一种检测水中总有机碳含量的紫外线催化器

摘要

一种检测水中总有机碳含量的紫外线催化器，包括带有电源线的紫外线灯管、以及具有进水口和出水口的流体通道，流体通道形成的结构包括：钛金属套管的第一端设置有第一固定器，第一固定器设置有进水口，并借助密封圈与钛金属套管密封连接，钛金属套管的第二端设置有第二固定器，第二固定器与钛金属套管密封连接，同时紫外线灯管借助第二固定器居中固定在钛金属套管的内腔中，钛金属套管与紫外线灯管之间的腔室形成具有流体通道的催化室，在钛金属套管的第二端下部设置有出水口。技术效果是采用直接照射法使水中的有机物快速充分氧化转化为无机碳，通过测试无机碳的含量从而推导出有机碳的含量，提高了水中总有机碳含量的测量准确度。

说明书

技术领域

本发明属于水质检测设备技术领域，涉及到一种催化器，特别是一种 检测水中总有机碳含量的紫外线催化器。

背景技术

水体中溶解性和悬浮性有机物含碳的总量，常以总有机碳(TOC)表 示。TOC是一个快速检定的综合指标，它以碳的数量表示水中含有机物的 总量，通常作为评价水体有机物污染程度的重要依据，通过各种氧化方法 (如高温燃烧法，紫外线氧化法，化学氧化法等)将有机物转化成无机碳， 通过测试无机碳的含量从而推导出有机碳的含量。目前常用的紫外线氧化 法所采用的紫外线催化器如图1所示，它是用185nm和254nm的双波长紫 外线灯管照射螺旋玻璃管内的水，使水中的有机物快速氧化转化成无机碳， 但是经过长期的实验，发现这种催化器存在以下缺点：

首先，并非所有的紫外线灯管都能够透射出185nm波长的能量，只有 选择特殊的玻璃才能透出这个波长，所以，双波长的紫外线灯管在紫外线 灯管家族中是极少数特殊用途时才有的；

其次，即便紫外线灯管能够透射出185nm波长的能量，但是想要让 185nm波长的紫外线穿透螺旋玻璃管，对于玻璃的选型和工艺具有很大的 挑战性；

其次，即便是玻璃的材质和工艺都能满足要求，当双波长的紫外线穿 过空气时会使空气发生电离，部分紫外线会被吸收，剩余紫外线照射到螺 旋玻璃管的曲面上时会发生散射效应，波长衰减比较严重，双波长紫外线 的作用明显降低；

最后，螺旋玻璃管比较脆弱，抵抗震动能力较差，不便于运输，而且 体积较大，占用空间较大，连接处非常脆弱，在承受热胀冷缩的过程中很 容易在应力作用下断裂。

以上这些缺点导致螺旋玻璃管内水中的有机物不能快速充分地被氧 化，降低了总有机碳的测量准确度。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的紫外线催化器不能将水中的有机物快 速充分氧化，降低了水中总有机碳含量测量准确度的技术问题，为了解决 这个问题，我们设计了一种检测水中总有机碳含量的紫外线催化器，采用 直接照射法使水中的有机物快速充分氧化转化为无机碳，通过测试无机碳 的含量从而推导出有机碳的含量，提高了水中总有机碳含量的测量准确度。

本发明所采用的具体技术方案是：一种检测水中总有机碳含量的紫外 线催化器，包括带有电源线的紫外线灯管、以及具有进水口和出水口的流 体通道，关键是：所述的流体通道形成的结构包括：钛金属套管的第一端 设置有第一固定器，第一固定器设置有进水口，并借助密封圈与钛金属套 管密封连接，钛金属套管的第二端设置有第二固定器，第二固定器与钛金 属套管密封连接，同时紫外线灯管借助第二固定器居中固定在钛金属套管 的内腔中，钛金属套管与紫外线灯管之间的腔室形成具有流体通道的催化 室，在钛金属套管的第二端下部设置有出水口。

