CN110208208A - 水样分析设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种水样分析设备，用于执行非挥发性总有机碳分析作业，其中，当执行非挥发性总有机碳分析作业时，臭氧产生机透过对氧气放电方式产生臭氧，通过令臭氧去除水样中的氯离子，而降低氯离子影响氧化剂作用的程度，接着令混合有臭氧与氧化剂的水样在容置空间与UV光提供模块之间循环流动，以使所述水样中的非挥发性总有机碳氧化接近完全，藉以提供所述水样分析仪能够准确地分析所述水样中的非挥发性总有机碳的含量。

Description

水样分析设备
技术领域
本发明有关于一种分析设备，更详而言之，是一种可针对水样中的非挥发性总有机碳的含量进行分析的水样分析设备。
背景技术
随着人们对环境的重视，各国政府对污废水等水样的非挥发性总有机碳(non-volatile Total Organic Carbon，可简称non-volatile TOC)含量都进行规范，以减少污废水对环境的污染，也因此业界的非挥发性总有机碳分析设备被广泛使用，以对水样中的非挥发性总有机碳含量进行分析。非挥发性总有机碳分析设备，通常会将水样中的有机物氧化，而利用水样分析仪，例如，非分布式红外线分析仪(Non-Dispersion InfraredAnalyzer，简称NDIR)，测得水样中的非挥发性总有机碳的浓度。
通常，当水样分析设备中的水样分析在执行完一个阶段的气体分析作业后，在水样分析仪中难免会残留一些气体，于本发明中将之定义为先前残留气体，这些先前残留气体将会极大地影响水样分析仪下一阶段的气体分析作业，从而导致分析结果的准确性降低。
再者，在现有技术中，将水样中的有机物氧化的方法至少包含有以下三种：高温燃烧法、UV过硫酸盐法与二阶段式高级氧化法。针对高温燃烧法，一般是让水样中的有机物于高温炉壁上氧化，然如此会导致高温炉壁上残留物质，而衍生清洗困难等被人所诟病的问题。针对UV过硫酸盐法，一般是藉由UV光活化过硫酸盐以产生氢氧自由基，而对水样中的有机物进行氧化，然，当水样中氯离子(Cl-)浓度超过0.05％时，氢氧自由基的产生就会受到抑制，且当水样的浊度较高时，UV光可能会受到阻挡，使得过硫酸盐的活化不足，如此导致水样中的有机物无法完全氧化，使得水样中非挥发性总有机碳含量的分析失准。针对二阶段式高级氧化法，一般是透过碱药剂(NaOH)的加入而将水样中的有机物氧化成二氧化碳，然后藉由二氧化碳的量测数据，而分析水样中的非挥发性总有机碳含量，然碱药剂中原本就会释出二氧化碳，故碱药剂的使用会有非属于有机物氧化的二氧化碳，而使水样中非挥发性总有机碳含量的分析失准。
有鉴于上述，如何解决上述的种种问题，提升水样中非挥发性总有机碳含量的分析结果的准确性，并使水样中的有机物(即非挥发性总有机碳)能够顺利完成氧化，即为本发明主要的技术思想。
发明内容
鉴于上述先前技术之种种问题，本发明提供一种水样分析设备，可透过臭氧产生机产生的臭氧，使水样中的非挥发性总有机碳能够顺利完成氧化，以提升水样分析结果的准确性。
本发明的水样分析设备，用于分析一水样中的非挥发性总有机碳的含量，所述水样具有一氯离子，所述水样分析设备包括：一设备本体，所述设备本体的内部具有一容置空间，所述容置空间容置定量的所述水样；一水样分析仪，所述水样分析仪连通所述容置空间，分析所述容置空间内的所述水样中的所述非挥发性总有机碳的含量；一UV光提供模块，所述UV光提供模块连通所述容置空间，用于提供一UV光；一氧气提供模块，所述氧气提供模块用于提供一氧气；一臭氧产生机，所述臭氧产生机接收所述氧气，且透过对所述氧气放电方式产生一臭氧，且所述臭氧产生机连通所述容置空间；一氧化剂提供模块，所述氧化剂提供模块连通所述容置空间，用于提供一氧化剂；一第一载气提供模块，所述第一载气提供模块可选择地连通所述水样分析仪与所述容置空间之其中一者，用于提供一第一载气；以及一执行模块，所述执行模块执行一非挥发性总有机碳分析作业；其中，当所述执行模块执行所述非挥发性总有机碳分析作业时，令所述臭氧产生机对所述容置空间提供所述臭氧，且令所述氧化剂提供模块对所述水样提供所述氧化剂，而后令混合有所述臭氧与所述氧化剂的所述水样在所述容置空间与所述UV光提供模块之间循环流动，其中，所述臭氧去除所述氯离子降低所述氯离子影响所述氧化剂作用的程度，所述UV光提供模块对所述水样提供所述UV光，从而藉由所述UV光、所述臭氧与所述氧化剂对所述水样的反应，而氧化所述水样中的所述非挥发性总有机碳，以生成一非挥发性总有机碳气态氧化物，接着，令所述第一载气提供模块向所述容置空间提供所述第一载气，以迫使所述水样中的所述非挥发性总有机碳气态氧化物释出，使进入所述水样分析仪而对所述容置空间内的所述水样中的所述非挥发性总有机碳的含量进行分析。
