CN211955307U - 一种水中硝酸盐氮连续监测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水中硝酸盐氮连续监测器，其特征在于：所述的进水管安装在进水泵的进水口处，进水泵通过管路与预处理装置连接，预处理装置通过管路与蠕动泵连接，蠕动泵通过管路与第一阀门连接，第一阀门通过管路与混合罐左侧进水口连接，硝酸盐电极和参比电极都安装在混合罐内，缓冲溶液容器底部出口通过管路与混合罐连接，硝酸盐电极和参比电极都通过线缆与离子活度计连接，混合罐底部出水口通过管路与第一放空阀进口处连接，排液管安装在第一放空阀的出口处。本实用新型结构简单，采用电极法监测，操作简便，数据可直接输出，受外界因素影响较小，适用于在户外对水中硝酸盐氮的连续监测。

Description

一种水中硝酸盐氮连续监测器

技术领域

本发明属于水质自动监测仪技术领域，具体涉及一种水中硝酸盐氮连续监测器。

背景技术

水质监测，是监视和测定水体中污染物的种类、各种污染物的浓度及其变化趋势，评价水质状况的过程，监测范围十分广泛，包括未被污染和已受污染的天然水(江、河、湖、海和地下水)、雨水污水管网中排水、及各种工业排水等。

硝酸盐氮，简称为NO3-N，水中的硝酸盐氮含量是衡量水质的重要指标之一，硝酸盐氮的定义是水中含NO3-无机氮的总量，以每升水含氮克数计算。在污水厂运行过程中，水中硝酸盐氮浓度能反应好氧硝化和缺氧反硝化情况。

在CJ/T 51—2018《城镇污水水质标准检验方法》中硝酸盐氮指标的测定，所使用的方法主要有紫外分光光度法、电极法和离子色谱法。离子色谱法需要高昂的设备投入和后期维护，因此该方法在硝酸盐氮连续监测仪应用方面不予考虑。

紫外分光光度法的精密度和准确度高，常用于实验室对水样的分析测定。但是该方法存在许多问题和不便：①样品测试后不能直接得到总氮结果，需要套入公式进行计算，测定过程繁琐；②每次测定前为保证结果的准确度必须用标准溶液进行曲线标定，人工绘制标准曲线；③由于原理限定，每个样品测定时都需要分别在220nm和275nm之间频繁切换波长使操作繁琐；④测定所使用紫外光度计的波长重复、透射比噪声和漂移指标对结果的影响很大；⑤紫外光度计对使用条件和环境要求都比较较高。运输存储中的震动跌碰；使用时环境的温湿度、电磁干扰、震动噪音、腐蚀气体等；这些都会对紫外光度计内部的机械结构、精密定位和光谱元件等造成影响。所以使用不当和使用条件会直接对测定结果产生影响。因此上述问题决定了紫外分光光度法不适用于在户外对水中硝酸盐氮的连续监测。

现有的监测硝酸盐氮监测仪器在测量水质中的硝酸盐氮含量时，易受水质中悬浮物干扰影响，使进样导管堵塞或探头表面被杂质粘附，导致监测数据异常。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种水中硝酸盐氮连续监测器及其操作方法，其结构简单，采用电极法监测，操作简便，数据可直接输出，受外界因素影响较小，适用于在户外对水中硝酸盐氮的连续监测。

为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种水中硝酸盐氮连续监测器，其特征在于：包括进水管、预处理装置、第一阀门、硝酸盐电极、缓冲溶液容器、参比电极、混合罐、离子活度计、排液管、第一放空阀、蠕动泵和进水泵，所述的进水管安装在进水泵的进水口处，所述的进水泵通过管路与预处理装置连接，所述的预处理装置通过管路与蠕动泵连接，所述的蠕动泵通过管路与第一阀门连接，所述的第一阀门通过管路与混合罐左侧进水口连接，所述的硝酸盐电极和参比电极都安装在混合罐内，所述的缓冲溶液容器底部出口通过管路与混合罐连接且缓冲溶液容器与混合罐之间的管路上安装有阀门，所述的硝酸盐电极和参比电极都通过线缆与离子活度计连接，所述的混合罐底部出水口通过管路与第一放空阀进口处连接，所述的排液管安装在第一放空阀的出口处。