本发明的有益效果是：当水在钛金属套管和紫外线灯管构成的催化室 内流过时，紫外线灯管发出的双波长紫外线不会发生散射和折射造成能量 损失，能量全部作用于水中的有机物，使有机物发生快速充分的氧化转化 为无机碳，提高了水中总有机碳含量的测量准确度。

钛金属套管内壁上设置的二氧化钛辅助催化层，在双波长紫外线的照 射下对于水中的有机物具有强烈的催化作用，可以加速水中有机物的氧化 分解。

紫外线灯管借助第二固定器居中固定在钛金属套管的内腔中，并与钛 金属套管同轴设置，使水均匀分布在紫外线灯管的周围，紫外线灯管采用 单端引出电源线的方式，结构简单，使用方便。

出水口处设置有环状缓冲收集器，催化室内的水在环状缓冲收集器中 收集缓冲，并通过聚四氟乙烯管导出用来进行下一道处理工序。

第一固定器将水从紫外线灯管封口的中心均匀地分配在紫外线灯管周 围，保证水中的有机物被均匀氧化。第一固定器借助氟胶圈与钛金属套管 密封连接。第一固定器和第二固定器采用了不易析出有机成分的材料制造 而成，且基本上很少接受照射参与氧化过程，不会引起测量误差。

这种紫外线催化器可应用于超纯水中有机成分的连续测量，用户可以 更好地了解整个纯水/超纯水系统的运行，降低系统和纯水/超纯水中有机物 污染的风险，有效地提高超纯水的水质，更好地保障后续产品的质量。

附图说明

图1为目前常用催化器的结构示意图。

图2为本发明的剖面图。

附图中，1代表螺旋玻璃管，2代表进水口，3代表紫外线灯管，4代 表出水口，5代表钛金属套管，6代表第一固定器，7代表第二固定器，8 代表催化室，9代表电源线，10代表二氧化钛辅助催化层。

具体实施方式

一种检测水中总有机碳含量的紫外线催化器，包括带有电源线9的紫 外线灯管3、以及具有进水口2和出水口4的流体通道，关键是：所述的流 体通道形成的结构包括：钛金属套管5的第一端设置有第一固定器6，第一 固定器6设置有进水口2，并借助密封圈与钛金属套管5密封连接，钛金属 套管5的第二端设置有第二固定器7，第二固定器7与钛金属套管5密封连 接，同时紫外线灯管3借助第二固定器7居中固定在钛金属套管5的内腔 中，钛金属套管5与紫外线灯管3之间的腔室形成具有流体通道的催化室8， 在钛金属套管5的第二端下部设置有出水口4。

在钛金属套管5的内壁上设置有一层二氧化钛辅助催化层10。

所述的出水口4处设置有环状缓冲收集器。

所述的紫外线灯管3在钛金属套管5中为同轴线定位。

所述的密封圈为氟胶圈。

本发明的工作原理是：如图2所示，在紫外线催化器中，钛金属套管5 借助第一固定器6和第二固定器7定位，同时紫外线灯管3借助第二固定 器7居中固定在钛金属套管5的内腔中，并与钛金属套管5同轴线定位。 紫外线灯管3借助电源线9与电源连接，被测的水经进水口2流入由紫外 线灯管3和钛金属套管5形成的催化室8中，并在紫外线灯管3封口的中 心均匀地流到紫外线灯管3周围，紫外线灯管3发出的双波长紫外线直接 对流过催化室8的水进行照射，使水中的有机物被均匀氧化转化为无机碳， 钛金属套管5内壁上设置的二氧化钛辅助催化层10，在双波长紫外线的照 射下对于水中的有机物具有强烈的催化作用，可以加速水中有机物的氧化 分解。被氧化后的水由设置在钛金属套管5第二端下部的出水口4流出进 行下一道处理工序。