一種水中VOCs提取裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種環(huán)境水質(zhì)處理裝置，特別是關(guān)于一種用于對(duì)環(huán)境水體中VOCs進(jìn)行前處理的水中VOCs提取裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]揮發(fā)性有機(jī)污染物(Volatile Organic Compounds, VOCs)是分子量較小、飽和蒸汽壓較高、在常溫下易揮發(fā)的有機(jī)化合物。環(huán)境水體及飲用水中的VOCs —般來(lái)源于化工企業(yè)排放的廢水，污水處理廠的揮發(fā)也是一個(gè)集中來(lái)源，另外，水中的腐殖酸、富里酸及藻類(lèi)代謝產(chǎn)物經(jīng)加氯消毒后也會(huì)產(chǎn)生一些鹵代烴。水體VOCs對(duì)人體健康和環(huán)境安全危害極大，許多種類(lèi)具有“致畸、致癌、致突變”的三致效應(yīng)，能引起“雌性化”，或具有難聞氣味，難于自然降解。而且它們極易從環(huán)境水體中揮發(fā)至空氣中，造成大氣VOCs濃度的升高。
[0003]我國(guó)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)和《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)中有20多項(xiàng)指標(biāo)為VOCs，美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)局(EPA)制定的129種優(yōu)先污染物中VOCs也占到31種。我國(guó)許多城市的水源水及飲用水中都檢測(cè)到了 VOCs的存在，因此急需對(duì)環(huán)境水質(zhì)進(jìn)行提取監(jiān)控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種水中VOCs提取裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝簡(jiǎn)便，成本較低，能有效從水樣中將VOCs分離出來(lái)，且分離效率較高。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種水中VOCs提取裝置，其特征在于:它包括霧化管、圓筒外殼、霧化片、傾斜管路、上端支管、冷凝管、內(nèi)管、下端支管、側(cè)端支管和制冷器；所述霧化管兩端均為開(kāi)口結(jié)構(gòu)，所述霧化管設(shè)置在所述圓筒外殼內(nèi)，所述霧化管底部通過(guò)所述霧化片與所述圓筒外殼底部密封固定，所述圓筒外殼頂部與所述霧化管頂部外壁面密封連接；所述霧化管頂部出口通過(guò)所述傾斜管路與所述上端支管連接，所述上端支管與所述冷凝管頂部、內(nèi)管頂部一體成型，且所述冷凝管設(shè)置在所述制冷器內(nèi)；所述內(nèi)管設(shè)置所述冷凝管內(nèi)形成套管，所述內(nèi)管的入口與所述上端支管連通；所述內(nèi)管底部與所述冷凝管底部具有間隙，所述冷凝管底部與所述下端支管連通；位于所述冷凝管頂部一側(cè)壁設(shè)置有與其連通的所述側(cè)端支管。
[0006]所述霧化管側(cè)壁上平行設(shè)置有下端支管和上端支管，所述下端支管伸入至所述霧化管底部，所述上端支管向所述霧化管內(nèi)輸入氮?dú)廨d氣。
[0007]所述圓筒外殼底部由筒體、底片和蓋片構(gòu)成，所述底片和蓋片通過(guò)螺絲固定連接，所述筒體底部與所述蓋片固定連接；位于所述蓋片中間位置處設(shè)置有一用于安裝硅膠套的容置槽；所述硅膠套內(nèi)設(shè)置有所述霧化片。