上述的预处理装置由沉降罐、第二阀门、硫酸铝容器、氢氧化钠容器、第三阀门、第四阀门、上清液采集器、放空管和第二放空阀，所述的上清液采集器安装在沉降罐内且上清液采集器通过管路与蠕动泵连接，所述的沉降罐底部出水口通过管路与第二放空阀进口处连接，所述的放空管安装在第二放空阀出口处，所述的硫酸铝容器通过管路与第二阀门连接，所述的第二阀门通过管路与沉降罐连接，所述的氢氧化钠容器通过管路与第三阀门连接，所述的第三阀门通过管路与沉降罐连接，所述的第四阀门一端通过管路与沉降罐进水口连接且第四阀门另一端通过管路与进水泵连接。

上述的预处理装置中的硫酸铝容器内装有浓度为180g/L的硫酸铝溶液。

上述的预处理装置中的氢氧化钠容器内装有浓度为500g/L氢氧化钠溶液。

上述的缓冲溶液容器内装有pH值为2～4的缓冲溶液。

本实用新型水中硝酸盐氮连续监测器的操作方法，包含以下步骤：

步骤一：通过进水管经由进水泵抽取待测水样，输送至预处理装置中的沉降罐内；

步骤二：将硫酸铝容器内的浓度为180g/L的硫酸铝溶液和氢氧化钠容器内的浓度为500g/L氢氧化钠溶液加入到沉降罐内产生氢氧化铝胶体吸附沉降，消除样品中悬浮物杂质及大部分金属离子的干扰；

步骤三：水样预处理静置5min，通过上清液采集器经由蠕动泵抽取50mL上清液置于混合罐中；

步骤三：取缓冲溶液容器中的2mL缓冲溶液加入到混合罐中，待离子活度计度数稳定时记下电位值E；

步骤四：根据电位值E从工作曲线上获得对应硝酸盐浓度。

本实用新型采用电极法测定城镇污水中硝酸盐氮，硝酸盐氮浓度测试范围为0.16mg/L～1000mg/L。硝酸盐离子选择性电极是一种具有选择性的电化学敏感器，它与参比电极组成工作电池时，能将非电量的溶液离子活度转化为电位，当样品中的总离子强度调节到一定值时，电池的电动势E随被测样品中的离子浓度的变化而变化。电极法操作简便，数据可直接输出，受外界因素影响较小；该方法适用于在户外对水中硝酸盐氮的连续监测。缓冲溶液(pH值约为3)：称取6.66g硫酸铝，3.12g硫酸银，1.24g硼酸和1.94g氨基磺酸于600mL水中，用200g/L氢氧化钠溶液调节pH至3，稀释至1000mL。

本实用新型的优点在于以下几点：结构简单，采用电极法监测，操作简便，数据可直接输出，受外界因素影响较小，适用于在户外对水中硝酸盐氮的连续监测。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型预处理装置的结构示意图。

其中的附图标记为：进水管1、预处理装置2、沉降罐201、第二阀门202、硫酸铝容器203、氢氧化钠容器204、第三阀门205、第四阀门206、上清液采集器207、放空管208、第二放空阀209、第一阀门3、硝酸盐电极4、缓冲溶液容器5、参比电极6、混合罐7、离子活度计8、排液管9、第一放空阀10、蠕动泵11、进水泵12。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作出进一步说明：

一种水中硝酸盐氮连续监测器，其特征在于：包括进水管1、预处理装置2、第一阀门3、硝酸盐电极4、缓冲溶液容器5、参比电极6、混合罐7、离子活度计8、排液管9、第一放空阀10、蠕动泵11和进水泵12，所述的进水管1安装在进水泵12的进水口处，所述的进水泵12通过管路与预处理装置2连接，所述的预处理装置2通过管路与蠕动泵11连接，所述的蠕动泵11通过管路与第一阀门3连接，所述的第一阀门3通过管路与混合罐7左侧进水口连接，所述的硝酸盐电极4和参比电极6都安装在混合罐7内，所述的缓冲溶液容器5底部出口通过管路与混合罐7连接且缓冲溶液容器5与混合罐7之间的管路上安装有阀门，所述的硝酸盐电极4和参比电极6都通过线缆与离子活度计8连接，所述的混合罐7底部出水口通过管路与第一放空阀10进口处连接，所述的排液管9安装在第一放空阀10的出口处。

