一种污水重金属离子检测装置的制作方法

本发明涉及重金属检测，尤其涉及一种污水重金属离子检测装置。

背景技术：

1、电解过程中废水可能包含铅、铬等重金属物质。由于重金属即使浓度很低时也会对人类健康造成危害，在电解废水处理过程中，需要对重金属进行高灵敏度、高精度的测量。

2、检测重金属的传统技术包括原子吸收光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法，以及电感耦合等离子体质谱法，然而，这些光谱分析方法都非常昂贵，而且由于仪器的局限性，不适合原位监测。除光谱分析外，利用spr光纤传感器检测重金属的方式，虽然结构简单，支持原位检测，但受其余杂混物质影响较大，检测效果不理想。最后，电化学方法因其便携性、处理时间短、灵敏度高和成本低等优点，已成为金属离子检测的有效方法，然而电化学方法使用过程中，电极损耗，原位检测时，需要定期更换电极，造成测量不便。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本发明提供一种污水重金属离子检测装置。

2、本发明提供一种污水重金属离子检测装置，包括：配置测量室的清洗浸润取样机构，所述清洗浸润取样机构在清洗、浸润测量室后，取样废水到测量室测量；

3、所述测量室上设置测量口，所述测量口处设置检测丝网印刷电极更换机构，所述检测丝网印刷电极更换机构用于更换检测重金属离子的检测丝网印刷电极，所述检测丝网印刷电极包括：电极基板、金对电极、金工作电极和银参考电极，其中，金工作电极的表面修饰有阳离子交换聚合膜，所述阳离子交换聚合膜中添加了钌、氧化石墨烯纳米复合材料；所述检测丝网印刷电极经检测丝网印刷电极更换机构电连接阳极溶出伏安检测电路，所述阳极溶出伏安检测电路电连接控制器，所述控制器电连接显示器，控制器对阳极溶出伏安检测电路施加沉积电压和扫描电压，根据随扫描电压变化的金工作电极电流的铬峰和铅峰分布情况和峰值，对铬离子和铅离子定性和定量检测。

4、更进一步地，所述清洗浸润取样机构包括：选择阀门，所述选择阀门的一个入口接通过滤器，所述选择阀门的另一个入口接通清洁水源，所述选择阀门的出口连接水泵，所述水泵接通预处理池，所述预处理池底部接通排污阀门，所述预处理池上部经第一电动阀门接通测量室，所述测量室底部接通第二电动阀门，所述排污阀门和所述第二电动阀门经污水回流管路接通废水处理系统；所述选择阀门、水泵、排污阀门、第一电动阀门和第二电动阀门电连接控制器。

5、更进一步地，所述测量室内设置液位传感器，所述液位传感器电连接所述控制器。

6、更进一步地，所述检测丝网印刷电极更换机构包括：转动台，所述转动台可拆装连接步进电机的输出轴，所述转动台上圆周排列若干竖直的滑槽，所述滑槽内滑动连接对接座，所述滑槽与所述对接座之间设置弹簧，其中，所述对接座的顶部设置第一对接触片，所述对接座上设置有插槽，所述插槽内可拆装插接检测丝网印刷电极夹，所述检测丝网印刷电极夹夹固检测丝网印刷电极时，通过三个贯穿检测丝网印刷电极夹内外的电极触片连接检测丝网印刷电极的银参考电极触点、金工作电极触点和金对电极触点；所述检测丝网印刷电极夹插接到所述插槽时，所述电极触片接触所述第一对接触片；

7、所述转动台旁设置支撑架，所述支撑架上固定设置伸缩杆，所述伸缩杆的端部连接对接头所述对接头上设置第二对接触片，所述第二对接触片电连接阳极溶出伏安检测电路。

8、更进一步地，所述检测丝网印刷电极夹包括：相互铰接的第一夹板和第二夹板，其中，所述第一夹板上设置有基板卡座，所述基板卡座和所述第二夹板之间设置插接固定结构，所述第二夹板上设置贯穿所述第二夹板的所述电极触片。

