CN211856237U - 一种双氧水浓度监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双氧水浓度监测装置，涉及浓度监测领域。该双氧水浓度监测装置包括进样管道、进样阀门、检测室和压力监测仪；进样管道上设有进样阀门；进样管道被配置为，在进样阀门开启时，用于将待测反应池内的待测液体送至检测室内；检测室内设有双氧水分解催化剂，双氧水分解催化剂用于与催化检测室内的双氧水分解；进样阀门关闭时，检测室为气体密封检测室；压力监测仪用于监测检测室内的气压。本实用新型可用于对芬顿反应池内的液体进行抽样检测，利用双氧水在催化剂作用下发生分解反应，测定待测液体中的双氧水浓度。

Description

一种双氧水浓度监测装置

技术领域

本实用新型涉及浓度监测领域，尤其涉及一种双氧水浓度监测装置。

背景技术

目前，芬顿反应在废水处理领域有很广泛的应用，芬顿反应的无机化学反应过程为：过氧化氢与二价铁离子Fe²⁺的混合溶液将很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态。芬顿反应具有去除难降解有机污染物的高能力。过氧化氢俗称双氧水，在利用芬顿反应处理废水时，需要监测反应液中的双氧水浓度，以及时调节双氧水用量，提高芬顿反应效率。

但是，现有技术中，缺乏能够用于监测芬顿反应池内的双氧水浓度的装置。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种双氧水浓度监测装置。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

一种双氧水浓度监测装置，包括进样管道、进样阀门、检测室和压力监测仪；

所述进样管道上设有所述进样阀门；所述进样管道被配置为，在所述进样阀门开启时，用于将待测反应池内的待测液体送至所述检测室内；

所述检测室内设有双氧水分解催化剂，所述双氧水分解催化剂用于与催化所述检测室内的双氧水分解；所述进样阀门关闭时，所述检测室为气体密封检测室；所述压力监测仪用于监测所述检测室内的气压。

进一步地，还包括进样泵，所述进样泵与所述进样管道连接，以提供将待测反应池内的待测液体抽送至所述检测室的动力。

进一步地，所述检测室内填充颗粒状的所述双氧水分解催化剂，所述双氧水分解催化剂包括二氧化锰颗粒。

进一步地，还包括滤网；所述检测室设有用于将待测液体排出的排样口，所述滤网设于所述排样口。

进一步地，所述压力监测仪设于所述检测室顶部；所述检测室上部侧壁设有进样口，所述进样管道与所述进样口连接。

进一步地，还包括冲洗水箱、冲洗管道、冲洗泵和冲洗阀门；所述冲洗阀门设于所述冲洗管道；所述冲洗水箱用于盛装冲洗液，所述冲洗管道一端的端口位于所述冲洗液内，所述冲洗管道另一端与所述检测室连接；所述冲洗泵用于提供动力，以当所述冲洗阀门开启时，通过所述冲洗管道将所述冲洗水箱内的冲洗液抽送至所述检测室内；

所述冲洗阀门和所述进样阀门均关闭时，所述检测室为气体密封检测室。

进一步地，所述进样泵与所述冲洗泵共用，为进样冲洗泵；所述进样冲洗泵具有进水口和出水口；

所述监测装置还包括连接干管，所述进样管道一端与所述待测反应池连接，另一端与所述连接干管连接；所述冲洗管道一端与所述待测反应池连接，另一端与所述连接干管连接；

所述连接干管与所述进水口连接，所述出水口与所述检测室连接。

进一步地，还包括排样管道、排样阀门和排样泵，所述排样管道与所述检测室连接；所述排样阀门设于所述排样管道；所述排样泵用于提供动力，以当所述排样阀门开启时，将所述检测室内的液体通过所述排样管道排出。

进一步地，还包括用于盛装待测液体的待测反应池，所述待测反应池上侧设有开口，所述排样管道远离所述检测室的一端通过所述开口将所述检测室内的液体送至所述待测反应池。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

