本實(shí)用新型屬于水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種總磷在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

磷含量是評(píng)價(jià)水質(zhì)好壞的重要指標(biāo)之一，當(dāng)水中磷的含量超過0.01mg/L時(shí)，就可能引起水的富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生，磷在天然水和污水中幾乎都以各種磷酸鹽的形式存在，因此監(jiān)測(cè)何種形態(tài)的磷及用何種方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)是環(huán)保監(jiān)測(cè)行業(yè)的一項(xiàng)重要任務(wù)。以1升水樣中總磷或正磷酸根的含量多少來(lái)標(biāo)示，單位為mg/L。它反映了水體被磷污染的程度。含量越大說(shuō)明水體受磷污染越嚴(yán)重。

現(xiàn)有的總磷檢測(cè)流程一般為樣品采樣-實(shí)驗(yàn)室分析的離線分析模式；實(shí)驗(yàn)室分析方法中的消解方法包括高氯酸消化法、過硫酸鹽消化法、紫外線消解法等，這些方法存在著樣品消解費(fèi)時(shí)費(fèi)力等缺點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)主要包括分光光度法和離子色譜法等，存在操作冗長(zhǎng)、繁瑣，如試劑配制工作量大，其中有些需要現(xiàn)用現(xiàn)配等，不能滿足快速、簡(jiǎn)便的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試要求，無(wú)法勝任突發(fā)性污染事故的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定要求，干擾因素較多。

目前總磷在線監(jiān)測(cè)儀器中，需要通過消解將水中有機(jī)態(tài)磷轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)磷酸鹽，再進(jìn)行分析；國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法對(duì)水樣消解需要高溫、高壓下進(jìn)行，并且消解時(shí)間在半小時(shí)以上，消解過程耗時(shí)耗能，二次污染嚴(yán)重，還存在安全隱患，不適于總磷的現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)和在線監(jiān)測(cè)。

CN201620279101.1公開了一種水質(zhì)總磷在線消解系統(tǒng)，屬于水質(zhì)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)方案，其包括加熱器、用于對(duì)水樣和試劑進(jìn)行紫外光照射的紫外消解器、用于控制水樣和試劑進(jìn)入水質(zhì)總磷在線消解系統(tǒng)的控制閥、用于控制水樣和試劑在水質(zhì)總磷在線消解系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)的驅(qū)動(dòng)泵、以及多條管道；所述加熱器內(nèi)部為加熱腔，所述加熱腔具有兩個(gè)第一進(jìn)出口；所述紫外消解器內(nèi)部為消解腔，所述消解腔具有兩個(gè)第二進(jìn)出口；所述加熱器、驅(qū)動(dòng)泵、紫外消解器和控制閥通過所述管道依序相互串接，以此構(gòu)成閉合的回路。該專利通過加熱消解法與紫外消解法相互結(jié)合，對(duì)于突發(fā)污染仍無(wú)法實(shí)現(xiàn)水質(zhì)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，既無(wú)法保證樣品的監(jiān)測(cè)質(zhì)量，又大大增加環(huán)境監(jiān)測(cè)專業(yè)技術(shù)人員的工作強(qiáng)度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種總磷在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水中總磷的快速、安全和穩(wěn)定的在線分析，對(duì)于突發(fā)污染水質(zhì)能夠?qū)崟r(shí)在線監(jiān)測(cè)，對(duì)提高水質(zhì)分析的分析水平以及減少昂貴分析儀器等具有重要意義。

本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：一種總磷在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括在線光降解池、在線監(jiān)測(cè)單元、控制中心、若干輸液泵及多條管道；所述輸液泵包括第一輸液泵和第二輸液泵；所述在線光降解池與在線監(jiān)測(cè)單元通過第二輸液泵和管道相互連通，所述在線光降解池通過第一輸液泵與待測(cè)水源相互連通；所述在線光降解池、在線監(jiān)測(cè)單元、輸液泵均通過串行通訊數(shù)據(jù)線和信號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與控制中心電性相連；

所述在線光降解池包括降解池池體、攪拌裝置、紫外降解器、催化板和降解池池蓋；

所述紫外降解器通過設(shè)置在降解池池體內(nèi)的卡套懸掛在降解池池體內(nèi)；所述卡套為設(shè)置在降解池池體內(nèi)的不銹鋼網(wǎng)狀框架，通過框架頂部的掛扣固定在降解池池體體內(nèi)側(cè)邊的掛鉤上；

所述攪拌裝置包括攪拌器和攪拌發(fā)生器，所述攪拌器設(shè)置在降解池池體底部，所述攪拌發(fā)生器設(shè)置在降解池池體體外的底部；

所述攪拌發(fā)生器、紫外降解器均通過串行通訊數(shù)據(jù)線和信號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與控制中心電性連接；