[0008]所述圓筒外殼頂部與所述霧化管頂部外壁連接處設(shè)置有硅膠O圈。
[0009]所述制冷器包括鋁塊、制冷片、散熱片和風(fēng)扇；所述冷凝管放置在由隔熱棉包裹的所述鋁塊中，所述鋁塊外部依次設(shè)置有所述制冷片、散熱片和風(fēng)扇。
[0010]所述霧化片采用超聲霧化片。
[0011]本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本發(fā)明采用超聲霧化片將高頻機(jī)械能傳遞給與之接觸的水樣引發(fā)震蕩，霧化時(shí)水面中央會(huì)涌起一股類(lèi)似噴泉的水柱，超聲對(duì)水樣的振動(dòng)以及涌起的水柱對(duì)液面的攪動(dòng)均可加快水中VOCs與水樣的分離。超聲波在將機(jī)械能傳遞給水樣的同時(shí)，也有部分能量轉(zhuǎn)化為熱能加熱水樣，溫度的提高也有助于VOCs的溢出，進(jìn)而有效將水體中的VOCs分離出來(lái)。2、本發(fā)明采用的超聲霧化產(chǎn)生大量霧滴散布在氣相中形成氣溶膠，氣溶膠的形式大大增加了液相與氣相的接觸面積，促進(jìn)了霧滴中的VOCs由液相向氣相分配，實(shí)現(xiàn)氣液的分離，分離效率較高。3、本發(fā)明采用氮?dú)庾鳛檩d氣源源不斷的將VOCs吹離霧化管，可以有效保證水面上方維持較低水平的VOCs濃度。
4、本發(fā)明由于在霧化時(shí)處于負(fù)壓狀態(tài)，因此有效降低了水樣的表面蒸汽壓，提高了 VOCs在氣相中的分配比例。5、本發(fā)明采用的冷凝管能夠冷凝、除去霧化產(chǎn)生的大部分水汽，有效提取水樣中的VOCs。6、由于本發(fā)明采用的超聲霧化屬于物理過(guò)程，因此對(duì)水樣無(wú)污染。本發(fā)明可以廣泛在環(huán)境水質(zhì)處理研宄領(lǐng)域中應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)剖面示意圖；
[0013]圖2是本發(fā)明的霧化管及圓筒外殼剖視圖；
[0014]圖3是本發(fā)明的制冷器側(cè)視剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0016]如圖1、圖2所示，本發(fā)明提供一種水中VOCs提取裝置，其包括霧化管1、圓筒外殼
2、霧化片3、傾斜管路4、上端支管5、冷凝管6、內(nèi)管7、下端支管8、側(cè)端支管9和制冷器。
[0017]霧化管I米用垂直玻璃管，兩端均為開(kāi)口結(jié)構(gòu)；霧化管I設(shè)置在圓筒外殼2內(nèi)，霧化管I底部通過(guò)霧化片3與圓筒外殼2底部密封固定，圓筒外殼2頂部與霧化管I頂部外壁面密封連接。霧化管I頂部出口通過(guò)傾斜管路4與上端支管5連接，上端支管5與冷凝管6頂部、內(nèi)管7頂部一體成型，且冷凝管6設(shè)置在制冷器內(nèi)。內(nèi)管7設(shè)置冷凝管6內(nèi)形成套管，且內(nèi)管7的入口與上端支管5連通；內(nèi)管7底部與冷凝管6底部具有間隙，冷凝管6底部與下端支管8連通。位于冷凝管6頂部一側(cè)壁設(shè)置有與其連通的側(cè)端支管9。
[0018]上述實(shí)施例中，如圖1、圖2所示，霧化管I側(cè)壁上平行設(shè)置有下端支管10和上端支管11，下端支管10伸入至霧化管I底部，用于將水樣輸入霧化管I內(nèi)并保證水樣可以有效在霧化片3上霧化。上端支管11用于向霧化管I內(nèi)輸入載氣，本實(shí)施例中載氣采用氮?dú)狻?br>[0019]上述各實(shí)施例中，圓筒外殼2可以采用鋁材制成，其底部由筒體12、底片13和蓋片14構(gòu)成，底片13和蓋片14通過(guò)螺絲固定連接，筒體12底部與蓋片14固定連接。位于蓋片14中間位置處設(shè)置有一用于安裝硅膠套15的容置槽，通過(guò)硅膠套15將容置槽處的蓋片14與底片13密封。硅膠套15內(nèi)設(shè)置有霧化片3，實(shí)現(xiàn)將霧化片3密封固定在圓筒外殼2底部。
