[发明专利]可对污染物光催化降解产物进行实时分离及检测的装置

说明书

技术领域

本发明属于污水处理和环境保护技术领域，涉及一种可对污染物光催化降解产物进行实时分离和检测的装置。

背景技术

随着世界经济的迅猛发展，工业化、汽车化和城市化等制造的各种污染物，使得环境受到严重污染，危害了人类的健康，其中最严重是水体污染，大量有毒有害物质流入水体，引起水质下降，毒死水生生物，然而自然降解的自净能力有限，故光催化降解有毒有害物质是很必要的。近几十年来，光催化技术因具有反应条件温和、能耗低、极大的减少了环境污染等突出优点，使得环境得到有效的改善和保护。

开发新型光催化降解仪器是急迫所需。大多数光催化降解仪器装置用到的灯源是固定某种波长的光源，不可更换。中国实用新型专利CN205011533U公开了一种超声-光催化联用反应装置，该装置有效降解有机废水，矿化了大部分有机污染物，且有杀菌消毒的作用，但其灯源不可换且没有对降解的中间产物实时分离及检测；中国实用新型专利CN201325911Y公开了在线监测双膜净水设备，该设备所用的检测仪可实时监测水质，净化的水可直接饮用，但其没有对降解产物进行实时分离；中国实用新型专利CN203513323U公开了一种可循环降解工业废水中高浓度有机物的光催化智能装置，该装置用到了紫外光降解有机物，用UV在线监测，但其灯源不可换也没有对降解产物进行实时分离；中国发明专利CN102151534B，虽然有分离系统(冷凝器和回流管)和检测系统，但是分离系统太过复杂且不易操作，检测系统只用到了气相色谱(GC)，检测不够完善。综上说述，利用GC-MS和紫外实时检测，以及降解产物分离的一体化光催化反应装置至今还没有，因此发明可实时分离和检测降解产物且灯源可换的光催化装置很有必要。本发明的分离装置是柱径可调、长短可换和种类不同的层析柱。柱层析的原理是利用混合物中各组分在某一物质中的吸附、溶解能力或其它亲和作用性能的差异，使混合物的溶液流经这种物质时，进行反复的吸附或者分配等作用，从而将组分分开。柱层析是一种成熟且分离效率很高的分离技术，广泛的应用于实验室和工业上。通过对降解产物的实时分离和检测，可推测污染物的降解机理。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种可对污染物光催化降解产物进行实时分离和检测的装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可对污染物光催化降解产物进行实时分离和检测的装置，其特征在于：所述可对污染物光催化降解产物进行实时分离和检测的装置包括光催化反应瓶、可更换式光源、曝气装置、层析柱以及实时分离和检测装置；所述光催化反应瓶的顶部以及底部分别设置有顶部开口以及底部开口；所述光催化反应瓶的瓶身上设置有气体进口以及气体出口；所述可更换式光源通过光催化反应瓶的顶部开口插入光催化反应瓶中；所述曝气装置通过光催化反应瓶瓶身上的气体进口与光催化反应瓶内部相贯通；所述光催化反应瓶底部开口通过层析柱与实时分离和检测装置相连通。

作为优选，本发明所采用的实时分离和检测装置是气体流量含量检测仪、气相色谱质谱联用仪、紫外可见光光度计或其组合。

作为优选，本发明所采用的实时分离和检测装置是气体流量含量检测仪时，所述气体流量含量检测仪与光催化反应瓶瓶身上的气体出口相连通；所述实时分离和检测装置是气相色谱质谱联用仪和/或紫外可见光光度计时，所述气相色谱质谱联用仪和/或紫外可见光光度计与层析柱的底部相连通。

作为优选，本发明所采用的气体流量含量检测仪包括出气流量计、气体流量计以及二氧化碳测量仪，所述二氧化碳测量仪的灵敏度是0.1ppm，所述二氧化碳测量仪的检测范围0至10000ppm；所述光催化反应瓶瓶身上的气体出口通过出气流量计分别与气体流量计以及二氧化碳测量仪相连通；所述出气流量计与气体流量计之间设置有气体流量阀门；所述出气流量计与二氧化碳测量仪之间设置有二氧化碳测量仪阀门。

作为优选，本发明所采用的层析柱包括层析柱进口以及层析柱出口；所述层析柱进口上设置有分合接口；所述光催化反应瓶的底部开口通过排泄阀门与分合接口相连；所述层析柱出口设置有底部阀门、漏液阀门以及紫外检测阀门和/或气质联用检测阀门；所述底部阀门通过紫外检测阀门与紫外可见光光度计相连；所述底部阀门通过气质联用检测阀门与气相色谱质谱联用仪相连；所述底部阀门与漏液阀门相连通。层析柱可一体化使用，也可拆分单独使用，可换用不同种类(玻璃层析柱、大孔吸附树脂层析柱和有机玻璃层析柱等)、不同柱径、不同长度的层析柱，固定相可以为硅胶、氧化铝等，便于降解物的分离。