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1、(10)申请公布号 CN 102221497 A (43)申请公布日 2011.10.19 CN 102221497 A *CN102221497A* (21)申请号 201110069993.4 (22)申请日 2011.03.22 G01N 1/44(2006.01) G01N 1/34(2006.01) (71)申请人 湖南力合科技发展有限公司 地址 410013 湖南省长沙市长沙高新技术产 业开发区金鑫大厦 7 楼 (72)发明人 邹雄伟 蔡志 黄凯 杨军 熊春洪 李淑云 童设华 文利群 (74)专利代理机构 北京康信知识产权代理有限 责任公司 11240 代理人 吴贵明 (54) 发。
2、明名称 水样预处理装置 (57) 摘要 本发明提供了一种水样预处理装置， 包括进 水口、 过滤部件和出水口， 再进一步包括加热部 件， 设置在进水口和过滤部件之间， 对水样加热到 预定温度 ； 紫外消解部件， 设置在进水口和过滤 部件之间， 对水样进行紫外消解。 该装置在过滤前 对水样进行加热和紫外消解处理， 使得以固体形 式存在的含磷、 含氮等有机物分解后溶于水， 防止 其被过滤掉， 提高了水样预处理装置的监控测量 的可靠性和客观性 ； 而且由于部分固体有机物充 分溶解， 减少了堵塞情况的出现和清洗的不便， 提 高了过滤的速度。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 。
3、(12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 CN 102221508 A1/1 页 2 1. 一种水样预处理装置， 包括进水口、 过滤部件和出水口， 其特征在于， 还包括 ： 加热部件， 设置在所述进水口和所述过滤部件之间， 对所述水样加热到预定温度 ； 紫外消解部件， 设置在所述进水口和所述过滤部件之间， 对所述水样进行紫外消解。 2. 根据权利要求 1 所述的水样预处理装置， 其特征在于， 进一步包括 ： 控制模块， 控制所述加热部件的加热温度和所述紫外消解部件的紫外消解时间。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的水样预处理装置， 其特征在于， 所述紫外消解部。
4、件包括 ： 消解池(1)， 用于盛放所述水样 ； 紫外汞灯(8)， 设置于所述消解池(1)周围或者设置于 所述消解池 (1) 的内部。 4. 根据权利要求 3 所述的水样预处理装置， 其特征在于， 所述加热部件包括 ： 加热电阻 (6)， 内置于所述消解池 (1) 中或者设置在所述消解池 (1) 的底部或四周。 5. 根据权利要求 3 所述的水样预处理装置， 其特征在于， 还包括 ： 热敏电阻 (7)， 内置于所述消解池 (1) 中， 并感应水样温度 T ； 控制面板 (10)， 用于设定预设加热温度 T0和预设紫外消解时间 ； 所述控制模块与所述热敏电阻(7)连接， 接收感应的所述水样温度T。
5、， 当T小于T0， 则对 所述加热电阻 (6) 执行加热指令， 当 T 大于 T0， 则对所述加热电阻 (6) 执行停止加热指令， 以使得温度保持在所述预设加热温度 T0； 所述控制模块， 通过定时器控制所述紫外消解部件的紫外消解时间。 6. 根据权利要求 5 所述的水样预处理装置， 其特征在于， 所述控制模块还通过所述控 制面板 (10) 的清洗按键来进行管路清洗。 7. 根据权利要求 3 所述的水样预处理装置， 其特征在于， 所述过滤部件包括 ： 第一抽滤泵 (3)， 与所述消解池 (1) 相连 ； 开关 (5)， 与所述第一抽滤泵 (3) 相连 ； 水样微孔过滤器 (2)， 设置有滤膜，。
6、 并且与所述开关 (5) 相连 ； 第二抽滤泵 (4)， 与所述水样微孔过滤器 (2) 相连。 8.根据权利要求4所述的水样预处理装置， 其特征在于， 所述加热电阻(6)为U型加热 电阻丝。 9.根据权利要求7所述的水样预处理装置， 起特征在于， 所述第一抽滤泵(3)和第二抽 滤泵 (4) 可以为蠕动泵、 隔膜泵、 真空抽滤泵或者空压机。 10. 根据权利要求 2 所述的水样预处理装置， 其特征在于， 所述控制模块采用蓄电池供 电或者室电供电。 权 利 要 求 书 CN 102221497 A CN 102221508 A1/4 页 3 水样预处理装置 技术领域 0001 本发明涉及水处理领域。
