一种总汞自动在线快速检测系统及检测方法

技术领域

本发明涉及氯碱、石油化工、天然气等涉汞行业生产含汞废水并需要针对出水进行自动在线监测领域，具体为一种总汞自动在线快速检测系统。

背景技术

汞及其化合物具有很高的毒性和腐蚀性，同时汞具有挥发和迁移性；含汞气田中的汞能在常温常压下会发到空气中，进入空气的汞一部分能在排放源附近的局部地区范围内随降尘、降水沉降到地面和海洋，一部分随着大气全球范围内流动，导致环境污染。世界八大公害事件之一的日本水俣事件就是甲基汞污染食物链所引起的，两万多人受到侵害，病人神经衰弱、痴呆、视力下降、小脑和大脑不同程度受损。人体血液中甲基汞含量超过0.2mg/kg就会出现中毒症状。

近年来随着环保的严格要求，众多涉汞行业如氯碱、石油化工、天然气等针对含汞废水进行处理，处理后废水需要总汞自动在线快速监测，来达到实时监测处理后废水是否达标。传统重金属自动在线监测设备少有涉足汞这种重金属的检测，少有的总汞自动在线监测仪器也存在测量误差大，测量周期长等问题。传统的按照《GB/T 7469-87水质总汞的测定高锰酸钾-过硫酸钾消解法双硫腙分光光度法》需对洁净无悬浮物水样进行消解至少30min以上。

发明内容

本发明的目的是提供一种总汞自动在线快速检测系统，可以快速且准确地针对含汞废水进行监测，量程为0-5mg/L，检测误差不超过±10％或不超过±10％FS，重复性不超过±10％或不超过±10％FS，整个测量周期为25min，通过多手段复合消解模式增加准确度并且实现快速检测及自动监测的目的。

具体技术方案如下：

一种总汞自动在线快速检测系统，包括依次连接的自吸泵、保安过滤器、水样瓶、多通道换向阀、三通电磁阀、高温消解单元、注射泵、光化学检测单元；

所述高温消解单元前端还连接臭氧发生器，内部消解管内设电热丝、惰性电极组；

所述多通道换向阀还分别连接硝酸试剂瓶、硫酸试剂瓶、高锰酸钾试剂瓶、过硫酸钾试剂瓶、盐酸羟胺试剂瓶、亚硫酸钠试剂瓶、双硫腙氯仿试剂瓶、双硫腙洗脱液试剂瓶；

所述高温消解单元内部还设温度传感器，外部设散热风扇。

所述光化学检测单元内部为比色管，比色管的两边分别对应设发光装置及接受装置,可进行吸光度检测。

所述自吸泵的自吸头外部包裹不锈钢网，在取样时，可拦截大颗粒物质。

自吸泵取样液至保安过滤器，通过保安过滤器内置pp棉或活性炭，去除样液中的悬浮物后，至水样瓶；

所述高温消解单元及光化学检测单元均设震荡装置，使消解反应及光化学反应充分均匀。

所述总汞自动在线快速检测系统，还包括反洗系统；反洗水UP水瓶通过立式精密注射泵连接多通道换向阀，再依次连接三通电磁阀、高温消解单元、注射泵、光化学检测单元、废液储罐。

所述废液储罐上设液位传感器，可提醒处理废液储罐中的废液。

所述惰性阳极电极组采用的电极阳极材料为钛基底负载碳、铂、金、钌、钛、铱中的某种或多种化合物涂层2～5μm，电极阴极采用石墨或碳碳复合材料或金刚石的碳基单质或复合材料。

本发明还提供一种总汞自动在线快速检测方法，具体步骤包括：

1)自吸泵通过外部包裹不锈钢网的自吸头从取样池取样液至保安过滤器，通过保安过滤器内置pp棉或活性炭，去除样液中的悬浮物后，至水样瓶；

2)从水样瓶中提取一定量的样液至高温消解单元的消解管，再依次加入硝酸溶液、硫酸溶液、高锰酸钾溶液、过硫酸钾溶液，控制温度为95℃进行消解反应，同时辅以高浓度臭氧辅助消解，启动消解管内惰性电极组进行电极消解；待持续消解时间5-10min后，控制消解管温度至40℃时，再加入盐酸羟胺溶液、亚硫酸钠溶液、双硫腙氯仿溶液，震荡后静置一段时间；

3)提取消解管内适量上层萃取液至光化学检测单元，并加入双硫腙洗脱液震荡后静置一段时间；启动光化学检测单元进行吸光度检测，最终获得检测结果。

本发明集臭氧氧化和电化学氧化消解使其他形态的汞迅速向离子进行转化，保证在10min内消解完全，同时可以去除水中部分有机物，降低对于总汞的测定干扰，进一步地电化学氧化针对样液中色度去除有着极佳的效果，可以进一步减少测定干扰，使检测结果更加准确。

附图说明

图1为本发明中一种总汞自动在线快速检测系统的结构示意图；

具体实施方

为实现以上目的，本发明通过以下工艺方案予以实现：

一种总汞自动在线快速检测系统，包括依次连接的自吸泵P01、保安过滤器OT02、水样瓶B01、多通道换向阀F02、三通电磁阀F04、高温消解单元、注射泵P02、光化学检测单元；

