一种工业废水中有机污染物浓度检测装置的制作方法

本实用新型涉及环境质量检测领域，具体涉及一种用于检测工业废水中有机污染物浓度的检测装置。

背景技术：

我国作为一个工业化强国，各行各业的生产规模不断扩大，在经济社会一片欣欣向荣之时，生态环境却受到了来自工业化的侵害，尤其是大量排放的工业废水给成百上千的河流带来了各种各样的污染，严重威胁了人民的身体健康。水质检测是确保对污水进行有效处理的前提条件，也是评定治污效果的重要方法。

在各类工业废水污染中，有机物污染是最常见的一种污染源。比如造纸行业、人造皮革行业、印染行业等产生的工业废水中，含有大量的有机污染物。而这些有机污染物的浓度高低，反映了水体受还原性污染物污染的程度。为了保护生态环境等公共利益，使排放的污水符合国家规定的标准，相关的环境监测机构已加强监控力度，检测机构必须对废水污染物进行精确的浓度检测。

而现有技术中，对有机污染物的检测主要采用重铬酸钾法或高锰酸钾法，这种方法通常需要人工将废水水样取回，然后再进行检测分析。在检测分析过程中，需要加入一些贵重的化学试剂，检测成本较高且化学试剂会造成二次污染；同时，化学试剂对有机物的氧化速率太慢，导致检测时间过长；另外，这样的检测方式，还存在手工操作繁琐以及水样不易保存的问题，不适合大批量工业废水的检测。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：提供一种用于检测工业废水中有机污染物浓度的检测装置，用于解决现有技术对废水中有机污染物检测存在检测时间长、检测成本高、手工操作繁琐、容易造成二次污染以及不适合大批量工业废水检测的技术问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于检测工业废水中有机污染物浓度的检测装置，包括壳体，所述壳体内部被一废水测量槽分隔为两个独立的紫外光发射空间和紫外光探测空间；所述废水测量槽由高透光材料制成，且内部设置有污水容纳腔；所述污水容纳腔的顶部设置有样品进口，底部设置有样品出口；所述紫外光发射空间设置有向废水测量槽发射紫外光的紫外光发射机构；所述紫外光探测空间内设置有对从废水测量槽透过的紫外光进行探测的紫外光探测机构；所述紫外光探测机构还与一光电转换机构相连接。将本方案所述的检测装置用于污水检测，解决了现有技术对废水中有机污染物检测存在检测时间长、检测成本高、手工操作繁琐、容易造成二次污染以及不适合大批量工业废水检测的技术问题。

进一步地，所述紫外光发射机构从左到右依次包括光源氘灯、聚光透镜以及单色器。现有技术大多采用汞灯作为光源，但汞灯刚刚熄灭的灯芯内，由于气压和温度过高，自由电子移动困难而无法重启，需要等待自然冷却一段时间，会导致工作性能不够稳定。光源氘灯的光谱范围在160～400纳米之间，其满足检测废水有机污染物所需280～300纳米的紫外光。本方案采用的氘灯和现有技术采用的汞灯相比，氘灯具有稳定性强、寿命长的优点，适合用作频繁使用的紫外光源。

进一步地，所述单色器优选为能分离出波长为280～300纳米的单色光的单色器。根据检测有机污染物所需紫外光波长范围，实际检测中根据机污染物的特征波长，选择能分离出特征波长的单色光的单色器。

进一步地，所述紫外光探测机构从左到右依次包括物镜、出射狭缝和紫外光检测器。当紫外光发射机构发出的紫外光穿过废水测量槽后进入物镜，所述物镜将投射光转化为平行光后集中在出射狭缝上，由出射狭缝限制带宽后，通过紫外光检测器检测经样品吸收后的剩余的紫外光。

进一步地，所述紫外光探测机构还包括聚光透镜，所述聚光透镜设置在靠近废水测量槽一方。由于光线经过废水测量槽时，光线在污水中存在杂质情况下，少量的光线会发生散射，所述聚光透镜将被散射的紫外光光汇集，以保证检测精确。

进一步地，所述紫外光探测机构还包括入射狭缝，所述入射狭缝设置在聚光透镜与物镜之间。由于光线经过废水测量槽时，光线在污水中存在杂质情况下，也会产生少量杂散光，为了防止杂散光对检验结果的影响，设置入射狭缝将杂散光阻挡过滤。