实施例中，预处理装置2由沉降罐201、第二阀门202、硫酸铝容器203、氢氧化钠容器204、第三阀门205、第四阀门206、上清液采集器207、放空管208和第二放空阀209，所述的上清液采集器207安装在沉降罐201内且上清液采集器207通过管路与蠕动泵11连接，所述的沉降罐201底部出水口通过管路与第二放空阀209进口处连接，所述的放空管208安装在第二放空阀209出口处，所述的硫酸铝容器203通过管路与第二阀门202连接，所述的第二阀门202通过管路与沉降罐201连接，所述的氢氧化钠容器204通过管路与第三阀门205连接，所述的第三阀门205通过管路与沉降罐201连接，所述的第四阀门206一端通过管路与沉降罐201进水口连接且第四阀门206另一端通过管路与进水泵12连接。

实施例中，预处理装置2中的硫酸铝容器203内装有浓度为180g/L的硫酸铝溶液。

实施例中，预处理装置2中的氢氧化钠容器204内装有浓度为500g/L氢氧化钠溶液。

实施例中，缓冲溶液容器5内装有pH值为2～4的缓冲溶液。

本实用新型采用电极法测定城镇污水中硝酸盐氮，硝酸盐氮浓度测试范围为0.16mg/L～1000mg/L。硝酸盐离子选择性电极是一种具有选择性的电化学敏感器，它与参比电极6组成工作电池时，能将非电量的溶液离子活度转化为电位，当样品中的总离子强度调节到一定值时，电池的电动势E随被测样品中的离子浓度的变化而变化。电极法操作简便，数据可直接输出，受外界因素影响较小；该方法适用于在户外对水中硝酸盐氮的连续监测。缓冲溶液(pH值约为3)：称取6.66g硫酸铝，3.12g硫酸银，1.24g硼酸和1.94g氨基磺酸于600mL水中，用200g/L氢氧化钠溶液调节pH至3，稀释至1000mL。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种水中硝酸盐氮连续监测器，其特征在于：包括进水管(1)、预处理装置(2)、第一阀门(3)、硝酸盐电极(4)、缓冲溶液容器(5)、参比电极(6)、混合罐(7)、离子活度计(8)、排液管(9)、第一放空阀(10)、蠕动泵(11)和进水泵(12)，所述的进水管(1)安装在进水泵(12)的进水口处，所述的进水泵(12)通过管路与预处理装置(2)连接，所述的预处理装置(2)通过管路与蠕动泵(11)连接，所述的蠕动泵(11)通过管路与第一阀门(3)连接，所述的第一阀门(3)通过管路与混合罐(7)左侧进水口连接，所述的硝酸盐电极(4)和参比电极(6)都安装在混合罐(7)内，所述的缓冲溶液容器(5)底部出口通过管路与混合罐(7)连接且缓冲溶液容器(5)与混合罐(7)之间的管路上安装有阀门，所述的硝酸盐电极(4)和参比电极(6)都通过线缆与离子活度计(8)连接，所述的混合罐(7)底部出水口通过管路与第一放空阀(10)进口处连接，所述的排液管(9)安装在第一放空阀(10)的出口处。

2.根据权利要求1所述的一种水中硝酸盐氮连续监测器，其特征在于：所述的预处理装置(2)由沉降罐(201)、第二阀门(202)、硫酸铝容器(203)、氢氧化钠容器(204)、第三阀门(205)、第四阀门(206)、上清液采集器(207)、放空管(208)和第二放空阀(209)，所述的上清液采集器(207)安装在沉降罐(201)内且上清液采集器(207)通过管路与蠕动泵(11)连接，所述的沉降罐(201)底部出水口通过管路与第二放空阀(209)进口处连接，所述的放空管(208)安装在第二放空阀(209)出口处，所述的硫酸铝容器(203)通过管路与第二阀门(202)连接，所述的第二阀门(202)通过管路与沉降罐(201)连接，所述的氢氧化钠容器(204)通过管路与第三阀门(205)连接，所述的第三阀门(205)通过管路与沉降罐(201)连接，所述的第四阀门(206)一端通过管路与沉降罐(201)进水口连接且第四阀门(206)另一端通过管路与进水泵(12)连接。

3.根据权利要求2所述的一种水中硝酸盐氮连续监测器，其特征在于：所述的预处理装置(2)中的硫酸铝容器(203)内装有浓度为180g/L的硫酸铝溶液。

4.根据权利要求2所述的一种水中硝酸盐氮连续监测器，其特征在于：所述的预处理装置(2)中的氢氧化钠容器(204)内装有浓度为500g/L氢氧化钠溶液。

5.根据权利要求1所述的一种水中硝酸盐氮连续监测器，其特征在于：所述的缓冲溶液容器(5)内装有pH值为2～4的缓冲溶液。

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