申请日2011.12.22
公开(公告)日2012.07.11
IPC分类号G01N1/28
摘要
本发明提供了一种连续测定海水/高盐废水TOC浓度的装置及方法。该装置在CO2检测之前，加入了一个对Cl-吸收容量大、作用时间长、配件更换方便、回收再利用性强的离子阱，保证了测定结果的真实性。
权利要求书
1.连续测定海水/高盐废水TOC浓度的装置，其特征是，主要包括依次相连的采样装 置、酸化反应器、简易气水分离器、氧化反应器、冷凝脱水器、离子阱和CO2检测器，所述 简易气水分离器设有排气口，所述冷凝脱水器设有排水口。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征是，所述采样装置主要包括采样口、试剂瓶和 载气瓶，采样口通过过滤器、流量计、蠕动泵与酸化器相连，试剂瓶通过流量计、蠕动泵 与酸化器相连，载气瓶通过三通电磁阀分为两路后，其中一路与酸化器相连通。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征是，所述试剂瓶盛有酸化剂和氧化剂按比例制 成的溶液。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征是，所述酸化反应器为一四通空心玻璃球，球 体内腔共设有4个开口与外界相连，其中从3个开口分别于水样采集管、试剂采集管、载 气输入管相连，另1个开口与简易气水分离器相连。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征是，所述简易气水分离器由外壳、流体入口、 液体出口和气体出口构成，所述流体入口与酸化反应器相连，液体出口与氧化反应器连通， 气体出口与大气相连。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征是，所述氧化反应器为干法高温燃烧氧化器、 中温催化燃烧氧化器、湿法紫外氧化器或紫外-氧化剂氧化器。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征是，所述冷凝脱水器是风扇式冷凝器、蛇形水 冷冷凝器、电子制冷冷凝器、渗透管式脱水器、离心分离式脱水器中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征是，所述CO2检测器通过集成电路与数据处理 器和显示器或数据传送器相连。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征是，所述离子阱包括外壳、两端的封端以及由 外壳及封端构成的空腔，所述的封端设有进气口和出气口，空腔中装填有混合均匀的银、 氧化银和锰酸银颗粒。
10.根据权利要求1-9任一所述的装置连续测定海水/高盐废水TOC浓度的方法，其特征 是，待测水样在蠕动泵的抽吸下，从采样口吸入，流经过滤器清除杂物，然后进入酸化反 应器;与此同时，试剂瓶中溶液通过蠕动泵亦被吸入酸化反应器内;载气瓶中的氧气或无 碳空气喷出后通过三通电磁阀被分为两路，其中一路通至酸化反应器中;经酸化器酸化后 的流体在载气的推动下继续流向氧化反应器;在进入氧化反应器之前，由无机物酸化所产 生的CO2，在流经气液分离器时由排气口排出;在氧化反应器内，有机物通过燃烧或氧化全 部转化为CO2;在载气的推动下，包含有机物源CO2的气体，通过上部出气口进入脱水器，脱 除的水分由排水口排出;脱除水分后的干燥气体从脱水器流出后进入离子阱，消除了干扰 离子的有机源CO2和纯净的载气随后进入CO2检测器测定CO2的含量;根据标准溶液标定的标 准曲线，通过数据处理器将CO2含量折算为水样中总有机碳(TOC)的浓度，并由显示器显 示、打印或通过数据传送器直接传送到监测中心的主服务器上，进行数据处理。
说明书
连续测定海水/高盐废水TOC浓度的装置及方法
技术领域
本发明涉及一种连续测定海水和高盐废水TOC浓度的在线自动分析技术。
背景技术