所述催化板為二氧化鈦薄板，設(shè)置在紫外降解器的四周。

進(jìn)一步地，所述二氧化鈦薄板表面為二氧化鈦納米管陣列。

所述二氧化鈦薄板根據(jù)實(shí)際的需要可以進(jìn)行大小及形狀的變換，將其折疊成弧形、圓形或其他形狀，可以適當(dāng)?shù)脑黾悠渑c降解液的接觸面積，使得降解時(shí)間相應(yīng)的減少。所述二氧化鈦納米管陣列在二氧化鈦薄板的表面分布均勻，比表面積大，具有很高的量子效應(yīng)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易發(fā)生光腐蝕，耐酸堿性好，對(duì)生物無(wú)毒，滲透性好等優(yōu)勢(shì)，能有效起到光降解有機(jī)磷的性能。

進(jìn)一步地，所述在線光降解池底部設(shè)置有樣品進(jìn)入口和光解液輸出口，所述樣品進(jìn)入口通過第一輸液泵與待測(cè)水源相連，所述光解液輸出口通過第二輸液泵與在線監(jiān)測(cè)單元的光解液輸入口相連；所述第一輸液泵、第二輸液泵與控制中心電性連接。

進(jìn)一步地，所述在線監(jiān)測(cè)單元為一個(gè)檢測(cè)暗箱，所述檢測(cè)暗箱內(nèi)設(shè)置有比色池，所述比色池相對(duì)兩側(cè)分別設(shè)置有發(fā)射光源和光源信號(hào)檢測(cè)器，所述光源信號(hào)檢測(cè)器與光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器相連；所述比色池設(shè)置有光解液輸入口、顯色液輸入口和廢液排出口；所述顯色液輸入口設(shè)置有第三輸液泵，所述廢液排出口設(shè)置有第四輸液泵；

所述發(fā)射光源、光源信號(hào)檢測(cè)器、光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器、第三輸液泵和第四輸液泵均與控制中心電性連接。

進(jìn)一步地，所述輸液泵為蠕動(dòng)泵，即第一輸液泵、第二輸液泵、第三輸液泵和第四輸液泵均蠕動(dòng)泵。

進(jìn)一步地，所述控制中心為外接的PC機(jī)或微型控制器；所述控制中心裝載有可編輯的實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)的軟件。

本實(shí)用新型通過攪拌裝置攪拌下，紫外光和二氧化鈦薄板將樣品中不同價(jià)態(tài)的磷離子和有機(jī)磷進(jìn)行價(jià)態(tài)統(tǒng)一后，有效實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)，解決了有機(jī)物與磷絡(luò)合后影響測(cè)定準(zhǔn)確度的問題，實(shí)現(xiàn)總磷的在線監(jiān)測(cè)自動(dòng)化，減少實(shí)驗(yàn)時(shí)間和成本。

本實(shí)用新型具有以下有益效果：

本實(shí)用新型提供的系統(tǒng)，通過采用催化板—二氧化鈦薄板與紫外降解器發(fā)射的紫外光對(duì)樣品進(jìn)行降解，將有機(jī)磷轉(zhuǎn)化為磷酸鹽，保證降解完全的同時(shí)時(shí)間相應(yīng)減少，保證檢測(cè)的數(shù)據(jù)穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)水體總磷的在線準(zhǔn)確測(cè)量；降解過程中無(wú)需使用其他降解試劑，環(huán)保經(jīng)濟(jì)；集成了光催化降解和在線監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)總磷的在線監(jiān)測(cè)自動(dòng)化，減少實(shí)驗(yàn)時(shí)間和成本。

本實(shí)用新型采用攪拌裝置，實(shí)現(xiàn)降解液的均勻流動(dòng)，使得降解均勻同時(shí)降解速度相應(yīng)增加，保證有機(jī)磷在流動(dòng)中進(jìn)行降解；

采用催化板—二氧化鈦薄板與紫外光的雙重組合進(jìn)行降解，實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)磷的快速降解，無(wú)需使用其他降解試劑，環(huán)保經(jīng)濟(jì)，減少相應(yīng)的環(huán)境污染和試劑的浪費(fèi)；

所述二氧化鈦薄板根據(jù)實(shí)際的需要可以進(jìn)行大小及形狀的變換，將其折疊成弧形、圓形或其他形狀，可以適當(dāng)?shù)脑黾悠渑c降解液的接觸面積，使得降解時(shí)間相應(yīng)的減少。