可选择性地，在本发明的水样分析设备中，还包括一流体排放管路，所述流体排放管路连通所述容置空间；当所述臭氧产生机对所述容置空间提供所述臭氧时，所述流体排放管路开启以排除来自所述容置空间内的流体，直到所述容置空间内的臭氧浓度符合预期后关闭所述流体排放管路，且令所述臭氧产生机停止对所述容置空间提供所述臭氧。
可选择性地，在本发明的水样分析设备中，还包括一臭氧浓度量测器，所述臭氧浓度量测器设置于所述流体排放管路，用于量测来自所述容置空间内的流体，判断所述容置空间内的臭氧浓度是否符合预期。
可选择性地，在本发明的水样分析设备中，还包括一定时器，所述定时器提供计时，计时所述臭氧产生机产生所述臭氧的持续时间，以判断所述容置空间内的臭氧浓度是否符合预期。
可选择性地，在本发明的水样分析设备中，还包括一流体排放管路，所述流体排放管路连通所述容置空间；所述执行模块还执行一反吹作业，当所述执行模块执行所述反吹作业时，开启所述流体排放管路，且令所述第一载气提供模块连通所述水样分析仪，对所述水样分析仪提供所述第一载气，以使所述水样分析仪内的一先前残留气体随着所述第一载气进入所述容置空间，而后经由所述流体排放管路排出所述容置空间。
可选择性地，在本发明的水样分析设备中，所述UV光的光波长为254nm。
可选择性地，在本发明的水样分析设备中，还包括一流体排放管路，所述流体排放管路连通所述容置空间；其中，所述容置空间具有一溢流水位与一定量水位，所述溢流水位高于所述定量水位，所述流体排放管路自所述容置空间的所述溢流水位延伸至所述设备本体外，所述水样分析设备还包括：一水样导入管路，所述水样导入管路连通所述容置空间的底部；以及一定量排水管路，所述定量排水管路连通所述容置空间，自所述容置空间的所述定量水位延伸至所述设备本体外；其中，所述执行模块还执行一水样导入作业，当所述执行模块执行所述水样导入作业时，开启所述流体排放管路，令所述水样导入管路启动导入，将所述水样自所述容置空间的底部导入所述容置空间中，并藉由所述流体排放管路排出所述容置空间内超出所述溢流水位的所述水样，以使所述水样于所述容置空间内的水位处于所述溢流水位，而后，关闭所述水样导入管路，并开启所述定量排水管路，藉由所述定量排水管路排出所述容置空间内超出所述定量水位的所述水样，以使所述水样于所述容置空间内的水位处于所述定量水位，以使所述容置空间容置有所述定量的所述水样。
可选择性地，在本发明的水样分析设备中，还包括一氯离子去除装置，所述氯离子去除装置连通所述水样导入管路，对所述水样添加一氯离子去除剂以去除所述水样中的氯离子。
可选择性地，在本发明的水样分析设备中，所述容置空间具有一循环高水位与一循环低水位，所述水样分析设备还包括：一水样循环管路，所述水样循环管路连通所述容置空间，并自所述循环低水位经由所述UV光提供模块延伸至所述循环高水位；其中，当所述执行模块执行所述非挥发性总有机碳分析作业时，令所述水样循环管路驱使所述容置空间的所述水样，由所述循环低水位经由所述UV光提供模块流向所述循环高水位而后再次进入所述容置空间，以实现所述水样在所述容置空间与所述UV光提供模块之间的循环流动。
可选择性地，在本发明的水样分析设备中，还包括一流体排放管路，所述流体排放管路连通所述容置空间，且所述水样分析设备还包括：一酸剂提供模块，连通所述容置空间，用于提供一酸剂；以及一第二载气提供模块，可选择地连通所述容置空间，用于提供一第二载气；其中，所述执行模块还执行一无机碳排除作业；当所述执行模块执行所述无机碳排除作业时，开启所述流体排放管路，令所述酸剂提供模块对所述容置空间内的所述水样提供所述酸剂，酸化所述水样使所述水样中的一无机碳转化成一二氧化碳，接着，令所述第二载气提供模块向所述容置空间提供所述第二载气，以迫使所述水样中的所述二氧化碳释出，而经由所述流体排放管路排出。