现有的TOC自动分析仪，当用于测定海水和高盐废水时，由于Cl-的干扰，在检测CO2含 量时会产生较大的误差。为此，主要采用了减少进样量、预稀释、用汞盐溶液吸收、用KI 溶液或盐酸羟胺溶液洗涤、探测器前连接金属箔等。如日本SHIMADZU公司的TOC-5000型和 TOC-4100型TOC分析仪，采用的是减少进样量方式，以便使更微量的海水样品所产生的氯 离子不足以影响TOC的测定值。但由于该方法进样针芯过细，即使对水样进行精滤，进样后 再反复冲洗，仍经常发生针芯堵塞的问题;对水样进行预先稀释，是目前比较常用的方法， 目的是通过稀释使Cl-的浓度降低到不足以对CO2检测结果产生干扰的程度，但对于海水和高 盐废水而言，往往Cl-的浓度远远高于TOC的浓度，如果稀释倍数过大，TOC浓度很可能会低 于仪器的检出限;用汞盐溶液吸收虽然可较彻底的消除Cl-s的干扰，但在排除的废液中含有 剧毒的Hg，会产生二次污染;国外报导的KI溶液和GB17378-2007提出的盐酸羟胺溶液洗涤 反应气法，因工艺过于复杂，只能用于间歇式测定而无法应用于在线连续测定。德国 MAIHACK、美国I-O等公司的TOC仪，采用了在检测器前连接金属箔的方法吸收Cl-，但由于 吸收Cl-的容量十分有限，需要不断更换，且仍不足以完全消除海水及高盐污水中Cl-的影响。 因此，研究一种可方便、有效、耐用、且不产生二次污染的抗Cl-干扰的TOC分析技术，对 于海水和高盐废水的水质在线自动监测，将具有重要意义。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种在线连续自动测定海水/高盐废水TOC 浓度的装置及方法。
本发明提供的连续测定海水/高盐废水TOC浓度的装置，主要包括依次相连的采样装 置、酸化反应器、简易气水分离器、氧化反应器、脱水器、离子阱和有机CO2检测器，所述 简易气水分离器设有排气口，所述冷凝脱水器设有排水口。
前面所述的装置，优选的方案是，所述采样装置主要包括采样口、试剂瓶、载气瓶和 酸化器，采样口通过过滤器、流量计、蠕动泵与酸化器相连，试剂瓶通过流量计、蠕动泵 与酸化器相连，载气瓶通过三通电磁阀分为两路后，其中一路与酸化器相连通。所述试剂 瓶盛有酸化剂和氧化剂按比例制成的溶液。所述载气为氧气或无碳空气。
前面所述的装置，优选的方案是，所述的酸化反应器为一四通空心玻璃球，球体内腔 共设有4个开口与外界相连，其中从3个开口分别与水样采集管、试剂采集管、载气输入 管相连，另1个开口与简易气水分离器相连。
前面所述的装置，优选的方案是，所述的简易气水分离器由外壳、流体进口、液体出 口和气体出口组成，材质为玻璃或透明塑料。
前面所述的装置，优选的方案是，所述的氧化反应器既可是干法的高温燃烧氧化器、 中温催化燃烧氧化器，也可是湿法的紫外氧化器、紫外-氧化剂氧化器等。
前面所述的装置，优选的方案是，所述的脱水器可以是风扇式冷凝器、蛇形水冷冷凝 器、半导体制冷冷凝器、渗透管式脱水器、离心分离式脱水器中的任意一种。
前面所述的装置，优选的方案是，所述的离子阱包括外壳、两端的封端以及由外壳及 封端构成的空腔，所述的封端设有进气口和出气口，空腔中装填有混合均匀的银、氧化银 和锰酸银。
前面所述的装置，优选的方案是，所述的CO2检测器为甲烷转换/氢火焰分光光度计、 电导池检测计、库仑计、红外吸收分光光度计中的任意一种。
前面所述的装置，优选的方案是，所述有机CO2检测器集成电路通过数据处理器、显示 器或数据传送器相连。
本发明还提供了利用所述的装置连续测定海水/高盐废水TOC浓度的方法，步骤是：待 测水样在蠕动泵的抽吸下，从采样口吸入，流经过滤器清除杂物，然后进入酸化反应器; 与此同时，试剂瓶中溶液通过蠕动泵亦吸入酸化反应器内;载气瓶中的氧气或无碳空气喷 出后通过三通电磁阀被分为两路，其中一路通至酸化反应器中;经酸化反应器酸化后的流 体在载气的推动下继续流向氧化反应器;在进入氧化反应器之前，由无机物酸化所产生的 CO2，在流经气液分离器时由排放口排出;在氧化反应器内，有机物通过燃烧或氧化全部转 化为CO2;在载气的推动下，包含有机物源CO2的气体，通过上部出气口进入脱水器，脱除的 水分由排水口排出;脱除水分后的干燥气体从脱水器流出后，进入离子阱，消除干扰离子 的有机源CO2和纯净的载气随后进入CO2检测器测定CO2的含量;根据用标准溶液标定的标准 曲线，通过数据处理器将CO2含量折算为水样中总有机碳(TOC)的浓度，并由显示器显示、 打印或通过数据传送器直接传送到监测中心的主服务器上，进行数据处理。
本发明的装置将离子阱安装于TOC自动分析仪的CO2检测器前方，可消除海水和高盐废 水中Cl-对CO2检测的干扰，且吸收容量大、作用时间长、更换方便、回收再利用性强。