高温消解单元前端还连接臭氧发生器SP1，内部消解管V01内设电热丝OT04、惰性电极组SP2；

多通道换向阀F02还分别连接硝酸试剂瓶B02、硫酸试剂瓶B03、高锰酸钾试剂瓶B04、过硫酸钾试剂瓶B05、盐酸羟胺试剂瓶B06、亚硫酸钠试剂瓶B07、双硫腙氯仿试剂瓶B08、双硫腙洗脱液试剂瓶B09；

高温消解单元内部还设温度传感器OT05，外部设散热风扇OT06。

光化学检测单元内部为比色管V02，比色管V02的两边分别对应设发光装置OT07及接受装置OT08，可进行吸光度检测。

自吸泵P01的自吸头OT01外部包裹不锈钢网，在取样时，可拦截大颗粒物质。

自吸泵P01取样液至保安过滤器OT02，通过保安过滤器OT02内置pp棉或活性炭，去除样液中的悬浮物后，至水样瓶；

高温消解单元及光化学检测单元均设震荡装置OT10。

总汞自动在线快速检测系统，还包括反洗系统；反洗水UP水瓶B10通过立式精密注射泵P03连接多通道换向阀F02，再依次连接三通电磁阀F04、高温消解单元的消解管V01、注射泵P02、光化学检测单元的比色管V02、废液储罐B11。废液储罐B11上设液位传感器OT09，可提醒处理废液储罐B11中的废液。

所述惰性阳极电极组采用的电极阳极材料为钛基底负载碳、铂、金、钌、钛、铱中的某种或多种化合物涂层2～5μm，电极阴极采用石墨或碳碳复合材料或金刚石的碳基单质或复合材料。

实施例

自吸泵P01通过外部包裹不锈钢网的自吸头OT01从取样池取样液至保安过滤器OT02，通过保安过滤器OT02内置pp棉或活性炭，去除样液中的悬浮物后，至水样瓶B01；

启动三通电磁阀F04连通多通道换向阀阀道F02与高温消解单元的消解管V01；

切换多通道换向阀阀道F02，每次从水样瓶B01中提取5ml的样液至高温消解单元的消解管V01；再依次切换多通道换向阀阀道F02，分别从硝酸试剂瓶B02中提取0.2ml的硝酸溶液，从硫酸试剂瓶B03中提取0.3ml的硫酸溶液，从高锰酸钾试剂瓶B04中提取0.5ml的高锰酸钾溶液、从过硫酸钾试剂瓶B05中提取0.1ml的过硫酸钾溶液，均与样液在高温消解单元的消解管V01内混合后，启动电热丝OT04，通过温度传感器0T05，控制温度为95℃进行消解反应，同时启动臭氧发生器SP1产生高浓度臭氧辅助消解，启动惰性电极组SP2产生强氧化性物质(羟基自由基、氧自由基)，使样液中的其他形态汞迅速向离子态汞转化，去除水中部分有机物、COD及色度；待持续消解时间5min后，关闭电热丝OT04、臭氧发生器SP1、惰性电极组SP2；

消解完成后启动散热风扇OT06，并通过温度传感器OT05控制温度至40℃时，关闭散热风扇OT06，依次切换多通道换向阀阀道F02，分别从盐酸羟胺试剂瓶B06中提取0.2ml的盐酸羟胺溶液，从亚硫酸钠试剂瓶B07中提取0.1ml的亚硫酸钠溶液，从双硫腙氯仿试剂瓶B08中提取0.5ml的双硫腙氯仿溶液，均与消解后的样液在高温消解单元的消解管V01内混合，启动消解管V01外部的震荡装置0T10进行震荡2min后静置1min；

启动注射泵P02提取消解管V01内0.2ml的上层萃取液至光化学检测单元的比色管V02，切换多通道换向阀阀道F02以及三通电磁阀F04的通道，从双硫腙洗脱液试剂瓶B09中提取0.3ml的双硫腙洗脱液至光化学检测单元的比色管V02后，启动比色管V02外部震荡装置OT10进行震荡2min后静置1min；启动光化学检测单元的发光装置OT07及接受装置OT08进行吸光度检测，最终获得检测结果，并记录于与光化学检测单元连接的电脑中进行在线监测。其量程为0-5mg/L，检测误差不超过±10％或不超过±10％FS，重复性不超过±10％或不超过±10％FS。

单次检测完成后，开启反洗系统；UP水瓶B10的反洗水通过立式精密注射泵P03、多通道换向阀F02、三通电磁阀F04，依次对高温消解单元的消解管V01、注射泵P02、光化学检测单元的比色管V02进行清洗，清洗后的废液至废液储罐B11；当废液储罐B11的液位传感器OT09检测到需要更新废液储罐B11时进行提醒更换。

连续反洗反洗三次后，再次对水样瓶B01的样液进行在线监测，整个最小测量周期为25min。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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。