[实用新型]一种基于冷冻浓缩的水体痕量环境污染物富集装置

说明书

本实用新型提供了一种基于冷冻浓缩的水体痕量环境污染物富集装置，包括冷冻头组件(1)、盛放待浓缩样品的容器组件(2)、冷凝器组件、压缩机(4)，其特征在于，所述的冷冻头组件(1)包括多个直径大少逐步减小的冷冻头，每个冷冻头都带有进液管和出液管，所述的盛放待浓缩样品的容器组件(2)包括多个与冷冻头数量相同的容器，容器的口径逐步减小并与多个冷冻头的直径分别对应，所述的多个冷冻头的出液管分别与冷凝器组件的进液口连接，冷凝器的出液口与压缩机(4)的进液口连接，压缩机(4)的出液口分别与多个冷冻头的进液管连接。本实用新型的基于冷冻浓缩的水体痕量环境污染物富集装置节约能源、操作简单、效率高。

技术领域

本实用新型属于水体痕量环境污染物富集实验设备领域，具体涉及一种基于冷冻浓缩的水体痕量环境污染物富集装置。

背景技术

对环境水体中的污染物进行准确的定性和定量是水环境科学各项研究的基础。水体中污染样品基体复杂，污染物种类多且含量很低，前处理方法成为整个研究过程的重要一环，也成为环境分析化学研究的难点和热点之一。

现有的水体痕量环境污染物富集技术，有液相萃取、固相萃取、固相微萃取、顶空法、吹扫捕搜集法、蒸发浓缩和膜浓缩等，这些方法或多或少都有一些缺点。

固相萃取技术虽简便快速，使用溶剂少，对非挥发性有机物回收率高，平行性和重现性好，但若忽略一些重要的细节，则分析结果往往不能达到要求。必须选择适当的固相萃取柱、过柱体积、过柱流速、洗脱溶剂和净化条件，才能得到满意的效果。

蒸发浓缩是最常用的浓缩方法，一般是指通过对溶液进行持续加热，水分子获得足够的能量后，克服溶液内部分子间的吸引力，水分子会汽化从溶液中溢出，减少了溶液中的水分，提高了可溶性固形物含量，完成浓缩过程。但蒸发浓缩不适用于沸点低的环境污染物。专利200420010010.5 所示的用于处理化学样品的蒸发浓缩装置，对于沸点低的环境污染物处理效果不佳，不适合大规模应用。

膜浓缩即非平衡浓缩，其过程类似于过滤，借助天然或人工合成的高分子半透膜，只允许溶剂通过膜层，将溶质截留下来，使得溶液中可溶性固形物含量提高，产品得到浓缩。但膜浓缩所用的膜成本较高，制作复杂，不利于大规模使用。

而冷冻浓缩技术是利用水体中环境污染物凝固点低于水的凝固点，当溶液达到一定过冷度时，水先达到凝固点以冰的形式从溶液中分离出来，同时在结冰过程中将环境污染物排挤出冰体，以实现对环境污染物富集的目的。冷冻浓缩是在溶液冰点以下的低温进行操作，没有经过加热处理，避免了环境污染物的热分解和挥发，处理效果好、运行成本低、运行过程简单，容易被广泛的推广。

目前，冷冻浓缩技术具有两种型式：悬浮结晶法和界面渐进法。冷冻浓缩技术是设备材料低廉、兼具节能和环保的新型水体痕量环境污染物富集技术，针对这一技术，我们提出一种冷冻浓缩实验装置，以解决上述提出问题。

发明内容

本实用新型的发明目的在于提供一种节约能源、操作简单、高效的水体痕量环境污染物富集装置。

本实用新型的具体技术方案是一种基于冷冻浓缩的水体痕量环境污染物富集装置，包括冷冻头组件、盛放待浓缩样品的容器组件、冷凝器组件、压缩机，其特征在于，

所述的冷冻头组件包括多个直径大小逐步减小的冷冻头，每个冷冻头都带有进液管和出液管，

所述的盛放待浓缩样品的容器组件包括多个与冷冻头数量相同的容器，容器的口径逐步减小并与多个冷冻头的直径分别对应，

所述的多个冷冻头的出液管分别与冷凝器组件的进液口连接，冷凝器的出液口与压缩机的进液口连接，压缩机的出液口分别与多个冷冻头的进液管连接。

更进一步地，所述的冷冻头有5个，冷冻头的直径分别是50mm、40mm、 30mm、20mm、10mm，所述的容器5个，容器口径为100mm、80mm、60mm、 40mm、20mm。