进一步地，所述光电转换机构包括从左到右依次电连接的光电传感器、电流/电压转换器，PMT光电倍增器、AD转化器和PLC控制器。紫外光检测器将检测到的光信号传递给光电传感器，所述光电传感器将光信号转化为电流信号传递给电流/电压转换器，所述电流/电压转换器将电流信号转化为电压信号并传递给PMT光电倍增器，所述PMT光电倍增器将微弱的电信号放大到能够进行分析处理后，传递给AD转化器，所述AD转化器将电压信号转换为数字信号后输送给PLC控制器，最后由PLC控制器对数字信号进一步处理，并输出至计算机终端。

进一步地，所述废水测量槽为立方体结构，且由高透光的石英玻璃制成。

由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：本方案所述的检测装置采用纯物理的方法对工业废水中有机物的浓度进行检测，通过废水样品的特征波长吸光度与有机污染物浓度之间的线性关系推算出有机污染物的浓度，具有检测及数据处理速度快，清洗时间短等有益效果；同时，由于采用纯物理检测方式，不会对环境造成二次污染，且检测成本较传统检测方法低。将本方案所述的检测装置用于污水检测，解决了现有技术对废水中有机污染物检测存在检测时间长、检测成本高、手工操作繁琐、容易造成二次污染以及不适合大批量工业废水检测的技术问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例1所述检测装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例1所述紫外光发射机构的结构示意图；

图3是本实用新型实施例1所述紫外光探测机构的结构示意图；

图4是本实用新型实施例1所述光电转换机构的结构示意图；

图5是本实用新型实施例1所述光电转换机构的连接关系图；

图6是本实用新型实施例2所述自动化检测系统的结构示意图；

图7是本实用新型实施例2所述采样箱的结构示意图；

图8是本实用新型实施例2所述过滤箱的结构示意图；

图9是本实用新型实施例2所述调节箱的结构示意图；

图中标记为：1-壳体，2-废水测量槽，3-紫外光发射空间，4-紫外光探测空间，5-第一支撑平台，6-第二支撑平台，7-紫外光发射机构，8-紫外光探测机构，9-光电转换机构，10-采样箱，11-清洗水储存箱，12-过滤箱，13-调节箱，14-污水泵，15-清水泵，16-第一电磁阀，17-第一计量电磁阀，21-样品进口，22-样品出口，71-光源氘灯，72-聚光透镜，73-单色器，81-物镜，82-出射狭缝，83-紫外光检测器，84-入射狭缝，91-光电传感器，92-电流/电压转换器，93-PMT光电倍增器，94-AD转化器，95-PLC控制器，101-第一废水进样口，102-第二清洗水进口，103-排水口，104-溢水口，105-第一废水出样口，106-换气口，121-第二废水进样口，122-第三清洗水进口，123-过滤网，125-第二废水出样口，131-第三废水进样口，132-第四清洗水进口，135-第三废水出样口，161-第二电磁阀，162-第三电磁阀，163-第四电磁阀，164-第五电磁阀，165-第六电磁阀，166-第七电磁阀，167-第八电磁阀，168-第九电磁阀，171-第二计量电磁阀。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

下面结合图附图对本实用新型作详细说明。

实施例1

请参照图1～4所示，一种用于检测工业废水中有机污染物浓度的检测装置，包括壳体1，所述壳体1内部被一废水测量槽2分隔为两个独立的空间，从左到右依次为紫外光发射空间3和紫外光探测空间4。

所述废水测量槽2为高透石英玻璃制成的立方体结构。所述废水测量槽2内部设置有矩形结构的污水容纳腔。

所述污水容纳腔的顶部设置有样品进口21，所述样品进口21上连接有一进样管，所述进样管上通过三通连接头连接有废水输送管和清洗水输送管。所述废水输送管和清洗水输送管末端分别贯穿所述壳体1，伸出壳体1外部。

