一種用於汙水中揮發性有機物的採樣系統的製作方法

2023-09-14 07:48:55

本實用新型屬於環境檢測領域，具體的說是一種用於汙水中揮發性有機物的採樣系統。
背景技術：
：VOCs是揮發性有機化合物的簡稱，它具有光化學活性，是形成大氣中PM2.5和臭氧的重要前體物。除了具有環境毒性外，工業源排放的VOCs對人體也有著較大的危害，部分汙染物都是具有致癌性的。一直以來，石化企業作為國家的重要經濟支柱起著不可替代的作用。但是石油行業的發展也給環境帶來了極大的壓力，現階段我們煤煙型汙染等老的問題尚未解決，灰霾等新問題又日益顯現。據統計，2014年京津冀、長三角PM2.5年均濃度分別為93ug/m3、60ug/m3，是全球PM2.5汙染最為嚴重的地區之一。2015年年底，國內又爆發了多區域的「霧霾包城」現象，這些都給我們敲響了警鐘，環境問題已經尤為突出，我們要做好相對應的處理工作。大氣中的VOCs很多是由於VOCs的揮發過程而進入大氣，而水中的VOCs的濃度檢測通常使用的是GC-MS的檢測方法進行檢測，但傳統的採樣方法是直接在排汙口進行採樣，而在傳統的採樣過程中由於排汙口的閃蒸過程會造成部分VOCs的損失。技術實現要素：根據上述不足之處，本實用新型的目的是提供一種用於汙水中揮發性有機物的採樣系統，通過將汙水進行稀釋，並且將溫度和壓力降到正常水平的方法，實現在採樣過程中降低VOCs的損失的目的。為實現上述目的，本實用新型的技術方案在於：一種用於汙水中揮發性有機物的採樣系統，它包括設置在汙水排汙管路上的汙水管路，汙水管路依次與進水閥門、降溫器、稀釋器和出水管路相連，出水管路上設有採樣管路，稀釋器與稀釋水管路相連。優選的是：所述的降溫器包括內部中空的罐體，所述罐體的外壁設有套筒，所述的套筒與罐體外壁之間設有冷卻水管路，所述的罐體內部與汙水管路相連，所述罐體的出水端設有延遲閥門。優選的是：所述罐體設有與罐體內壁相配合的密封器，所述的密封器與推桿相連。優選的是：所述的推桿內部中空且設置在罐體內汙水管路的外周，所述推桿內壁與汙水管路外壁之間設有密封圈。優選的是：所述的密封器與罐體內汙水管路入口之間設有閥門。優選的是：所述密封器外周設有密封圈。優選的是：所述罐體靠近罐體內汙水管路出水口的一端設有儲氣囊。優選的是：所述罐體內設有溫度傳感器。優選的是：所述稀釋器內設有攪拌器。本實用新型還提供一種利用如前所述採樣系統進行採樣的方法，包括如下步驟：A、降溫器內充水：關閉降溫器出口的延遲閥門，用推桿將密封器拉至降溫器靠近出水口的一端，打開汙水管路上的進水閥門，將降溫器的罐體內充入汙水；B、汙水降溫：打開套筒與罐體外壁之間的冷卻水管路，給罐體內的汙水進行降溫；C、稀釋：待汙水降至需要的溫度時，打開延遲閥門和稀釋水管路上的閥門，將汙水在稀釋器內進行稀釋；D、待稀釋過程穩定後，打開採樣管路上的閥門進行採樣。本實用新型的有益效果在於：通過降溫器和稀釋器將汙水降溫和稀釋，將汙水的溫度壓力降到正常水平，同時在密閉的稀釋器內進行稀釋，可以提高有機物的溶解度，避免在傳統採用過程中因為閃蒸而造成有機物的損失，從而影響檢測的不夠準確；本實用新型結構簡單，操作方便，實用性強。附圖說明圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是本實用新型的降溫器的結構示意圖。圖中，1-汙水排汙管路；2-汙水管路閥門；3-進水閥門；4-推桿；5-套筒；6-延遲閥門；7-汙水進樣流量計；8-稀釋器；9-採樣瓶；10-對流冷卻水出口；11-對流冷卻水進口；12-儲氣囊；13-推桿把手；14-稀釋水流量計；15-稀釋水閥門；16-稀釋水管路；17-採樣管路；18-攪拌器；19-汙水管路；20-控制閥門；21-密封器；22-罐體；23-回流管路；24-採樣閥門。