便携式BOD快速检测仪制造技术

本实用新型专利技术涉及一种便携式BOD快速检测仪，属于废水处理技术领域，包括箱体，还包括数据采集装置、消解装置和供电装置；消解装置包括存放空腔以及硅胶加热板、半导体制冷装置和循环风扇；供电装置包括蓄电池与太阳能电池板；微生物燃料电池包括电池外壳，阳极内腔和阴极内腔底面相互贴合，中间设有质子膜，阴阳极内腔上设加液口；接线端子与阳极内腔、阴极内腔及外电阻连接成回路，通过数据采集卡采集微生物燃料电池的输出电压至数据采集装置，完成数据的转化、保存及输出到显示屏；通过计算得到BOD值，显示并保存测试结。本实用新型专利技术将BOD检测时间从传统的5天减少到10min，而且检测的准确度≥90％，精密度RSD≤5％。

【技术实现步骤摘要】
便携式BOD快速检测仪
本技术属于废水处理
，涉及一种便携式BOD快速检测仪。
技术介绍
污水复杂体系中可生化降解有机物的多寡直接反映了污水的可生化性，在水污染控制和水环境管理的科学研究等诸多领域有重要的用途。生化耗氧量是“生物化学需氧量”的简称。常记为BOD(BiochemicalOxygenDemand)，是指在一定期间内，微生物分解一定体积水中的某些可被氧化物质，特别是有机物质所消耗的溶解氧的数量。以毫克/升或百分率、ppm表示。它是反映水中有机污染物含量的一个综合指标。如果进行生物氧化的时间为五天就称为五日生化需氧量(BOD5)，相应地还有BOD10、BOD20。BOD是水污染控制科学研究的常用指标。目前，主流的废水处理技术仍是生物处理方法；以实际应用为目标的废水生物处理新工艺、功能菌种、颗粒物、反应器等方面的创新研究至今方兴未艾。为验证这些研究结果的实用价值，还特别需要中试规模或现场试验研究，从而构建出适用于大规模的废水处理工程的最优方案。在这些不同规模的研究过程中，只有采用BOD的含量来评价废水的可生化程度以及有机污染的去除效果，才更加贴近实际问题。BOD作为表征水体可生化性的指标，对于推动水环境管理的科学研究还具有重要作用。它可以直接用来反映水体的自净能力，对于相关水资源管理策略、水环境管理标准和规范以及生态风险控制方面的研究，都具有基础性的作用。然而，一个多世纪以来，国际上普遍采用水中生化需氧量BOD来间接表征BOD的含量。其检测方法存在几大缺陷，分别是测定时间长、结果误差大、不便于野外考察携带和应急检测，从而长期严重制约着水污染控制及水环境管理科学研究的深度发展。针对传统BOD检测的滞后性，有必要设计出一种既能快速精准检测又能便于携带的BOD快速测定仪；检测仪设计首先要解决的问题是快速测定BOD值，既要精准的检测出水样BOD值，又要便于携带，而且适合野外考察和应急检测，解决传统BOD检测方法的测定时间长、结果误差大、不便于野外考察携带和应急检测等问题，对于推动水污染控制和水环境管理科学研究有重要意义。
技术实现思路
污水中各种有机物得到完会氧化分解的时间，总共约需一百天，为了缩短检测时间，一般生化需氧量以被检验的水样在20℃下，五天内的耗氧量为代表，称其为五日生化需氧量，简称BOD5。有鉴于此，本技术的目的在于提供一种便携式BOD快速检测仪，检测对象为所有受污染水体，浓度检测范围(对照传统的BOD指标)为2-200mgL-1。样品的检测时间为10min，检测的准确度≥90％，精密度RSD≤5％，微生物燃料电池MFC核心器件的连续工作寿命大于18个月。