本发明专利技术提供一种超声波雾化高压放电联合臭氧紫外氧化消解装置，包括超声波雾化反应室、高压放电反应室、臭氧发生器以及３个内有紫外灯的石英螺旋管，其间通过蠕动泵、循环气泵、管线相连。该方法摆脱了实验室传统分析方法的缺点，无需消耗化学氧化剂，操作方便，设备简单小巧，工艺流程简化，成本低，实现了在线连续氧化消解，特别适用于环境水质在线连续检测系统中的水处理。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于水质在线监测的水样氧化消解装置，尤其是一种超声波雾化 高压放电联合臭氧紫外氧化消解装置。
技术介绍
湖泊、水库水体富营养化日趋严重，与水体中氮、磷的含量密切相关。水体中氮、磷 的含量过高，会引起各种水生植物的异常繁殖和生长，太湖、巢湖等地都曾发生过大规模蓝 藻爆发事件。目前对水样中氮磷等物质含量的检测，主要采用实验室人工分析的方法首先选 用某种氧化消解方法，把有机物消解，并把水样中各种价态的待检测元素氧化成统一的最 高价态形式，然后利用各种元素离子对紫外吸收光谱特性的不同，用紫外分光光度计检测 出待测物质含量。其中对水样的氧化消解方法，目前主要有以下两种方法1.添加氧化剂方法(1)添加过硫酸钾法对于水样中总氮的测定，国家标准(GB 11894-89)《水质总氮的测定碱性过硫酸钾 消解紫外分光光度法》(GB 11894-89)中规定，在120°C _124°C的碱性介质条件下，用过硫 酸钾作氧化剂，不仅可将水样中的氨氮和亚硝酸盐氮氧化为硝酸盐，同时将水样中大部分 有机氮化合物氧化为硝酸盐。这种方法需要大量消耗过硫酸钾试剂，对试剂的存储使用难 以控制，操作复杂，效率低下。(2)添加臭氧法臭氧是一种强氧化剂，氧化电势为2. 07V，与有机物反应速度快。臭氧通过曝气或 射流的方法与水样混合，能与水中各种形态存在的污染物质起反应，将复杂的有机物转化 成为简单化合物，并逐步将低价态离子氧化到高价态形式。臭氧在水中的的溶解度较低，难 以充分发挥氧化消解作用。通常所用的高压放电式臭氧发生器产生的臭氧会混有氮氧化合 物，无法用于水质中氮元素检测。(3)添加过氧化氢法过氧化氢是一种无色黏稠的液体，它的水溶液俗称双氧水，也是水处理中常用的 强氧化剂，氧化电势为1. 77V，能氧化水中的无机和有机污染物。过氧化氢化学性质不稳定， 一般以30%或60%的水溶液形式存放，过氧化氢的储藏和使用过程都不容易控制，难以适 用于现场检测。2.电解氧化方法废水电解处理法是废水化学处理法之一种。应用电解的基本原理，使水样中有害 物质通过电解转化成为无害物质以实现净化的方法。废水电解处理包括电极表面电化学作 用、间接氧化和间接还原，以及电絮凝等过程，分别以不同的作用去除废水中的污染物。缺 点在于在处理大量废水时电耗和电极金属的消耗量较大，分离的沉淀物不易处理利用。同 时还会在溶液中产生金属阳离子干扰，难以适用于水质检测。近年来，还出现了一些采用自动化技术设计制造的新型水质分析检测设备，它们 仅仅是在传统的实验室分析方法上加入了自动化的手段，如自动进样，自动采样分析等，但 是这些设备的核心仍然是传统的实验室方法，需要定期添加化学试剂，且易受干扰，稳定性 差，并不能真正脱离人工，实现实时在线氧化消解。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种超声波雾化高压放电联合 臭氧紫外氧化消解装置，特别适用于环境水质在线连续检测系统中的水处理，采用一种超 声波雾化、高压电晕与臭氧、紫外联合作用的氧化方法。按照本专利技术提供的技术方案，所述超声波雾化高压放电联合臭氧紫外氧化消解装 置包括超声波雾化反应室，第二紫外灯固定于超声波雾化反应室的外侧，超声波雾化反应 室的进水口连接第二蠕动泵的出口，超声波雾化反应室的进气口连接循环气泵的出气口， 超声波雾化反应室的雾气出口接至第二石英螺旋管的上端入口，第二石英螺旋管的下端出 口接至高压放电反应室的进水管，高压放电反应室的气体出口利用三通结构接至循环气泵 的进气口和第一石英螺旋管下端开口，第一石英螺旋管下端开口同时还连接至第二蠕动 泵，第一石英螺旋管的上端开口用于注入水样和排出尾气，第一紫外灯悬挂固定于第一石 英螺旋管的螺旋中央，高压放电反应室的水样出口接至第三石英螺旋管的上端开口，第三 石英螺旋管的下端出口接至臭氧发生器的输出端并通过第三蠕动泵导出氧化消解完成后 水样。所述超声波雾化反应室包括石英玻璃反应器，石英玻璃反应器下端连接雾化头并 与雾化头的雾化片之间密封。所述雾化头振动频率1. 65MHz，雾化量300-350ml/H。雾化头的雾化片直径20mm。