[0020]上述各實(shí)施例中，圓筒外殼2頂部與霧化管I頂部外壁連接處設(shè)置有硅膠O圈16，通過(guò)硅膠O圈16實(shí)現(xiàn)圓筒外殼2與霧化管I密封固定的同時(shí)，還有效緩沖了圓筒外殼2下壓霧化管I的壓力。
[0021]上述各實(shí)施例中，霧化片3可以采用超聲霧化片。
[0022]上述各實(shí)施例中，霧化管I頂部出口與傾斜管路4的連接處采用兩通接頭17連接；傾斜管路4與上端支管5連接處也采用兩通接頭17連接。
[0023]上述各實(shí)施例中，制冷器包括鋁塊18、制冷片19、散熱片20和風(fēng)扇21。冷凝管6放置在由隔熱棉包裹的鋁塊18中，鋁塊18外部依次設(shè)置有制冷片19、散熱片20和風(fēng)扇21，制冷片19與鋁塊18換熱后將熱量傳遞到散熱片20，并通過(guò)風(fēng)扇21散發(fā)至外部。由現(xiàn)有溫控儀控制制冷器工作，使鋁塊18及冷凝管6維持在較低溫度。
[0024]上述各實(shí)施例中，傾斜管路4采用PTFE管，兩通接頭17采用PTFE兩通接頭。
[0025]綜上所述，本發(fā)明在使用時(shí)，載氣通過(guò)上端支管11進(jìn)入霧化管I內(nèi)；同時(shí)水樣經(jīng)下端支管10進(jìn)入霧化管I內(nèi)，并通過(guò)霧化片3將水樣霧化后，與載氣一同經(jīng)傾斜管路4進(jìn)入內(nèi)管7中。氣流經(jīng)內(nèi)管7到達(dá)冷凝管6底部，通過(guò)內(nèi)管7與冷凝管6底部的間隙沿兩管管壁間的間隙折返向上，并由冷凝管6對(duì)氣流進(jìn)行冷凝處理。冷凝后氣流中的VOCs隨載氣經(jīng)側(cè)端支管9排出至外部VOCs監(jiān)測(cè)裝置，氣流冷凝后中形成的液態(tài)水附著在管壁并成股留下，聚集在下端支管8里，進(jìn)樣完畢后被蠕動(dòng)泵抽走排出。
[0026]上述各實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，各部件的結(jié)構(gòu)、尺寸、設(shè)置位置及形狀都是可以有所變化的，在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本發(fā)明原理對(duì)個(gè)別部件進(jìn)行的改進(jìn)和等同變換，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水中VOCs提取裝置，其特征在于:它包括霧化管、圓筒外殼、霧化片、傾斜管路、上端支管、冷凝管、內(nèi)管、下端支管、側(cè)端支管和制冷器； 所述霧化管兩端均為開(kāi)口結(jié)構(gòu)，所述霧化管設(shè)置在所述圓筒外殼內(nèi)，所述霧化管底部通過(guò)所述霧化片與所述圓筒外殼底部密封固定，所述圓筒外殼頂部與所述霧化管頂部外壁面密封連接；所述霧化管頂部出口通過(guò)所述傾斜管路與所述上端支管連接，所述上端支管與所述冷凝管頂部、內(nèi)管頂部一體成型，且所述冷凝管設(shè)置在所述制冷器內(nèi)；所述內(nèi)管設(shè)置所述冷凝管內(nèi)形成套管，所述內(nèi)管的入口與所述上端支管連通；所述內(nèi)管底部與所述冷凝管底部具有間隙，所述冷凝管底部與所述下端支管連通；位于所述冷凝管頂部一側(cè)壁設(shè)置有與其連通的所述側(cè)端支管。