所述紫外光能有效催化不同價(jià)態(tài)的磷統(tǒng)一為一個(gè)價(jià)態(tài)，利于后續(xù)的在線監(jiān)測(cè)。

本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，在線進(jìn)行檢測(cè)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守情況下進(jìn)行全自動(dòng)處理，檢測(cè)速度快，自動(dòng)簡(jiǎn)便，抗干擾能力強(qiáng)，靈敏度高，線性范圍寬，適合于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，樣品需求量少，成本減少，監(jiān)測(cè)過程高效、經(jīng)濟(jì)。

附圖說(shuō)明

圖1本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例工作原理圖。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明，但實(shí)施例并不對(duì)本實(shí)用新型作任何形式的限定。

實(shí)施例1

如圖1～2所示，本實(shí)用新型提供一種總磷在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括在線光降解池1、在線監(jiān)測(cè)單元2、控制中心3、若干輸液泵及多條管道；所述輸液泵包括第一輸液泵和第二輸液泵；所述在線光降解池1與在線監(jiān)測(cè)單元2通過第二輸液泵和管道相互連通，所述在線光降解池1通過第一輸液泵與待測(cè)水源相互連通；所述在線光降解池1、在線監(jiān)測(cè)單元2、輸液泵均通過串行通訊數(shù)據(jù)線和信號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與控制中心3電性相連；

所述在線光降解池1包括降解池池體、攪拌裝置12、紫外降解器13、催化板14和降解池池蓋11；進(jìn)一步地，所述紫外降解器為筒狀紫外燈。

所述紫外降解器13通過設(shè)置在降解池池體內(nèi)的卡套懸掛在降解池池體內(nèi)。所述卡套為設(shè)置在降解池池體內(nèi)的不銹鋼網(wǎng)狀框架，通過框架頂部的掛扣固定在降解池池體體內(nèi)側(cè)邊的掛鉤上，使降解池池體與降解池池蓋11能蓋合完全，避免光線外泄。

所述攪拌裝置12包括攪拌器和攪拌發(fā)生器，所述攪拌器設(shè)置在降解池池體底部，所述攪拌發(fā)生器設(shè)置在降解池池體體外的底部；所述攪拌裝置12將降解池內(nèi)的液體攪拌流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)降解的均勻和完全，使得降解的磷完全。

所述攪拌發(fā)生器、紫外降解器13均與控制中心3電性連接；所述攪拌裝置12使得樣品在降解池中勻速流動(dòng)，保證降解的均勻性和全面性。

所述催化板14設(shè)置在降解池池體內(nèi)、在紫外降解器13的四周；可以是環(huán)形或扇形圍繞紫外降解器13，也可以是設(shè)置在紫外降解器13的一側(cè)，所述催化板14為二氧化鈦薄板，所述催化板14為鈦薄片經(jīng)過陽(yáng)極氧化法、高溫?zé)Y(jié)后制備而成。所述催化板14表面有陣列管狀的二氧化鈦納米管陣列。所述催化板14根據(jù)降解池或紫外降解器的實(shí)際大小、形狀進(jìn)行相應(yīng)的變動(dòng)，或者將催化板14彎折成弧形、圓形等其他形狀，與待降解的液體的接觸面積擴(kuò)大。所述降解池池蓋11用于密封降解池。所述二氧化鈦納米管陣列在二氧化鈦薄板的表面分布均勻，比表面積大，具有很高的量子效應(yīng)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易發(fā)生光腐蝕，耐酸堿性好，對(duì)生物無(wú)毒，滲透性好等優(yōu)勢(shì)，能有效起到光降解有機(jī)磷的性能。

所述二氧化鈦薄板制備：取一定大小金屬鈦薄片，打磨洗凈后，采用陽(yáng)極氧化法，在甘油-氟化鈉溶液體系中氧化反應(yīng)20分鐘后，去離子水取出洗凈后在500℃的馬弗爐中燒結(jié)4小時(shí)，冷卻，得到表面有納米管陣列的二氧化鈦薄板。

所述在線光降解池1底部設(shè)置有樣品進(jìn)入口15和光解液輸出口16，所述樣品進(jìn)入口15通過第一輸液泵與待測(cè)水源相連，所述光解液輸出口16通過第二輸液泵與在線監(jiān)測(cè)單元2的光解液輸入口24相連；所述第一輸液泵、第二輸液泵與控制中心3電性連接。

所述在線監(jiān)測(cè)單元2為一個(gè)檢測(cè)暗箱，所述檢測(cè)暗箱內(nèi)設(shè)置有比色池21，所述比色池21相對(duì)兩側(cè)分別設(shè)置有發(fā)射光源22和光源信號(hào)檢測(cè)器23，所述光源信號(hào)檢測(cè)器23與光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器(圖中未畫出)相連；所述比色池21設(shè)置有光解液輸入口24、顯色液輸入口25和廢液排出口26；所述顯色液輸入口25設(shè)置有第三輸液泵，所述廢液排出口26設(shè)置有第四輸液泵。所述檢測(cè)暗箱為不透光材料做成，有效防止光外泄，保證在線監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。