7、， 尤其涉及一种水样预处理装置。 背景技术 0002 随着全球坏境的不断恶化， 环境污染越来越来严重， 尤其是水体的污染十分严重。 水是生命之源， 目前饮用水的质量问题以及江、 河、 湖、 海水的污染到各个国家的重视。 为了 贯彻实施科学发展观实现可持续发展， 为了应对环境突发事故， 需要严格的水样监测系统。 其中水样预处理是水样监测系统的一个重要环节。 0003 目前， 水样预处理装置采用过滤部件来对水样中的固体物质进行过滤， 过滤部件 可以采用双泵过滤、 单泵过滤或者真空过滤等方式。所采用的抽滤泵可以为蠕动泵、 隔膜 泵、 真空抽滤泵或者空压机等等， 但是此类装置只是简单的对水样进行过滤处。
8、理， 而在要测 量水样中总氮、 总磷浓度时， 一部分含磷、 含氮等有机物是以固体方式存在， 用传统的方法 过滤时很容易被过滤掉。这样导致测量结果不准确， 不客观。原有的水样预处理装置过滤 时间液较长， 容易堵塞， 造成清洗不方便， 而且体积大、 功耗大， 携带十分不便。 发明内容 0004 针对现有技术中测量不准确的问题， 本发明提供了一种水样预处理装置。 0005 为此， 本发明提供了一种水样预处理装置， 包括进水口、 过滤部件和出水口， 还包 括 ： 加热部件， 设置在进水口和过滤部件之间， 对水样加热到预定温度 ； 紫外消解部件， 设 置在进水口和过滤部件之间， 对水样进行紫外消解。 0。
9、006 进一步地， 包括控制模块来控制加热部件的加热温度和紫外消解部件的紫外消解 时间。 0007 进一步地， 紫外消解部件包括 ： 消解池， 用于盛放水样 ； 紫外汞灯， 设置于消解池 周围或者设置于消解池的内部。 0008 进一步地， 加热部件包括加热电阻， 内置于消解池中或者设置在消解池的底部或 四周。 0009 进一步地， 还包括 ： 热敏电阻， 内置于消解池中， 并感应水样温度 T ； 控制面板， 用 于设定预设加热温度 T0和预设紫外消解时间 ； 控制模块与热敏电阻连接， 接收感应的水样 温度 T， 当 T 小于 T0， 则对加热电阻执行加热指令， 当 T 大于 T0， 则对加热电。
10、阻执行停止加热 指令 ； 控制模块还通过定时器控制紫外消解的紫外消解时间。 0010 进一步地， 控制模块还可以通过控制面板的清洗按键来进行管路清洗。 0011 进一步地， 过滤部件包括 ： 第一抽滤泵， 与消解池相连 ； 开关， 与第一抽滤泵相连 ； 水样微孔过滤器， 设置有滤膜， 并且与开关相连 ； 第二抽滤泵， 与水样微孔过滤器相连。 0012 进一步地， 加热电阻为 U 型加热电阻丝。 0013 进一步地， 第一抽滤泵和第二抽滤泵为蠕动泵、 隔膜泵、 真空抽滤泵或空压机。 0014 进一步地， 控制模块采用蓄电池供电或者室电供电。 说 明 书 CN 102221497 A CN 102。
11、221508 A2/4 页 4 0015 本发明提供的水样预处理装置， 实现了如下的优点 ： 0016 (1) 在过滤前对水样进行加热和紫外消解处理， 使得以固体形式存在的含磷、 含氮 等有机物分解后溶于水， 防止其被过滤掉， 提高了水样预处理装置的监控测量的可靠性和 客观性 ； 0017 (2) 由于部分固体有机物充分溶解后， 减少了堵塞情况的出现和清洗的不便， 提高 了过滤的速度 ； 0018 另外， 本发明提供的水样预处理装置采用精确的自动控温和控时， 提高了预处理 效率， 缩短了水样预处理周期 ； 整个装置结构简单， 控制模块可采用蓄电池供电， 携带方便。 0019 除了上面所描述的目。
12、的、 特征和优点之外， 本发明还有其它的目的、 特征和优点。 下面将参照图， 对本发明作进一步详细的说明。 附图说明 0020 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解， 本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明， 并不构成对本发明的不当限定。在附图中 ： 0021 图 1 示出了根据本发明实施例的水样预处理装置的双泵过滤的结构示意图 ； 0022 图 2 示出了根据本发明实施例的水样预处理装置的单泵过滤的结构示意图 ； 0023 图 3 示出了根据本发明实施例的水样预处理装置的真空过滤的结构示意图 ； 0024 图 4 示出了根据本发明实施例的水样预处理装置的控制关系示意图 。
