[发明专利]水中VOCs吹扫捕集装置及利用该装置的吹扫捕集方法

说明书

本发明公开了一种水中VOCs吹扫捕集装置及利用该装置的吹扫捕集方法，该装置包括混合载气进气口、吹扫管、纯载气进气口、脱水装置、旋风分离器、富集分离装置；所述混合载气进气口与吹扫管一端连接，吹扫管另一端连接有水样进出口和吹扫气体出口并通过三通阀与纯载气进气口和脱水装置连接；所述旋风分离器设置在脱水装置和富集分离装置之间，所述富集分离装置的尾端连接有检测器。本发明的吹扫捕集装置，能够提高吹扫捕集效率，降低载气消耗，缩短时间。通过混合气体进行吹扫，提高VOCs在液体与气体之间的传质速度，增加对水中VOCs的吹扫捕集率，提高VOCs的检出限，能降低水蒸气蒸发量，有利于下一步的去水、捕集和检测。

技术领域

本发明属于分析仪器领域，具体涉及一种水中VOCs吹扫捕集装置及利用该装置的吹扫捕集方法。

背景技术

环境中挥发性有机物(VOCs)带来的污染已引起越来越多的关注，事实上，很多种VOCs是有毒或者致癌的，对生态系统甚至人体都有很大的危害。水中VOCs的主要污染来源很分散，比如工业排放，城市用水以及事故性泄露等，并且VOCs存在于许多产品和生产过程中(如涂料、燃料、石油产品、原材料、溶剂等)，这使得控制此类污染很困难。受到污水处理厂排放和泄露的影响，地下水中VOCs的污染尤为严重。环境水体中挥发性有机物含量低，对其进行直接测定极其困难，须选择合适的样品前处理方法进行分离富集，达到分析仪器的检测限。

吹扫捕集技术运用非常广泛，与色谱分离和质谱检测联用后，常用于测定水体中、土壤及大气中的易挥发性及半挥性发有机物。吹扫捕集以其富集效率高、污染小、操作简便等优点，广泛应用于环境水体VOCs分析，目前是美国环境保护署(US-EPA)推荐标准方法，但目前吹扫捕集仪器多为国外进口仪器，国内尚未有成熟仪器。国外进口仪器价格昂贵，使用成本较高。

吹扫捕集方法的原理，一般是用高纯氮气或者氦气气提吹扫室内的水样或土壤样品，将溶解在土壤或者水中的易挥性发气体吹扫出来，富集至填有活性填料的捕集管中，可常温或者低温进行捕集。吹扫结束后，捕集管瞬间加热，将捕集的待分析气体样解析进入仪器及检测器测定。

现有技术都是通过用纯载气来吹扫捕集，如氮气、氦气等，受到气体性质的影响，从而影响了气泡与液体的传质速率，为后期的去水增加了难度。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种水中VOCs吹扫捕集装置。该吹扫捕集通过使用混合载气能够有效的提高气体与液体之间的传质速度，减少吹扫捕集的时间和载气的消耗量，增加对水中VOCs的吹扫捕集率。

本发明还提供该利用该水中VOCs吹扫捕集装置的吹扫捕集方法。

技术方案：为了实现上述目的，如本发明所述一种水中VOCs吹扫捕集装置，包括混合载气进气口、吹扫管、纯载气进气口、脱水装置、旋风分离器、富集分离装置；所述混合载气进气口与吹扫管一端连接，吹扫管另一端连接有水样进出口和吹扫气体出口并通过三通阀与纯载气进气口和脱水装置连接；所述旋风分离器设置在脱水装置和富集分离装置之间，所述富集分离装置的尾端连接有检测器。

其中，所述混合载气进气口通过第一二通阀与吹扫管连接。吹扫管进气段连接第一二通阀门，通过阀门可以切换到纯惰性载气。

其中，所述混合载气为无机惰性气体与不溶于水的非极性有机气体混合；所述非极性有机气体熔点-5℃～20℃，占混合气体中体积的0.01％～1％。如氮气或氦气与不溶于水的十四烷、十五烷、环己烷等非极性有机气体混合；通过所述混合气体，提高VOCs在液体与气体之间的传质速度。

作为优选，所述吹扫管上设置有一段吹扫段，吹扫段外壁固定有超声发生器。超声发声器的频率范围为20Khz～500MHz。