可用于对芬顿反应池内的液体进行抽样检测，利用双氧水在催化剂作用下发生分解反应，测定待测液体中的双氧水浓度。

附图说明

图1为本实用新型的双氧水浓度监测装置示意图一；

图2为本实用新型的双氧水浓度监测装置示意图二；

图3为本实用新型的检测室的示意图。

图中：10、检测室；21、进样管道；22、进样泵；23、进样阀门；30、冲洗水箱；31、冲洗管道；32、冲洗泵；33、冲洗阀门；41、排样管道；42、排样泵；43、排样阀门；50、进样冲洗泵；60、压力监测仪；70、待测反应池。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1-3所示，本实施例提供了一种双氧水浓度监测装置，该双氧水浓度监测装置包括进样管道21、进样阀门23、检测室10和压力监测仪60。

本实施例的监测装置，用于由容盛有芬顿反应液的待测反应池70内抽样监测，待测反应池70内待测液体内含有双氧水，监测装置用于监测双氧水浓度。

具体地，进样管道21用于将待测反应池70与检测室10连通；进样管道21上设有进样阀门23；进样管道21被配置为，在进样阀门23开启时，用于将待测反应池70内的待测液体送至检测室10内；检测室10设有排样口，监测装置还设有排样阀门43，排样阀门43用于开启或封闭排样口，排样阀门43开启时，检测室10内的液体可以由排样口排出，以便进行下一次监测；检测室10内设有双氧水分解催化剂，双氧水分解催化剂用于催化检测室10内的待测液体中的双氧水发生分解反应；进样阀门23和排样阀门43均关闭时，可封闭检测室10，使得检测室10为气体密封检测室10；压力监测仪60用于监测检测室10内的气压。

优选地，本实施例中的压力监测仪60设于检测室10顶部；本实施例中进样管道21一端插入待测反应池70的反应液内，另一端与检测室10的上端连接；本实施例中排样口设于检测室10下端，以便于排样，在其他一些实施例中，排样口也可以位于检测室10上端。

本实施例中，压力监测仪60选用隔膜式压力监测仪，以防止水蒸气以及其他液体进入压力表，压力监测范围依据实际监测需求选定调整；在其他一些实施例中，也可选用其他压力监测仪60。

优选地，由于待测液体中含有强氧化剂，为了保证该系统的正常工作，本实施例的进样管道21为耐腐蚀管道。

在上述结构的基础上，本实施例的进样管道21通过以下方式将待测反应池70内的待测液体送至检测室10内：

该双氧水浓度监测装置还设有进样泵22，进样泵22与进样管道21连接，进样阀门23开启时，进样泵22启动，以提供动力，将待测液体由待测反应池70抽送至检测室10，本实施例中的进样泵22用于将定量的待测液体抽送至检测室10；本实施例中的进样管道21包括第一管道和第二管道；第一管道一端插入所述待测反应池70内，另一端与进样泵22的进水口连接；第二管道一端与进样泵22的出水口连接，另一端与检测室10的进样口连接；进样阀门23设于第二管道。在其他一些实施例中，进样泵22还可以设置于其他位置。

在其他一些实施例中，还可以通过如下方式实现将待测反应池70内的待测液体送至检测室10内：

将进样管道21的出液口设置为低于待测反应池70的液位高度，如低于待测反应池70；如此可利用连通器原理，通过进样管道21将待测反应池70内的反应液导送至检测室10。

本实施例中的监测装置的双氧水浓度监测方法如下：

取样步骤：排样阀门43关闭，开启进样泵22、进样阀门23，待测反应池70中一定量的待测液体经过进样管道21进入检测室10，关闭进样阀门23；

监测步骤：含有双氧水的待测液体与检测室10内的双氧水分解催化剂接触，在催化剂的作用下，双氧水发生分解反应，生成水和氧气；此时，由于排样阀门43、进样阀门23关闭，检测室10被封闭为气体密封检测室10，随着双氧水在触媒的作用下分解释放出氧气，检测室10内的压力升高，通过设置于检测室10上部的压力监测仪60记录压力值；利用压力值、检测室10内待测液体体积值，可建立压力浓度方程式，计算得到待测液体中双氧水的含量，即得到双氧水浓度。

本实施例通过在检测室10内设置双氧水分解催化剂，使得送至的待测液体中的双氧水可以发生分解反应，通过设置进样阀门23和排样阀门43，可以提供密封反应空间，避免双氧水分解反应产生的氧气外泄；压力监测仪60监测检测室10内的压力值，可由此根据压力值与双氧水含量的关系方程计算得到双氧水浓度。本实施例的监测装置，可以实现对双氧水浓度的测定，有利于控制芬顿反应结束后的双氧水残余量，通过设定多个监测点，调节双氧水用量与进水浓度波动一致。

本实施例中，通过在待测反应池70的出水口设置监测点，在中和脱气池设置一到两个监测点，以后者作为双氧水加药量的削减量的下限，以出水口浓度作为双氧水加药量削减量的上限，每个监测点设置一台双氧水浓度监测装置，如此可依据监测结果调节双氧水用量与进水浓度波动一致。

具体地，如图3所示，根据压力值、检测室10内待测液体体积值这两个参数，得到双氧水浓度的原理为：

检测室10内部体积为V，其中，下部液体体积为V₁，上部气体体积为V₂，待测液体中双氧水含量为x，则分解出的氧气的摩尔当量为：

m＝0.5ρV₁x (公式1)；

不考虑氧气在待测液体中的溶解，假设氧气完全释放到检测室10的上部空间V₂，则按照氧气的范德华方程，压力值为：

P＝0.5ρV₁xRT/(V-b)-a/V² (公式2)；

其中，T为温度(K)；R为气体方程常数；a为0.1378(Pa.m⁶.mol^-2)；b为3.183*10^-5(m³.mol^-1)，a、b为氧气的范德华方程常数；

根据公式1和公式2可以建立压力浓度关系方程为：

x＝(P+a/V²)*(V-b)/0.5ρV₁RT；

根据双氧水含量可得双氧水浓度，从而由压力值变化检测到双氧水浓度变化。

为了能够得到待测液体的液体体积值V₁，在一些实施例中，通过控制进样泵22的进样速度、进样阀门23的关闭时间等，从而使得进入检测室10内的待测液体体积V₁为预设的体积；在另外一些实施例中，监测装置还设有体积监测组件，体积监测组件用于监测检测室10内的液位高度，并根据液位高度与检测室10尺寸，计算得到检测室10内的待测液体体积V₁；在其他一些实施例中，通过在检测室10设置刻度线，直接读取待测液体体积V₁实现。

在本实施例中，监测装置还包括处理模块，处理模块用于根据a、b、R、T、P、V₁值以及压力浓度关系方程得到待测液体中的双氧水浓度。

优选地，本实施例的检测室10内还设有温度检测仪，温度检测仪用于检测温度T，处理模块用于读取温度检测测得的温度。

优选地，检测室10内填充有颗粒状的双氧水分解催化剂，以提高待测液体与催化剂的接触面积，有利于充分分解，提高压力监测精度。

在上述结构的基础上，为了防止排样时催化剂流失，该监测装置还包括滤网，滤网设于排样口。

优选地，双氧水分解催化剂颗粒包括二氧化锰颗粒。

优选地，压力监测仪60设于检测室10顶部；检测室10上部侧壁设有进样口，进样管道21与进样口连接。

优选地，为了便于重复抽样检测，该监测装置还包括冲洗水箱30、冲洗管道31、冲洗泵32和冲洗阀门33；冲洗阀门33设于冲洗管道31；冲洗水箱30用于盛装冲洗液，冲洗管道31一端的端口位于冲洗液内，冲洗管道31另一端与检测室10连接；冲洗泵32用于提供动力，以当冲洗阀门33开启时，通过冲洗管道31将冲洗水箱30内的冲洗液抽送至检测室10内；如此，当检测室10内的检测完成，为了保证下一次检测数据的准确性，通过冲洗泵32抽吸冲洗液进入检测室10内，可冲洗检测室10内的残余待测液体，冲洗完成后液体由排样口排出。