13、； 以及 0025 图 5 示出了根据本发明实施例的水样预处理装置的控制面板示意图。 具体实施方式 0026 以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明， 但如下实施例以及附图仅是用以 理解本发明， 而不能限制本发明， 本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。 0027 图 1 示出了根据本发明实施例的水样预处理装置的双泵过滤的结构示意图。如图 1 所示， 水样预处理装置包括进水口、 过滤部件和出水口， 还包括 ： 加热部件， 设置在进水口 和过滤部件之间， 对水样加热到预定温度 ； 紫外消解部件， 设置在进水口和过滤部件之间， 对水样进行紫外消解。 0028 例如在进行总氮的检测中，。
14、 要在 120 124碱性介质环境中进行， 加入过硫酸 钾氧化剂， 将水样中氨、 铵盐、 硝酸盐以及大部分有机氮化合物氧化成硝酸盐后， 以硝酸盐 氮的形式采用气相分子吸收光谱法进行总氮的测定。这样就需要对水样加热到一定的温 度， 并且采用一定强度的紫外光照射， 一定强度的紫外光对含氮有机物转化为硝酸根起催 化作用， 促进了含氮固定物的溶解， 防止其被过滤掉， 提高了水样预处理装置的监控测量的 可靠性和客观性。 0029 如图 1 所示， 其中过滤部件包括第一抽滤泵 3， 与消解池 1 相连 ； 开关 5， 与第一抽 滤泵3相连 ； 水样微孔过滤器2， 设置有滤膜， 并且与开关5相连 ； 第二抽。
15、滤泵4， 与水样微孔 过滤器2相连， 水样经过过滤后通过出水口流到水样采集杯9。 水样微孔过滤器2采用不锈 钢材质， 其滤膜过滤精度可以根据要求更换， 选择不同孔径的滤膜， 也可以采用一次性过滤 膜， 过滤结束后只需将过滤器的螺帽拧下就可以很方便的更换滤膜了， 第一抽滤泵 3、 第二 抽滤泵 4 和水样微孔过滤器 2 都固定在安装面板上。 说 明 书 CN 102221497 A CN 102221508 A3/4 页 5 0030 图 2 示出了根据本发明实施例的水样预处理装置的单泵过滤的结构示意图 ； 图 3 示出了根据本发明实施例的水样预处理装置的真空过滤的结构示意图 ； 如图 2 所示。
16、， 单泵 过滤结构和双泵过滤结构基本类似， 只是只采用了一个抽滤泵31来进行过滤。 如图3所示， 真空过滤是将一个抽滤泵 32 置于开口密封的水样采集杯 9 旁边， 一端置于水样采集杯 9 之 中， 另外一端与大气相通。 0031 双泵过滤和单泵过滤的抽滤泵为蠕动泵， 也可以为隔膜泵、 真空抽滤泵或者空压 机， 真空过滤的抽滤泵优选为真空抽滤泵， 但也可以为蠕动泵、 隔膜泵或者空压机。虽然过 滤部件的结构形式和采用的抽滤泵的类型会根据实际应用有所改变， 但都应该在本发明的 保护范围之内。 0032 其中， 紫外消解部件包括消解池 1， 用于盛放水样， 消解池 1 选择玻璃材质的， 要求 透光性。
17、强、 耐热、 耐紫外照射和耐腐蚀， 消解池 1 的瓶口口径可以根据要求调整大小， 也可 以根据需要用磨口玻璃塞密封 ； 紫外汞灯 8， 设置一盏或者多盏环绕于消解池 1 周围， 也可 以设置在消解池 1 内部， 尽可能的提高水样紫外消解率。加热部件包括加热电阻 6， 内置于 消解池 1 中， 可以采用 U 型加热电阻丝， 使得加热时间缩短， 耗能降低， 加热部件 6 也可以设 置在消解池 1 的底部或四周。在实际工作中， 可以选择设置 4 台紫外汞灯 8 环绕消解池 1 周围和 2 个 U 型加热电阻丝 6 内置于消解池 1 内。因为紫外线对人体有害， 所以玻璃样品 预处理装置消解池 1 要遮。
18、光封闭工作。 0033 水样预处理装置还包括控制模块来控制加热部件的加热温度和紫外消解部件的 紫外消解时间， 图 4 具体示出了根据本发明实施例的水样预处理装置的控制关系示意图。 热敏电阻 7， 内置于消解池 1 中， 便于温度的精确检测和控制， 感应水样温度 T ； 控制面板 10， 用于设定预设加热温度 T0和预设紫外消解时间 ； 控制模块与热敏电阻 7 连接， 接收感应 的水样温度 T， 当 T 小于 T0， 则对加热电阻 6 执行加热指令， 当 T 大于 T0， 则对加热电阻 6 执 行停止加热指令， 以使水样保持在预设加热温度 T0； 控制模块还通过定时器控制紫外消解 部件的紫外消解。
