一种重金属在线监测的前处理装置及前处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及环保器械领域，具体涉及一种重金属在线监测的前处理装置。
【背景技术】
[0002] 重金属造成的环境污染危害日益凸显，是当前亟待妥善解决的突出环境问题。 2002年颁布的《地表水和污水检测技术规范》中将重金属（包括HgXr(VI)、Pb和Cd)列为 国家总量控制指标，并明确提出，总量控制的指标要逐步实现等比例采样和在线监测前处 理。2008-2010年，环保部和卫生部更是将重金属污染防治列为工作重点，多次下文强调要 加强重金属污染防治。2011年初，国务院已正式批复《重金属污染综合防治"十二五"规划》， 因此做好重金属在线监测前处理仪的研发，探讨和改进在线监测前处理的技术和手段，为 污染源环境保护管理提供了大量基础数据和决策依据，也是一项很重要很有益的工作。
[0003] 但污染源水质复杂，需经消解才能测试，目前常用的消解方法是加酸高温高压消 解，消解耗能高，时间长，不安全，而且消解不彻底。或者有些有用臭氧消解，但只是直接鼓 泡消解，消解效率较低。因此，其所得的数据不够准确。除此之外，大部分手段为实验室单 次检测，不能满足实时检测的需要。
[0004] 因此，需要有适用于在线监测的前处理装置。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种重金属在线监测的前处理装置，以解决现有技术中存 在的上述问题。
[0006] 本发明提供的技术方案如下：
[0007] -种重金属在线监测的前处理装置，其特征在于，它包括：
[0008] 臭氧发生器（1)，该臭氧发生器（1)的出口连接三通阀（4);三通阀（4)的一支路 通过管道直接连接至消解杯（11)内的气泡石（10)，另一支路连接一文丘里（5);
[0009] 消解杯（11)，其下半部设第一液位控制器（8)，上半部设第二液位控制器（9);杯 内设有气泡石（10)，底部设排液阀（12);文丘里（5)，其进气口和三通阀（4)连接，进液口 和水样池（6)连接，气液混合出口处连接雾化喷嘴（7);该雾化喷嘴（7)出口和消解杯（11) 连接；用于装消解试剂的消解试剂瓶（15)，其通过电磁阀（14)和蠕动栗（13)和消解杯 (11)连接；
[0010] 无机盐消解试剂，其装于消解试剂瓶（15)内，以及
[0011] 控制单元，其定时控制臭氧发生器（1)工作，使水样进入消解杯，并控制消解试剂 和臭氧进入消解杯对水样进行消解。
[0012] 在本发明的较佳实施例中，三通阀（4)与臭氧发生器（1)的连接管路上分别设流 量表⑵和压力表（3)，所述的控制单元通过流量表⑵和压力表（3)控制臭氧的流量。
[0013] 在本发明的较佳实施例中，还包括一控制单元。
[0014] 在本发明的较佳实施例中，所述的控制单元为PLC。
[0015] 在本发明的较佳实施例中，第一液位控制器（8)和第二液位控制器（9)分别为红 外或电容液位控制器。
[0016] 本发明的又一技术方案为：
[0017] -种重金属在线监测的前处理方法，包括如下步骤：
[0018] a、通过控制单元定时打开臭氧发生器（1)，臭氧作为载气通过文丘里（5)细小管 口形成高速气流，带动水样从水样池（6)通过文丘里管路，在高速气流下水样形成微米级 的液滴；臭氧发生器（1)和文丘里（5)之间设流量计和压力表，将流量和压力信号反馈给控 制单元，控制单元根据反馈的信号调节臭氧发生器（1)工作，使臭氧流量和压力达到设定 的要求；
[0019] b、文丘里（5)的液滴进入消解杯（11)，该消解杯（11)杯壁安装有液位控制器，水 样到达第一液位控制器（8)位置时，第一液位控制器（8)发送信号至控制单元，控制单元发 送信号关闭臭氧发生器（1);