在一些实施例中，还可以设置冲洗花洒或喷头，提高冲洗效果。

在本实施例中，冲洗阀门33、进样阀门23和排样阀门43均关闭时，检测室10为气体密封检测室10。

如图1所示，在一些实施例中，进样管路与冲洗管路相互独立，需要单独设置进样泵22和冲洗泵32。

如图2所示，在其他一些实施例中，为了降低成本或便于安装，进样泵22与冲洗泵32共用，为进样冲洗泵50；进样冲洗泵50具有进水口和出水口；监测装置还包括连接干管，进样管道21一端与待测反应池70连接，另一端与连接干管连接；冲洗管道31一端与待测反应池70连接，另一端与连接干管连接；连接干管与进水口连接，出水口与检测室10连接。

优选地，为了加快排样效率，监测装置还包括排样管道41、排样泵42和排样阀门43，排样管道41与检测室10的排样口连接，排样阀设于排样管道41；排样泵42用于提供动力，以当排样阀门43开启时，将检测室10内的液体通过排样管道41排出。

优选地，由于待测液体在检测室10内仅发生双氧水的分解反应，待测液体中未混入其他杂质，为了将待测液体回收利用，待测反应池70上侧设有开口，排样管道41远离检测室10的一端设于待测液体上方，以通过开口将检测室10内的液体送至待测反应池70。

本实施例还包括控制系统，控制系统用于控制阀门和泵。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种双氧水浓度监测装置，其特征在于：

包括进样管道、进样阀门、检测室和压力监测仪；

所述进样管道上设有所述进样阀门；所述进样管道被配置为，在所述进样阀门开启时，用于将待测反应池内的待测液体送至所述检测室内；

所述检测室内设有双氧水分解催化剂，所述双氧水分解催化剂用于与催化所述检测室内的双氧水分解；所述进样阀门关闭时，所述检测室为气体密封检测室；所述压力监测仪用于监测所述检测室内的气压。

2.如权利要求1所述的双氧水浓度监测装置，其特征在于：

还包括进样泵，所述进样泵与所述进样管道连接，以提供将待测反应池内的待测液体抽送至所述检测室的动力。

3.如权利要求1所述的双氧水浓度监测装置，其特征在于：

所述检测室内填充颗粒状的所述双氧水分解催化剂，所述双氧水分解催化剂包括二氧化锰颗粒。

4.如权利要求1所述的双氧水浓度监测装置，其特征在于：

还包括滤网；所述检测室设有用于将待测液体排出的排样口，所述滤网设于所述排样口。

5.如权利要求1所述的双氧水浓度监测装置，其特征在于：

所述压力监测仪设于所述检测室顶部；所述检测室上部侧壁设有进样口，所述进样管道与所述进样口连接。

6.如权利要求2所述的双氧水浓度监测装置，其特征在于：

还包括冲洗水箱、冲洗管道、冲洗泵和冲洗阀门；所述冲洗阀门设于所述冲洗管道；所述冲洗水箱用于盛装冲洗液，所述冲洗管道一端的端口位于所述冲洗液内，所述冲洗管道另一端与所述检测室连接；所述冲洗泵用于提供动力，以当所述冲洗阀门开启时，通过所述冲洗管道将所述冲洗水箱内的冲洗液抽送至所述检测室内；

所述冲洗阀门和所述进样阀门均关闭时，所述检测室为气体密封检测室。

7.如权利要求6所述的双氧水浓度监测装置，其特征在于：

所述进样泵与所述冲洗泵共用，为进样冲洗泵；所述进样冲洗泵具有进水口和出水口；

所述监测装置还包括连接干管，所述进样管道一端与所述待测反应池连接，另一端与所述连接干管连接；所述冲洗管道一端与所述待测反应池连接，另一端与所述连接干管连接；

所述连接干管与所述进水口连接，所述出水口与所述检测室连接。

8.如权利要求1-5任一项所述的双氧水浓度监测装置，其特征在于：

还包括排样管道、排样阀门和排样泵，所述排样管道与所述检测室连接；所述排样阀门设于所述排样管道；所述排样泵用于提供动力，以当所述排样阀门开启时，将所述检测室内的液体通过所述排样管道排出。

9.如权利要求8所述的双氧水浓度监测装置，其特征在于：

还包括用于盛装待测液体的待测反应池，所述待测反应池上侧设有开口，所述排样管道远离所述检测室的一端通过所述开口将所述检测室内的液体送至所述待测反应池。

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