具體實施方式下面結合具體實施例對本實用新型做進一步說明。如圖1所示的一種用於汙水中揮發性有機物的採樣系統，包括設置在汙水排汙管路上的汙水管路，汙水管路依次與進水閥門、降溫器、稀釋器和出水管路相連，出水管路上設有採樣管路，稀釋器與稀釋水管路相連。為了使得汙水進入本採樣裝置更為穩定和安全，可以在汙水管路的進口出加設一個汙水管路閥門。採樣管路上設有採樣閥門，通過控制採樣閥門來控制採樣的過程，通過採樣瓶進行採樣。當然，也可以在採樣管路上直接與在先檢測設備相連，實現在線連續分析。進一步的，如圖2所示，降溫器包括內部中空的罐體，罐體的外壁設有套筒，套筒與罐體外壁之間設有冷卻水管路，其中，對流冷卻水進口設置在罐體的下方，對流冷卻水出口設置在罐體的上方，並且對流冷卻水進口和對流冷卻水出口成對角設置，這是為了延長冷卻水在套筒內的時間，使得冷卻更加完全和均勻。罐體內部與汙水管路相連，罐體的出水端設有延遲閥門。延遲閥門的設置特別關鍵，這是為了將冷卻水徹底冷卻後才進入稀釋器，這個在降溫過程中特別關鍵，否則未冷卻徹底的汙水會直接進入稀釋器，達不到稀釋的目的。進一步的，罐體設有與罐體內壁相配合的密封器，密封器與推桿相連，推桿還設有推桿把手，便於操作。密封器的目的是為了將進入降溫器的汙水充滿整個降溫器的罐體，也是為了降溫的完全，否則高溫汙水進入罐體後，會積存在罐體的底部，罐體的上部充滿不了，使得冷卻水的利用率降低，冷卻不完全且不均勻。進一步的，推桿內部中空且設置在罐體內汙水管路的外周，推桿內壁與汙水管路外壁之間設有密封圈。這樣設置是為了防止汙水流入罐體的出水端位置，也會造成冷卻的不完全和不均勻。進一步的，密封器與罐體內汙水管路入口之間設有控制閥門。此處的控制閥門可以是電動閥門，在外部實現控制；也可以是單向閥，當延長門閥打開後，由於控制閥門兩端的壓力差，降溫後的汙水自動衝開控制閥門，實現低溫汙水的輸送。另外，還可以設置成與推桿一起的閥門，通過在罐體外部的推桿把手的轉動，實現此處控制閥門的開閉。進一步的，密封器外周設有密封圈。這樣設置也是為了防止汙水流入罐體的出水端位置，也會造成冷卻的不完全和不均勻。進一步的，罐體靠近罐體內汙水管路出水口的一端設有儲氣囊。此處的儲氣囊是為了推桿在罐體出口端推進的過程中將罐體內部的空氣壓入儲氣囊中，給罐體內原本的空氣一個暫存的空間，否則密封器很難實現移動。進一步的，罐體內設有溫度傳感器。通過溫度傳感器，可以控制降溫器中的汙水溫度，當達到需要的溫度時，方可結束降溫過程。在罐體內部還可以設置攪拌裝置，使得汙水溫度的溫度和均勻，實現溫度傳感器讀數的準確性。進一步的，稀釋器內設有攪拌器。此處的攪拌器是實現稀釋過程中汙水的均勻，防止濃度的不穩定，從而影響檢測結果。本實用新型還提供一種本採樣系統進行採樣的方法，包括如下步驟：A、降溫器內充水：關閉降溫器出口的延遲閥門，打開汙水管路上的進水閥門，將降溫器的罐體內充入汙水；B、汙水降溫：打開套筒與罐體外壁之間的冷卻水管路，給罐體內的汙水進行降溫；C、稀釋：待汙水降至需要的溫度時，關閉汙水管路上的進水閥門，打開延遲閥門和稀釋水管路上的閥門，將汙水在稀釋器內進行稀釋；D、待稀釋過程穩定後，打開採樣管路上的閥門進行採樣。進一步的，在降溫器充水之前，關閉密封器與罐體內汙水管路入口之間的控制閥門，用推桿把手將密封器推至罐體進水端，降溫時，隨著汙水充入罐體，利用水流的壓力將密封器逐漸往罐體出水端推進，同時，罐體內原本的空氣唄壓入儲氣囊中。