2.如權(quán)利要求1所述的一種水中VOCs提取裝置，其特征在于:所述霧化管側(cè)壁上平行設(shè)置有下端支管和上端支管，所述下端支管伸入至所述霧化管底部，所述上端支管向所述霧化管內(nèi)輸入氮?dú)廨d氣。
3.如權(quán)利要求1所述的一種水中VOCs提取裝置，其特征在于:所述圓筒外殼底部由筒體、底片和蓋片構(gòu)成，所述底片和蓋片通過(guò)螺絲固定連接，所述筒體底部與所述蓋片固定連接；位于所述蓋片中間位置處設(shè)置有一用于安裝硅膠套的容置槽；所述硅膠套內(nèi)設(shè)置有所述霧化片。
4.如權(quán)利要求2所述的一種水中VOCs提取裝置，其特征在于:所述圓筒外殼底部由筒體、底片和蓋片構(gòu)成，所述底片和蓋片通過(guò)螺絲固定連接，所述筒體底部與所述蓋片固定連接；位于所述蓋片中間位置處設(shè)置有一用于安裝硅膠套的容置槽；所述硅膠套內(nèi)設(shè)置有所述霧化片。
5.如權(quán)利要求1?4任一項(xiàng)所述的一種水中VOCs提取裝置，其特征在于:所述圓筒外殼頂部與所述霧化管頂部外壁連接處設(shè)置有硅膠O圈。
6.如權(quán)利要求1?4任一項(xiàng)所述的一種水中VOCs提取裝置，其特征在于:所述制冷器包括鋁塊、制冷片、散熱片和風(fēng)扇；所述冷凝管放置在由隔熱棉包裹的所述鋁塊中，所述鋁塊外部依次設(shè)置有所述制冷片、散熱片和風(fēng)扇。
7.如權(quán)利要求5所述的一種水中VOCs提取裝置，其特征在于:所述制冷器包括鋁塊、制冷片、散熱片和風(fēng)扇；所述冷凝管放置在由隔熱棉包裹的所述鋁塊中，所述鋁塊外部依次設(shè)置有所述制冷片、散熱片和風(fēng)扇。
8.如權(quán)利要求1?4、7任一項(xiàng)所述的一種水中VOCs提取裝置，其特征在于:所述霧化片采用超聲霧化片。
9.如權(quán)利要求5所述的一種水中VOCs提取裝置，其特征在于:所述霧化片采用超聲霧化片。
10.如權(quán)利要求6所述的一種水中VOCs提取裝置，其特征在于:所述霧化片采用超聲霧化片。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種水中VOCs提取裝置，它包括霧化管，霧化管兩端均為開(kāi)口結(jié)構(gòu)，霧化管設(shè)置在圓筒外殼內(nèi)，霧化管底部通過(guò)霧化片與圓筒外殼底部密封固定，圓筒外殼頂部與霧化管頂部外壁面密封連接；霧化管頂部出口通過(guò)傾斜管路與上端支管連接，上端支管與冷凝管頂部、內(nèi)管頂部一體成型，且冷凝管設(shè)置在制冷器內(nèi)；內(nèi)管設(shè)置冷凝管內(nèi)形成套管，內(nèi)管的入口與上端支管連通；內(nèi)管底部與冷凝管底部具有間隙，冷凝管底部與下端支管連通；位于冷凝管頂部一側(cè)壁設(shè)置有與其連通的側(cè)端支管。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，能有效從水樣中將VOCs分離出來(lái)，且分離效率較高，可以廣泛在環(huán)境水質(zhì)處理研究領(lǐng)域中應(yīng)用。
【IPC分類(lèi)】C02F1-36, B01D5-00, C02F1-20
【公開(kāi)號(hào)】CN104761016
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510110114
【發(fā)明人】曾立民, 張曉琳, 張展毅
【申請(qǐng)人】北京大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年3月13日