为达到上述目的，本技术提供如下技术方案：一种便携式BOD快速检测仪，包括箱体，所述箱体内设有数据采集装置、消解装置和供电装置，所述数据采集装置包括设置在箱体上的显示屏、数据采集卡和接线端子；所述消解装置用于存放微生物燃料电池，所述消解装置包括设置在箱体内的存放空腔，以及设置在箱体一侧，用于为消解装置制造恒温环境的硅胶加热板、半导体制冷装置和循环风扇；所述供电装置包括设置在箱体内的蓄电池，以及设置在箱体一侧，与蓄电池连接的太阳能电池板；所述微生物燃料电池包括电池外壳，所述电池外壳内设有微生物燃料电池的阳极内腔和阴极内腔，所述阳极内腔与阴极内腔的底面相互贴合，且中间设有质子膜，阳极内腔上与阴极内腔相对的一侧设有封闭的阳极挡板，阴极内腔上与阳极内腔相对的一侧设有具有通孔的阴极挡板，所述阳极内腔和阴极内腔的上端设有加液口，用于向阳极内腔和阴极内腔中添加阴阳极液或样品；所述阳极内腔内设有用于导电和反应的阳极材料，阴极内腔中设有阴极材料；还包括外电阻，所述接线端子与阳极内腔、阴极内腔及外电阻连接成回路，通过数据采集卡采集微生物燃料电池的输出电压至数据采集装置，完成数据的转化、保存及输出到显示屏；同时，根据BOD的计算公式结合预先输入的相关参数进行计算，得到被测样品的BOD值，并在显示屏上显示及保存测试结果。进一步，所述阳极材料包括预处理后的碳布或碳毡，所述阴极材料包括具有填平层的碳布，在碳布的填平层一侧制备防水层，在制备好防水层的碳布另一侧负载催化层Pt/C。进一步，所述微生物燃料电池外壳由非导电材料制成，包括但不限于聚丙烯酸有机玻璃。进一步，所述消解装置的存放空腔能够存放多个微生物燃料电池，所述数据采集装置的数据采集卡有多个数据通道，还包括多个接线端子和外电阻，分别连接成多个所述回路，能够同时对多个微生物燃料电池的输出电压进行采集。进一步，还包括无线传输模块，所述无线传输模块和数据采集装置连接，用于与远程终端无线通信，实现对所述便携式BOD快速检测仪远程控制。进一步，所述微生物燃料电池的阳极内腔体积为圆柱体。进一步，所述箱体下端设有万向轮，上端设有伸缩拉杆。进一步，所述显示屏通过显示屏转轴铰接在箱体上端，为翻盖触摸屏。进一步，与所述数据采集装置相对的箱体上设有数据采集装置散热孔，与所述供电装置相对的箱体上设有供电装置散热孔。进一步，箱体侧面还设有分别控制数据采集装置、消解装置和供电装置的开关。数据采集装置通过以下公式采集待测水样的BOD(mg/L)值：BOD＝18.941e0.0052vv为采集10min时的瞬时电压，mv；pH值为6.8—7.2；电导率为5—12ms/cm；此公式所采集BOD(mg/L)值为利用所述便携式BOD快速检测仪10min所推算出的待测水样的BOD(mg/L)值。本技术的有益效果在于：本技术在新原理的基础上研制出国际上首台BOD快速测定仪，实现无人值守、远程控制，确定BOD样机检测各类废水的干扰因素，获得水样的BOD仪器检测技术包，本技术将BOD检测时间从传统的5天减少到10min，而且检测的准确度≥90％，精密度RSD≤5。附图说明为了使本技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本技术提供如下附图进行说明：图1为本技术所述便携式BOD快速检测仪的正面示意图；图2为本技术所述便携式BOD快速检测仪的背面示意图；图3为本技术所述便携式BOD快速检测仪的侧面示意图；图4为本技术所述微生物燃料电池结构示意图；图5为利用本技术所述便携式BOD快速检测仪采集BOD为200mg/L标准液时的电压、BOD、10min电压图；图6为利用本