進一步的，通過設置在罐體下方的對流冷卻水進口進冷卻水，冷卻水包覆在罐體外壁與套筒之間，通過熱交換給罐體內的汙水進行降溫，冷卻水從罐體上方的對流冷卻水出口出水，持續不斷的進行降溫，同時，可以通過罐體內的攪拌裝置，實現罐體內汙水溫度的均一。當罐體內的溫度傳感器顯示的水溫達到想要的溫度時，關閉汙水管路上的進水閥門，打開延遲閥門和稀釋水管路上的閥門，利用推桿把手，打開密封器與罐體內汙水管路進水端位置的控制閥門，將密封器往罐體進水端方向推進，將冷卻水壓進汙水管路，從延遲閥門進入稀釋器中，通過需要稀釋的比例，調節延遲閥門和稀釋水管路的閥門，通過汙水進樣流量計和稀釋水流量計的讀數，計算最終的稀釋比例，實現汙水的稀釋。同時，可以通過稀釋器內的攪拌器，將汙水和稀釋水進行混勻。待稀釋穩定後便可以採樣進行檢測，採樣時，打開採樣管路上的採樣閥門，通過採樣瓶進行採樣。進一步的，採樣管路還可以直接與在先檢測裝置相連，實現在線連續分析。進一步的，採樣管路還可以與回流管路相連，回流管路再與汙水排汙管路相連，將降溫稀釋後的汙水進入汙水排汙管路，省卻了採樣後汙水的處理過程。通過回流管路還可以調節稀釋的穩定性。進一步的，稀釋水可以是蒸餾水，加入蒸餾水可以增加有機物的溶解度，減少正常採樣過程中的閃蒸損失。進一步的，採樣過程不需要進行定容，通過調節稀釋比使水樣得到稀釋，待穩定後進行採樣即可。應用實施例在正常工況下，針對某石化煉廠某高溫帶壓汙水排汙口，利用稀釋器採樣與不利用稀釋器採樣時的數據進行對比分析。在不同時間點進行採樣，測定總有機碳(TOC)含量、不可吹掃有機碳(NPOC)含量和可吹出有機碳(POC)含量，得到以下三張數據表。表1第一次電脫鹽汙水通過採樣系統和不經採樣系統進行採樣的數據水樣及稀釋倍數TOC(ppm)NPOC(ppm)POC(ppm)原水樣760.50721.5039.00採樣系統採樣稀釋5倍788.75731.2557.50採樣系統採樣稀釋10倍849.50803.2546.25採樣系統採樣稀釋20倍805.50709.5096.00採樣系統採樣稀釋40倍806.00716.0090.00常規採樣稀釋5倍738.75722.5016.25常規採樣稀釋10倍740.75709.7531.00常規採樣稀釋20倍743.00696.0047.00常規採樣稀釋40倍788.00723.0065.00表2第二次電脫鹽汙水通過採樣系統和不經採樣系統進行採樣的數據表3第三次電脫鹽汙水通過採樣系統和不經採樣系統進行採樣的數據水樣及稀釋倍數TOC(ppm)NPOC(ppm)POC(ppm)原水樣687.00669.5017.50採樣系統採樣稀釋5倍725.00675.0050.00採樣系統採樣稀釋10倍683.00664.0019.00採樣系統採樣稀釋20倍692.00656.0036.00採樣系統採樣稀釋25倍687.50645.0042.50採樣系統採樣稀釋40倍724.00652.0072.00採樣系統採樣稀釋50倍675.00655.0020.00常規採樣稀釋5倍682.50662.5020.00常規採樣稀釋10倍671.50621.5050.00常規採樣稀釋20倍628.00597.0031.00常規採樣稀釋25倍525.00478.7546.25常規採樣稀釋40倍586.00546.0040.00常規採樣稀釋50倍582.50507.5075.00從上述三張表格可以看出，不管稀釋多少倍，經過採樣系統進行採樣比常規採樣方法得到的TOC、NPOC和POC含量均有不同程度的升高，說明通過本採樣系統進行採樣，可以很好的降低因閃蒸而造成有機物的損失，使得測量的數量更為準確。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp