[实用新型]一种自动采样并实时监测核心参数的可移动模拟反应器

说明书

本实用新型提供了一种自动采样并实时监测核心参数的可移动模拟反应器，包括进水装置、固定床反应器、水质理化性质在线监测装置和自动采样器，其特征在于：进水装置通过管路将混合后的废水和氧化剂送入固定床反应器，固定床反应器设置多层有机玻璃填充柱，水质理化性质在线监测装置的传感器设置于多层有机玻璃填充柱的壁面，每层的多层有机玻璃填充柱上的两个排水口分别与出水储存罐和自动采样器相连。该方案能够全程记录ZVI反应体系溶解氧、pH值和氧化还原电极电位(ORP)等核心参数变化，并具有定时自动收集样品功能的可移动式模拟反应器。

技术领域

本实用新型涉及水处理领域，更具体地说，涉及一种自动采样并实时监测核心参数的可移动模拟反应器，该一体化模拟装置可以优化零价铁固定床反应器的运行参数、提高还原处理工业废水或地下水中难降解有机物效果。

背景技术

零价铁(Zero Valent Iron,ZVI)技术具有成本低、可循环利用、环境友好等显著优点，被广泛应用于去除水体中染料、有机卤代化合物、农药、硝酸盐和重金属等污染物(Inorganic Chemistry,1995,34(1):28-35；Environmental Science&Technology,1997,31(7):2154-2156；Journal of Hazardous Materials,2012,211-212:112-125.)。其中，铁碳微电解和可渗透反应墙等成熟的ZVI技术分别被用于预处理具有生物毒性的难降解工业废水和修复地下水卤代有机物污染。然而，ZVI在消耗溶解氧发生腐蚀反应过程中引起反应床体中溶液pH值升高、甚至变成碱性溶液(Environmental EngineeringScience 2007,24(4):401-423)，不利于ZVI催化反应进行(公式(1)-(4))，而ZVI表面上包覆一层钝化层显著降低ZVI催化还原反应的处理效率及催化活性。实时监控反应体系溶解氧(DO)、溶液pH值和氧化还原电极电位(ORP)等核心参数变化并及时调整运行参数是至关重要的，有利于更好维护ZVI反应体系并延长使用寿命。专利ZL201320583241.4(申请日期：2013年9月18日；授权公告日：2014年3月5日)提供了一套模拟可渗透墙反应器去除地下水污染的装置，柱状壳体底部开设有入水口、顶部开设有出水口、侧壁开设有取样口(取样口上接有取样插头)。但是，该套系统不能自动定时采样，采用人工采样费时费力、难以完成夜间连续采样工作；也没有详细监控模拟反应器柱体内核心参数变化，无法有效指导渗透墙反应器的运行和调试。

Fe+2H₂O＝Fe²⁺+H₂+2OH^- (1)

2Fe+O₂+2H₂O＝2Fe²⁺+4OH^- (2)

Fe+RCl+H⁺＝Fe²⁺+RH+Cl^- (3)

Fe+3H₂+4H⁺+NO₃^-＝Fe²⁺+NH₄⁺+3H₂O (4)

因此，研发一种自动采样并实时监测核心参数的可移动模拟反应器是亟需解决的瓶颈问题。该模拟反应装置具有的定时自动采样功能可以减少人力成本投入，而且能够详细监控反应器运行状况并优化反应体系参数以延长ZVI体系使用寿命。然而，目前检索暂未发现有自动采样并实时监测零价铁固定床核心参数的可移动式一体化模拟装置的相关专利。

实用新型内容

本实用新型的目的是对铁碳微电解和可渗透墙技术等ZVI反应体系进行过程监控并优化ZVI反应体系DO、pH值和ORP等核心参数，同时实现定时自动收集样品。