9、更进一步地，所述阳极溶出伏安检测电路包括：采集放大电路和恒电位电路，所述恒电位电路经检测丝网印刷电极更换机构耦合被选中的检测丝网印刷电极的金对电极和银参考电极，保持金对电极和银参考电极之间相对电位恒定，所述恒电位电路电连接控制器；

10、所述采集放大电路经检测丝网印刷电极更换机构耦合被选中的检测丝网印刷电极的金工作电极，所述采集放大电路电连接控制器。

11、更进一步地，所述恒电位电路包括：运放u1a，所述运放u1a的输出端经检测丝网印刷电极更换机构耦合被选中的检测丝网印刷电极的金对电极，所述运放u1a的同相输入端接地，所述运放u1a的反相输入端分别经电阻r1、电阻r2耦合控制器的dac输出，所述运放u1a的反相输入端经电阻r3耦合偏置电压，所述运放u1a的反相输入端经电阻r4耦合运放u3a的输出端，运放u3a的输出端耦合反相输入端，运放u3a的同相输入端经检测丝网印刷电极更换机构耦合被选中的检测丝网印刷电极的银参考电极。

12、更进一步地，所述采集放大电路包括：运放u2a，所述运放u2a的反相输入端经检测丝网印刷电极更换机构耦合被选中的检测丝网印刷电极的金工作电极，所述运放u2a的反相输入端经电阻r5耦合所述运放u2a的输出端，所述运放u2a的反同相输入端接地；所述运放u2a的输出端经电阻r7耦合运放u2b的反相输入端，所述运放u2a的反相输入端与所述运放u2a的输出端之间耦合电阻r6，所述运放u2a的同相输入端接地，所述运放u2a的输出端连接所述控制器。

13、更进一步地，所述金工作电极的表面修饰有阳离子交换聚合膜的过程包括：制备钌、氧化石墨烯纳米复合材料并混入低脂醇试剂中，超声处理；

14、电极处理：使用循环伏安法对所述检测丝网印刷电极的金对电极和金工作电极进行电化学活化，在0.5m硫酸中以0.1v/s的扫描速率进行电化学活化，然后用水清洗并干燥；

15、金工作电极表面修饰：取溶有钌、氧化石墨烯纳米复合材料的低脂醇试剂滴在金工作电极表面并干燥。

16、更进一步地，制备钌、氧化石墨烯纳米复合材料的过程包括：在黑暗环境中，取等体积的氧化石墨烯水溶液和三联吡啶氯化钌六水合物的乙醇溶液混合，其中，氧化石墨烯水溶液的浓度为2毫克/毫升，三联吡啶氯化钌六水合物的乙醇溶液的浓度为1毫克/毫升，搅拌设定时间，形成钌、氧化石墨烯纳米复合材料混合溶液，将钌、氧化石墨烯纳米复合材料混合溶液离心提取钌、氧化石墨烯纳米复合材料，通过去离子水和乙醇清洗钌、氧化石墨烯纳米复合材料去除三联吡啶氯化钌六水合物将清洗后的钌、氧化石墨烯纳米复合材料混入制备阳离子交换聚合膜的低脂醇试剂中，超声处理；所述低脂醇试剂的制备方式是将45％的低脂醇按照质量分数5％和水混合。

17、本发明实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

18、本技术通过清洗浸润取样机构清洗、浸润测量室后，采样废水，保证测量结果不受其他测量过程的影响，提高检测精度。本技术通过检测丝网印刷电极有效的检测废水中铬、铅重金属离子，且通过检测丝网印刷电极更换机构定期的更换检测丝网印刷电极，实现自动化的原位重金属离子检测。

19、本技术在检测重金属离子时，根据随扫描电压变化的金工作电极电流的铬峰和铅峰分布情况和峰值，对铬离子和铅离子定性和定量检测，实现检测废水中铬、铅重金属离子的测定。