技术所述便携式BOD快速检测仪采集BOD为100mg/L标准液时的电压、BOD、10min电压图；图7为利用本技术所述便携式BOD快速检测仪采集BOD为50mg/L标准液时的电压、BOD、10min电压图；图8为利用本技术所述便携式BOD快速检测仪采集BOD为25mg/L标准液时的电压、BOD、10min电压图；图9为利用本技术所述便携式BOD快速检测仪采集垃圾渗滤液时的电压、BOD、10min电压图；图10为利用本技术所述便携式BOD快速检测仪采集生活污水时的电压、BOD、10min电压图；图11利用本技术所述便携式BOD快速检测仪检测豆制品废水时的电压、BOD、10min电压图。附图说明：拉杆1、翻盖触摸式显示屏2、数据采集装置3、数据采集卡4、接线端子5、消解装置6、阳极加液口7、阴极加液口8、阴极内腔9本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携式BOD快速检测仪，其特征在于：包括箱体，所述箱体内设有数据采集装置、消解装置和供电装置，所述数据采集装置包括设置在箱体上的相互连接的显示屏、数据采集卡和接线端子；所述消解装置用于存放微生物燃料电池，所述消解装置包括设置在箱体内的存放空腔，以及设置在箱体一侧，用于为消解装置制造恒温环境的硅胶加热板、半导体制冷装置和循环风扇；所述供电装置包括设置在箱体内的蓄电池，以及设置在箱体一侧，与蓄电池连接的太阳能电池板；所述微生物燃料电池包括电池外壳，所述电池外壳内设有微生物燃料电池的阳极内腔和阴极内腔，所述阳极内腔与阴极内腔的底面相互贴合，且中间设有质子膜，阳极内腔上与阴极内腔相对的一侧设有封闭的阳极挡板，阴极内腔上与阳极内腔相对的一侧设有具有通孔的阴极挡板，所述阳极内腔和阴极内腔的上端设有加液口，用于向阳极内腔和阴极内腔中添加阴阳极液或样品；所述阳极内腔内设有用于导电和反应的阳极材料，阴极内腔中设有阴极材料；还包括外电阻，所述接线端子与阳极内腔、阴极内腔及外电阻连接成回路。

【技术特征摘要】
1.一种便携式BOD快速检测仪，其特征在于：包括箱体，所述箱体内设有数据采集装置、消解装置和供电装置，所述数据采集装置包括设置在箱体上的相互连接的显示屏、数据采集卡和接线端子；所述消解装置用于存放微生物燃料电池，所述消解装置包括设置在箱体内的存放空腔，以及设置在箱体一侧，用于为消解装置制造恒温环境的硅胶加热板、半导体制冷装置和循环风扇；所述供电装置包括设置在箱体内的蓄电池，以及设置在箱体一侧，与蓄电池连接的太阳能电池板；所述微生物燃料电池包括电池外壳，所述电池外壳内设有微生物燃料电池的阳极内腔和阴极内腔，所述阳极内腔与阴极内腔的底面相互贴合，且中间设有质子膜，阳极内腔上与阴极内腔相对的一侧设有封闭的阳极挡板，阴极内腔上与阳极内腔相对的一侧设有具有通孔的阴极挡板，所述阳极内腔和阴极内腔的上端设有加液口，用于向阳极内腔和阴极内腔中添加阴阳极液或样品；所述阳极内腔内设有用于导电和反应的阳极材料，阴极内腔中设有阴极材料；还包括外电阻，所述接线端子与阳极内腔、阴极内腔及外电阻连接成回路。2.根据权利要求1所述的便携式BOD快速检测仪，其特征在于：所述阳极材料包括预处理后的碳布或碳毡，所述阴极材料包括具有填...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋诚，刘鸿，石明全，刘元，
申请(专利权)人：中国科学院重庆绿色智能技术研究院，
类型：新型
国别省市：重庆,50