[0020] c、控制单元发送信号至电磁阀（14)和蠕动栗（13)，使这两者工作，输送消解试剂 瓶（15)中的消解试剂至消解杯（11)，液位到达到第二液位控制器（9)位置时，第二液位控 制器（9)发送信号至控制单元，控制单元再发送信号关闭蠕动栗（13)和电磁阀（14);所述 的消解试剂为一种或一种以上的无机盐；
[0021] d、控制单元再一次打开臭氧发生器（1)，切换气路，使臭氧直接进入消解杯（11) 内的气泡石（10)，在消解杯内鼓泡消解；
[0022] e、达到设定时间后，关闭臭氧发生器（1)，消解后的液体通过排液阀（12)排出，进 入检测环节。
[0023] 在本发明的较佳实施例中，步骤a和d中的臭氧流量为10-15ml/min，浓度为 l〇-75mg/L〇
[0024] 在本发明的较佳实施例中，所述的消解试剂为碳酸氢钠、硫酸铵、硫代硫酸钠和过 硫酸氢钾溶液中的至少一种。总浓度优选为l-l〇g/L。
[0025] 在本发明的较佳实施例中，步骤d所述的切换气路通过三通阀（4)进行，该三通 阀一路连接臭氧发生器（1)，另一路连接消解杯（11)内的气泡石（10)，第三路连接文丘里 (5)，该三通阀（4)由控制单元控制切换。
[0026] 由上述描述可知，本发明重金属在线监测的前处理装置以及方法的优点如下：
[0027] 1、以臭氧作为载气通过文丘里缩小管口形成高速气流，带动水样从水样池通过管 路，在高速气流下水样可以形成微米级的液滴，提高臭氧在水中的溶解。结合二次气泡石鼓 泡消解，并在消解试剂的协同作用下可以彻底地消解干扰物质。经过实际检测，本发明经消 解的检测结果和标准方法检测结果有良好的对应关系，其结果偏差小于10%。
[0028] 2、本发明采用的消解试剂为无机盐溶液，与现有技术的酸消解比较，消解更安全。
[0029] 3、采用PLC作为控制单元，可以定时从水样池中抽取水样，实现在线自动监测的 前处理，且全部流程都自动进行。经过前处理的液体可以由在线监测仪器检测，实时得出重 金属含量。
【附图说明】
[0030] 图1为本发明重金属在线监测的前处理装置的结构示意图；
[0031] 图2为本发明重金属在线监测的前处理装置的流程示意图。
[0032] 图中
[0033] 1.臭氧发生器；2.流量表；3.压力表；4三通阀；5.文丘里；6.水样池；7.雾化 喷嘴；8.第一液位控制器I ;9.第二液位控制器2 ;10.气泡石；11.消解杯；12.排液阀； 13.蠕动栗；14.电磁阀；15.消解试剂瓶
【具体实施方式】
[0034] 本发明的具体实施例，参照图1和图2,一种重金属在线监测的前处理装置，它包 括臭氧发生器1，该臭氧发生器1的出口连接三通阀4,三通阀4与臭氧发生器1的连接管 路上分别设流量表2和压力表3。通过流量表2和压力表3可以监测臭氧流量和压力，并将 信号反馈给PLC，PLC根据流量和压力调节臭氧发生器1的工作。
[0035] 还包括一消解杯11，该消解杯11内设有气泡石10,三通阀4的一出口通过管道直 接连接至该气泡石10,另一出口连接一文丘里5的气体，该文丘里5的进气口和该三通阀4 连接，进液口和水样池6连接，气液混合出口处连接雾化喷嘴7。该雾化喷嘴7出口对着消 解杯11。在其它实施例中，水样池6可以直接为排污口等需要监测的取样点。
[0036] 消解杯11上设有位于下半部的第一液位控制器8和位于上半部的第二液位控制 器9,第一液位控制器8用于控制水样加入量，第二液位控制器9用于控制消解试剂加入量。 消解杯11底部设排液阀12。
[0037] 消解试剂瓶15内装有消解试剂，其通过电磁阀14和蠕动栗13