所述污水容纳腔的底部设置有样品出口22，所述样品出口22上连接有一出样管，所述出样管末端贯穿壳体1底部而伸出壳体1外部。

所述紫外光发射空间3底部设置有第一支撑平台5，所述第一支撑平台5上设置有紫外光发射机构7。

所述紫外光发射机构7从左到右依次包括光源氘灯71、聚光透镜72以及单色器73。光源氘灯71的光谱范围在160～400纳米之间，其满足检测废水有机污染物所需280～300纳米的紫外光。而现有技术大多采用汞灯作为光源，但汞灯刚刚熄灭的灯芯内，由于气压和温度过高，自由电子移动困难而无法重启，需要等待自然冷却一段时间，会导致工作性能不够稳定。本方案采用的氘灯和现有技术采用的汞灯相比，氘灯具有稳定性强、寿命长的优点，适合用作频繁使用的紫外光源。

根据检测有机污染物所需紫外光波长范围，实际检测中根据机污染物的特征波长，选择能分离出波长为280～300纳米的单色光的单色器73。

所述紫外光探测空间4底部设置有第二支撑平台6，所述第二支撑平台6上设置有紫外光探测机构8。

所述紫外光探测机构8从左到右依次包括物镜81、出射狭缝82和紫外光检测器83。当紫外光发射机构7发出的紫外光穿过废水测量槽2后进入物镜81，所述物镜81将投射光转化为平行光后集中在出射狭缝82上，由出射狭缝82限制带宽后，通过紫外光检测器83检测经样品吸收后的剩余的紫外光。

由于光线经过废水测量槽2时，光线在污水中存在杂质情况下，少量的光线会发生散射，同时也会产生少量杂散光。为了防止杂散光对检验结果的影响并保证检测精确，因此，所述紫外光探测机构8还包括聚光透镜72和入射狭缝84。所述聚光透镜72靠近废水测量槽2一方设置，所述入射狭缝84设置在聚光透镜72与物镜81之间。所述聚光透镜72将散射光聚合，所述入射狭缝84去除杂散光。

紫外光检测器83与一光电转换机构9连接。所述光电转换机构9从左到右包括依次电连接的光电传感器91、电流/电压转换器92，PMT光电倍增器、AD转化器94和PLC控制器95。

所述光电转换机构9的工作原理为:紫外光检测器83将检测到的光信号传递给光电传感器91，所述光电传感器91将光信号转化为电流信号传递给电流/电压转换器92，所述电流/电压转换器92将电流信号转化为电压信号并传递给PMT光电倍增器，所述PMT光电倍增器将微弱的电信号放大到能够进行分析处理后，传递给AD转化器94，所述AD转化器94将电压信号转换为数字信号后输送给PLC控制器95，最后由PLC控制器95对数字信号进一步处理，并输出至计算机终端。

同时根据检测需要，可在废水输送管和清洗水输送管设置计量电磁阀，并将所述计量电磁阀与PLC控制器95连接，由PLC控制器95控制进样和清洗。

本方案所述的检测装置，采用纯物理的方法对工业废水中有机物的浓度进行检测，通过废水样品的特征波长吸光度与有机污染物浓度之间的线性关系推算出有机污染物的浓度，具有检测及数据处理速度快，清洗时间短等有益效果；同时，由于采用纯物理检测方式，不会对环境造成二次污染，且检测成本较传统检测方法低。

实施例2

请参照图5～9所示，一种工业废水有机污染物自动化检测装置，包括实施例1所述的检测装置。

所述自动化检测装置还包括采样机构、清洗机构、过滤机构以及调节机构。

所述采样机构包括相互连接的污水泵14和采样箱10。所述采样箱10顶部设置有第一废水进样口101、第二清洗水进口102；所述采样箱10底部设置有排水口103；所述所述采样箱10侧壁顶端设置有溢水口104，侧壁底端设置有第一废水出样口105。所述污水泵14的出水管连接在第一废水进样口101上。

为了使排水更彻底，所述采样箱10底部设置为锥体结构。

所述清洗机构包括相互连接的清水泵15和清洗水储存箱11。所述清洗水储存箱11顶部设置有第一清洗水进口，底部设置有清洗水出口；所述清洗水储存箱11侧壁顶端设置有溢水口104。所述清水泵15连接在清洗水储存箱11的第一清洗水进口上。

所述过滤机构包括过滤箱12和设置过滤箱12中部的过滤网123。所述过滤箱12顶部设置有第二废水进样口121和第三清洗水进口122，底部设置有排水口103；所述过滤箱12侧壁顶端设置有溢水口104，底端设置有第二废水出样口125。

所述调节结构包括调节箱13，所述调节箱13顶部设置有第三废水进样口131和第四清洗水进口132，底部设置有排水口103；所述调节箱13的侧壁底端设置有第三废水出样口135。

所述清洗水储存箱11的清洗水出口分别通过管道与第二清洗水进口102、第三清洗水进口122、第四清洗水进口132和废水测量槽2上的清洗水输送管连接。

所述清洗水出口与第二清洗水进口102之间的管道上设置有第一电磁阀16；所述清洗水出口与第三清洗水进口122之间的管道上设置有第二电磁阀161；所述清洗水出口与第四清洗水进口132之间的管道上设置有第一计量电磁阀17；所述清洗水出口与清洗水输送管之间的管道上设置有第三电磁阀162。

所述采样箱10的第一废水出样口105与所述过滤箱12的第二废水进样口121通过管道连接，所述管道上设置有第四电磁阀163。

所述过滤箱12的第二废水出样口125与所述调节箱13顶部的第三废水进样口131通过管道连接，所述管道上设置有第二计量电磁阀171。

所述调节箱13的第三废水出样口135与废水测量槽2上的废水输送管连接，所述废水输送管上设置有第五电磁阀164。

所述采样箱10底部的排水口103、所述过滤箱12底部的排水口103以及所述调节箱13底部的排水口103上分别设置有排水管，所述排水管上分别设置有第六电磁阀165、第七电磁阀166和第八电磁阀167。

所述废水测量槽2底部的出样管上设置有第九电磁阀168。

由于污水泵14和清水泵15抽水过程中，容易产生气泡并输入系统中，为了便于将所述气泡排出，在所述采样箱10、过滤箱12以及调节箱13顶部还分别设置有换气口106。

所述第一至第九电磁阀168、第一计量电磁阀17以及第二计量电磁阀171分别与所述PLC控制器95通信连接，由PLC控制器95来控制各电磁阀的运行，从而实现自动化检测。

本方案所述的自动化检测装置的工作原理为：工作时，通过PLC控制器95控制，首先打开污水泵14从工业废水排出口或排出管道内抽取废水水样到采样箱10待测；然后打开清水泵15抽取清洗水到清洗水储存箱11待用。打开第四电磁阀163将废水放入过滤箱12过滤，同时打开第六电磁阀165将采样箱10中剩余的废水排尽；然后关闭第四电磁阀163和第六电磁阀165，同时打开第一电磁阀16对采样箱10进行冲洗，打开第二计量电磁阀171使过滤后的废水进入调节箱13中；之后关闭第一电磁阀16和第二计量电磁阀171，并打开第六电磁阀165排出采样箱10中清洗后的废水；接着打开第二电磁阀161对过滤箱12进行清洗，同时打开第一计量电磁阀17加入定量的清洗水对废水进行稀释调节，清洗水加入完毕后关闭第二电磁阀161和第一计量电磁阀17，并打开第七电磁阀166排出过滤箱12中清洗后的废水；待调节混合均匀后，打开第五电磁阀164使废水水样进入检测装置进行吸光度检测；检测之后，关闭第五电磁阀164，打开第九电磁阀168排出废水测量槽2中多余水样，排完后关闭第九电磁阀168，并打开第一计量电磁阀17对调节箱13进行清洗。清洗结束后再次打开第八电磁阀167排出清洁后废水。同时，检测结束后第九打开电磁阀排出检测后水样，排放完毕后关闭第九电磁阀168，然后打开第三电磁阀162对废水测量槽2进行清洗，清洗一定时间后关闭第三电磁阀162，清洗完毕后打开第九电磁阀168排放清洗后废水，排完后关闭第九电磁阀168。检测装置对排放的废水进行吸光度检测后，将光信号转换为数字信号输出，最终根据废水在其特征波长下的吸光度与有机污染物浓度之间的线性关系，计算出有机污染物的浓度，以此判断排放的污水是否符合国家规定的排放标准。

本方案所述的自动化检测装置采用上述所述流程开启检测过程，根据实际检测需要，可往循环操作，实现定期或连续地对排放的污水进行检测和监控，检测效率高，无二次污染，适用于对大批量工业污水进行自动化检测，能为检测单位节约大量的人力成本。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中介媒介简介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。