所述第一石英螺旋管的上端开口通过第一蠕动泵连接注入的水样。所述循环气泵内部管路用硅橡胶涂布。所述高压放电反应室包括玻璃管竖直嵌套在上下两块氟塑料套管中间，玻璃管 的上下两端分别插入一段不锈钢管，两段不锈钢管分别接高压电源正负极，两段不锈钢管 在玻璃管内的部分间距1cm，上不锈钢管的上端为水样进口，下不锈钢管的下端为水样出 口，玻璃套管上端侧壁设有气体出口。两段不锈钢管所接高压电源为直流12KV。所述第一石英螺旋管、第二石英螺旋管、第三石英螺旋管为全透射紫外线石英材 料制成，管内径8-10mm，外径10_12mm，螺旋直径40-50mm，管长240-260mm，共有螺旋15-18 圈。所述臭氧发生器的臭氧产量为700mg/H，气体质量比浓度为20%。本专利技术的优点是该方法摆脱了实验室传统分析方法的缺点，无需消耗化学氧化 剂，操作方便，设备简单小巧，工艺流程简化，成本低，实现了在线连续氧化消解，特别适用 于环境水质在线连续检测系统中的水处理。附图说明图1是本专利技术结构示意图。图2是超声波雾化反应室结构示意图。图3是高压放电反应室结构图。 具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1所示本专利技术包括第一蠕动泵2通过硅胶软管连接至第一石英螺旋管3的 上端开口，用于注入待消解水样1，石英螺旋管3的上端开口同时用于排出尾气15。第一紫 外灯4悬挂固定于第一石英螺旋管3的螺旋中央。第一石英螺旋管3下端开口利用一个三 通结构分别用硅胶管连接至第二蠕动泵5和高压放电反应室9的气体出口 26。第二蠕动泵 5的出口硅胶软管连接至超声波雾化反应室6的进水口 19。超声波雾化反应室6上的雾气 出口 21通过硅胶管接至第二石英螺旋管8的上端入口。第二紫外灯7固定于超声波雾化 反应室6的外侧。第二石英螺旋管8的下端出口接至高压放电反应室9上的进水管22。高 压放电反应室9的气体出口 26利用三通结构接至循环气泵13的进气口。循环气泵13的 出气口接至超声波雾化反应室6的进气口 20。高压放电反应室9的水样出口 27接至第三 石英螺旋管10的上端开口。第三石英螺旋管10的下端出口用三通分别接至臭氧发生器12 和第三蠕动泵11，导出氧化消解完成后水样14。详细说明如下1.石英螺旋管3、8、10为全透射紫外线石英材料制成，管内径8-10mm，外径 10-12mm，螺旋直径 40-50mm，长 240-260mm，共有螺旋 15-18 圈。2.紫外灯4、7为14W单端直型紫外灯。3.蠕动泵2、5、11为0 30ml/min可调速的蠕动泵，流速设定为lml/min。4.超声波雾化反应室6为全透射紫外线石英材料制成，共有三个开口。如图2所 示，石英玻璃反应器16有进水口 19、进气口 20，雾气出口 21，石英玻璃反应器16的下端连 接雾化头并与雾化片17(换能器)之间密封，雾化片17下面的底座18内含振荡电路。所使 用超声波雾化头为市售加湿器用雾化头改造，参数24V AC，480-550mA，振动频率1. 65MHz， 雾化量300-350ml/本文档来自技高网...
【技术保护点】
超声波雾化高压放电联合臭氧紫外氧化消解装置，其特征是：包括超声波雾化反应室（６），第二紫外灯（７）固定于超声波雾化反应室（６）的外侧，超声波雾化反应室（６）的进水口（１９）连接第二蠕动泵（５）的出口，超声波雾化反应室（６）的进气口（２０）连接循环气泵（１３）的出气口，超声波雾化反应室（６）的雾气出口（２１）接至第二石英螺旋管（８）的上端入口，第二石英螺旋管（８）的下端出口接至高压放电反应室（９）的进水管（２２），高压放电反应室（９）的气体出口（２６）利用三通结构接至循环气泵（１３）的进气口和第一石英螺旋管（３）下端开口，第一石英螺旋管（３）下端开口同时还连接至第二蠕动泵（５），第一石英螺旋管（３）的上端开口用于注入水样（１）和排出尾气（１５），第一紫外灯（４）悬挂固定于第一石英螺旋管（３）的螺旋中央，高压放电反应室（９）的水样出口（２７）接至第三石英螺旋管（１０）的上端开口，第三石英螺旋管（１０）的下端出口接至臭氧发生器（１２）的输出端并通过第三蠕动泵（１１）导出氧化消解完成后水样（１４）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨慧中，李清，胡惠新，王鑫，陈刚，陶洪峰，张军军，余晓栋，丁明军，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]
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