所述發(fā)射光源22、光源信號(hào)檢測(cè)器23、光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器、第三輸液泵和第四輸液泵均與控制中心3電性連接。

所述控制中心3為可編程序控制器，可用于設(shè)置紫外降解器13、攪拌裝置12、輸液泵、發(fā)射光源22、光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器的工作時(shí)間，設(shè)置紫外降解器13和發(fā)射光源22的光源強(qiáng)弱、發(fā)射的波長(zhǎng)等，設(shè)置攪拌裝置12的攪拌速率、時(shí)間，設(shè)置輸液泵的功率從而控制進(jìn)液速率、進(jìn)液體積等。

所述降解池池蓋11和降解池池體為不透紫外光材料做成，具有抗紫外的作用，有效防止紫外光外泄。

進(jìn)一步地，所述輸液泵為蠕動(dòng)泵。所述控制中心3可以為外接的PC機(jī)，也可以是與本實(shí)用新型連接的微型控制器；所述控制中心3裝載有可編輯的實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)的軟件。

工作過程：開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，把紫外降解器13通過卡套懸掛于降解池中，固定催化板14，蓋上降解池池蓋11。在控制中心3設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，控制啟動(dòng)紫外降解器13，樣品溶液在第一輸液泵的驅(qū)動(dòng)下通過管道和樣品進(jìn)入口15進(jìn)入降解池，在攪拌裝置12攪拌、催化板14催化與紫外降解器13發(fā)出的紫外強(qiáng)光的協(xié)同降解作用下，樣品中的有機(jī)磷被降解為磷酸根，不同價(jià)態(tài)的磷轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)價(jià)態(tài)，完成控制中心3系統(tǒng)設(shè)置的降解時(shí)間后，降解完成；

第二輸液泵啟動(dòng)，光解液進(jìn)入在線監(jiān)測(cè)單元2中的比色池21中，與此同時(shí)顯色液在第三輸液泵的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)入比色池21，二者混勻進(jìn)行在線顯色反應(yīng)后；控制中心3啟動(dòng)發(fā)射光源22發(fā)出特定波長(zhǎng)的光，光線經(jīng)比色池21部分被吸收，透過的部分被光源信號(hào)檢測(cè)器23接收，光源信號(hào)檢測(cè)器23將檢測(cè)信號(hào)傳輸給光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器，并經(jīng)光電信號(hào)轉(zhuǎn)化后將信號(hào)傳輸給控制中心3，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)比色池21中溶液的吸光度值檢測(cè)，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線的換算，獲得樣品溶液總磷的濃度。

本裝置通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)濃度系列溶液吸光度值的測(cè)定可以擬合定量分析的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程，相關(guān)參數(shù)寫入系統(tǒng)軟件的數(shù)據(jù)分析單元，控制中心將檢測(cè)的樣品的吸光度值與軟件中的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程進(jìn)行比對(duì)后，實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品中總磷濃度的檢測(cè)。

由于水中不同價(jià)態(tài)的磷離子易與其他的陰離子形成螯合物或絡(luò)合物，這些物質(zhì)容易降低化學(xué)氧化還原反應(yīng)的速度，從而使總磷在進(jìn)行檢測(cè)之前的價(jià)態(tài)統(tǒng)一需要消耗很長(zhǎng)的時(shí)間。本實(shí)用新型通過紫外光和二氧化鈦薄板將樣品中不同價(jià)態(tài)的磷離子和有機(jī)磷進(jìn)行價(jià)態(tài)統(tǒng)一后，有效實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)，解決了有機(jī)物與磷絡(luò)合后影響測(cè)定準(zhǔn)確度的問題。

本實(shí)用新型提供的裝置，通過采用催化板—二氧化鈦薄板與紫外降解器發(fā)射的紫外光對(duì)樣品進(jìn)行降解，將有機(jī)磷轉(zhuǎn)化為磷酸鹽，不同的磷價(jià)態(tài)進(jìn)行統(tǒng)一后，保證降解完全的同時(shí)時(shí)間相應(yīng)減少，保證檢測(cè)的數(shù)據(jù)穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)水體總磷的在線準(zhǔn)確測(cè)量；降解過程中無(wú)需使用其他降解實(shí)際，環(huán)保經(jīng)濟(jì)；集成了光催化降解和在線監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)總磷的在線監(jiān)測(cè)自動(dòng)化，減少實(shí)驗(yàn)時(shí)間和成本。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，其中所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。