19、时间。控制模块还可以通过控制面板 10 的清洗按键来进行管路清洗。 0034 其中， 热敏电阻 7、 加热电阻 6 和紫外汞灯 8 分别通过导线与控制面板 10 相连， 来 实现加热温度和消解时间的精确控制。加热电阻 6 和热敏电阻 7 分别要从消解池 1 侧面打 孔穿过消解池1， 此时要有硅胶密封， 放置漏液。 热敏电阻7可以为铂电阻， 控制模块采用蓄 电池进行供电， 也可以室内供电， 并且两种供电模式可以切换。 蓄电池一般满电后可以持续 工作 4 个多小时， 再加上本装置质量较轻， 体积较小， 所以携带方便， 可以能在较长时间在 野外处理紧急事件。 0035 图 5 示出了根据本发明实施例。
20、的水样预处理装置的控制面板示意图。在工作过程 中， 取水样注入玻璃样品预处理容器消解池 1 中， 接着进行加热温度和加热时间的预设， 如 图 5 所示， 通过控制面板 10 的按键 12 设置好紫外消解时间分钟、 加热温度摄氏度， 同时在 控制面板 10 的四位数码管 11 上显示设置的参数， 四位数码管 10 的显示位从左至右分别是 设置时间的十位， 设置时间的个位， 设置温度的十位， 设置温度的个位。设置完成之后按下 按键 12 中的 ENTER 键， 此时紫外汞灯 8 和加热电阻 6 开始工作， 这时候四位数码管显示的 从左至右分别是紫外消解时间的十位， 紫外消解时间的个位， 当前检测温。
21、度的十位， 当前检 测温度的个位。通过上述控制模块的控制原理， 水样将一直保持在设定的温度下进行加热 和紫外消解， 经过预设的时间后将会自动停止。加热和消解完成后， 打开第一抽滤泵 3 和第 说 明 书 CN 102221497 A CN 102221508 A4/4 页 6 二抽滤泵 4 开始水样的过滤处理。消解池 1 出水后接抽滤泵 3 的入水口， 再由第一抽滤泵 3 的出水口经过开关 5 到水样微孔过滤器 2 的入口， 再由水样微孔过滤器 2 的出口到第二 抽滤泵 4 的进水口， 最后由抽滤泵 4 的出水口到水样采集杯 9 采集， 最后得到比较清澈的水 样。 通过这一系列的处理之后得到的。
22、水样使得含磷、 含氮等有机物尽可能的溶解， 放置被过 滤掉， 并且杂质也得到了充分的过滤， 使得检测结果更科学、 更准确。 0036 本装置管路清洗也比较方便， 过滤流程结束后， 关闭开关 5， 接着拧下水样微孔过 滤器2的螺帽取出滤膜再把螺帽拧紧， 在玻璃样品预处理容器消解池1中注入蒸馏水， 打开 开关 5， 在控制面板 10 按下 CLR 键后， 控制模块将会提供给第一抽滤泵 3 打开指令， 第一抽 滤泵3开始工作， 不停地由消解池1注入蒸馏水通过下面的管道， 直到达到清洗的效果后再 次按下清洗键， 清洗结束。 0037 虽然我们在这里只对于双泵结构的工作流程进行了详细的阐述， 但是此工作。
23、流程 对于单泵过滤同样适合， 而对于真空过滤而言， 只是在此过程中， 在管路没有采用抽滤泵， 而是将抽滤泵 32 置于水样采集杯 9 一侧， 采用抽滤泵将水样采集杯 9 中的气体不断抽出， 使得水样采集杯 9 中压强低于外部压强， 促使水样向下流动。 0038 从以上的描述中， 可以看出， 本发明上述的实施例实现了如下技术效果 ： 0039 (1) 在过滤前对水样进行加热和紫外消解处理， 使得以固体形式存在的含磷、 含氮 等有机物分解后溶于水， 防止其被过滤掉， 提高了水样预处理装置的监控测量的可靠性和 客观性 ； 0040 (2) 由于部分固体有机物充分溶解后， 这样进行过滤的更加充分， 而。
24、且减少了堵塞 情况的出现和清洗的不便， 提高了过滤的速度 ； 0041 另外， 本发明提供的水样预处理装置采用精确的自动控温和控时， 提高了预处理 效率， 缩短了水样预处理周期 ； 整个装置结构简单， 控制模块可采用蓄电池供电， 携带方便。 0042 以上仅为本发明的优选实施例而已， 并不用于限制本发明， 对于本领域的技术人 员来说， 本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 102221497 A CN 102221508 A1/3 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102221497 A CN 102221508 A2/3 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 102221497 A CN 102221508 A3/3 页 9 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 102221497 A 。