架、优质管材和优质阀门接头，至少可以正常运转一年的周期，并且所用材料市场价格低廉。
附图说明
图1为本发明黑臭水体中挥发性气体的采集装置的结构示意图。
图2为本发明黑臭水体中挥发性气体的采集装置单层结构示意图。
图3为硅树脂管内插入支撑弹簧结构示意图。
图中：1-立柱；2-金属框架；3-硅树脂管；4-支撑弹簧；5-不锈钢管；6-塑料管；7-三通阀；8-干燥管；9-流量计；10-气体监测仪。
具体实施方式
实施例1一种黑臭水体中挥发性气体的采集装置
如图1-图3所示，一种黑臭水体中挥发性气体的采集装置，结构如下：
包括立柱(1)，立柱(1)上设有若干孔。
立柱(1)上设有若干层金属框架(2)，本实施例设置5层。优选的，金属框架(2)最佳比例尺寸为30cm×12.5cm×2cm，金属框架(2)为耐腐蚀材质。
每层金属框架(2)内安装一根硅树脂管(3)，硅树脂管(3)内插入支撑弹簧(4)。一根硅树脂管(3)在金属框架(2)内呈S型盘绕，这样能最大限度且稳定地收集黑臭水体中的挥发性气体。硅树脂管(3)材质是硅树脂，是一种能透气不透水的选择性渗透管，打破了整个水柱释放气体收集的常规方法，它可以将黑臭水体底泥释放的气体与水珠释放的气体分开，能直接将气体收集在硅树脂管内。硅树脂管(3)内插入支撑弹簧(4)，既能起到支撑保护硅树脂管的作用，又能起到固定硅树脂管的作用。
硅树脂管(3)的两端口分别与金属框架(2)外侧的两根不锈钢管(5)的一端相连，不锈钢管(5)的另一端分别与塑料管(6)的一端密封连接，两根塑料管(6)的另一端分别与三通阀(7)的第一接口和第二接口连接，三通阀(7)第三接口通过管路与干燥管(8)和流量计(9)连通。干燥管用于将收集的气体干燥处理。流量计控制气体流量，使得气体稳定进入气体监测仪。
立柱(1)上设有若干孔，根据实际采集深度，调整若干层金属框架(2)之间的距离后，通过螺栓将金属框架(2)和立柱(1)固定。
实施例2一种黑臭水体中挥发性气体的检测方法
采用实施例1的黑臭水体中挥发性气体的采集装置，方法如下：
1)根据采集黑臭水体中不同深度挥发性气体的需求，调整若干层金属框架(2)之间的距离后，通过螺栓将金属框架(2)与立柱(1)固定；
2)将最下层的金属框架(2)置于黑臭水体底泥与水体的界面上，然后将采集装置的外围用钢板固定，有效避免采集装置被其它外界条件干扰或者破坏，放置10-20天；
3)在采集黑臭水体中挥发性气体时，将与待采集深度所对应层的金属框架(2)内的硅树脂管(3)连通的管路与气体监测仪(10)连接，然后打开三通阀(7)，硅树脂管(3)内的气体经过干燥管(8)干燥后，用流量计(9)控制气体流速进入到气体监测仪(10)中，进行检测，检测后，通过管路的端口收集气体，备用，回实验室进行进一步的分析；
4)该层检测后，关闭三通阀(7)，将气体监测仪(10)停止至少60分钟后，进行下一深度的检测。

Claims (3)

1.一种黑臭水体中挥发性气体的检测方法，其特征在于，采用黑臭水体中挥发性气体的采集装置，方法如下：
1）根据采集黑臭水体中不同深度挥发性气体的需求，调整若干层金属框架（2）之间的距离后，通过螺栓将金属框架（2）与立柱（1）固定；
2）将最下层的金属框架（2）置于黑臭水体底泥与水体的界面上，然后将采集装置的外围用钢板固定，放置10-20天；
3）在采集黑臭水体中挥发性气体时，将与待采集深度所对应层的金属框架（2）内的硅树脂管（3）连通的管路与气体监测仪（10）连接，然后打开三通阀（7），硅树脂管（3）内的气体经过干燥管（8）干燥后，用流量计（9）控制气体流速进入到气体监测仪（10）中，进行检测，检测后，通过管路的端口收集气体，备用；
4）该层检测后，关闭三通阀（7），将气体监测仪（10）停止至少60分钟后，进行下一深度的检测；
所述黑臭水体中挥发性气体的采集装置，包括立柱（1），立柱（1）上设有若干层金属框架（2），金属框架（2）内安装硅树脂管（3），硅树脂管（3）内插入支撑弹簧（4），硅树脂管（3）的两端口分别与金属框架（2）外侧的两根不锈钢管（5）的一端相连，不锈钢管（5）的另一端分别与塑料管（6）的一端密封连接，两根塑料管（6）的另一端分别与三通阀（7）的第一接口和第二接口连接，三通阀（7）第三接口通过管路与干燥管（8）和流量计（9）连通。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述硅树脂管（3）在金属框架（2）内呈S型盘绕。
3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，立柱（1）上设有若干孔，根据实际采集深度，调整若干层金属框架（2）之间的距离后，通过螺栓将金属框架（2）和立柱（1）固定。
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