可选择性地，在本发明的水样分析设备中，当所述执行模块执行所述无机碳排除作业时，所述UV光提供模块维持提供所述UV光，且关闭所述水样循环管路，使所述执行模块执行所述无机碳排除作业时所述容置空间内的所述水样无法进入所述UV光提供模块而不受所述UV光的影响。
可选择性地，在本发明的水样分析设备中，还包括一二氧化碳吸附装置，所述二氧化碳吸附装置连通所述第一载气提供模块或所述第二载气提供模块，所述二氧化碳吸附装置对所述第一载气或所述第二载气提供一二氧化碳吸附剂，吸附所述第一载气或所述第二载气中包含的二氧化碳。
相较于先前技术，本发明的水样分析设备执行非挥发性总有机碳分析作业时，会提供臭氧以去除水样中的氯离子，以解决水样中的盐类干扰非挥发性总有机碳分析的问题，且使包含臭氧与氧化剂的水样在容置空间与UV光提供模块之间循环流动，以使水样中的非挥发性总有机碳的氧化接近完全，藉此，以解决水样中的非挥发性总有机碳无法顺利完成氧化等问题，而有效提高水样中非挥发性总有机碳含量的分析结果的准确性。
附图说明
图1为本发明水样分析设备之一实施例的架构示意图。
图2为本发明水样分析设备之另一实施例的架构示意图。
图3为本发明水样分析设备之臭氧产生机的运作原理示意图。
图4A为本发明水样分析设备执行反吹作业时的执行模块的控制示意图。
图4B为本发明水样分析设备执行非挥发性总有机碳分析作业时的执行模块的控制示意图。
图4C为本发明水样分析设备执行水样导入作业时的执行模块的控制示意图。
图4D为本发明水样分析设备执行无机碳排除作业时的执行模块的控制示意图。图5为本发明水样分析设备中臭氧去除氯离子的效果示意图。元件标号说明
1 水样分析设备
10 执行模块
11 设备本体
111 容置空间
12 水样分析仪
13 流体排放管路
131 臭氧浓度量测器
14 UV光提供模块
15 第一载气提供模块
16 水样导入管路
17 定量排水管路
18 水样循环管路
19 酸剂提供模块
20 第二载气提供模块
21 二氧化碳吸附装置
22 微量调压表
23 底部排水管路
30 氧气提供模块
31 臭氧产生机
311 电极
32 定时器
34 氯离子去除装置
35 氧化剂提供模块
L1 溢流水位
L2 定量水位
L3 循环高水位
L4 循环低水位
P1～P5、P11 泵浦
V6～V12 阀体
具体实施方式
以下内容将搭配图式，藉由特定的具体实施例说明本发明的技术内容，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明亦可藉由其他不同的具体实施例加以施行或应用。本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下，进行各种修饰与变更。尤其是，于图式中各个组件的比例关系及相对位置仅具示范性用途，并非代表本发明实施的实际状况。
本发明提供一种水样分析设备，用于分析水样中的非挥发性总有机碳的含量(浓度)。针对本发明的技术思想，以下参照本发明图式中图1至图3、图4A至图4D与图5揭示的内容进行例示说明：
请参阅图1至图3，其显示本发明之水样分析设备1的实施例架构示意图。如图1所示，水样分析设备1包括执行模块10、设备本体11、水样分析仪12、UV光提供模块14、第一载气提供模块15、氧气提供模块30、臭氧产生机31与氧化剂提供模块35。应说明的是，本发明水样分析设备1的架构可按实际需求进行调整，而非以图1所示的架构为限。
设备本体11的内部具有容置空间111，容置空间111用于容置定量的水样。
水样分析仪12连通容置空间111，用于分析容置空间111内水样的非挥发性总有机碳含量。优选地，水样分析仪12为非分布式红外线分析仪(NDIR)。
氧化剂提供模块35连通容置空间111，用于对容置空间111内的水样提供氧化剂。氧气提供模块30用于对臭氧产生机31提供氧气(O2)。如图3所示，臭氧产生机31接收氧气，且透过电极311对氧气放电而产生臭氧(O3)。臭氧产生机31连通容置空间111，而可对容置空间111提供臭氧，直到容置空间111内的臭氧浓度符合预期，以藉由臭氧去除水样中的氯离子，降低水样中的氯离子影响氧化剂作用的程度，以解决水样中的盐类干扰非挥发性总有机碳分析的问题。优选地，容置空间111内预期的臭氧浓度为50mg/m3。
优选地，如图1所示，水样分析设备1可具有臭氧浓度量测器131，臭氧浓度量测器131设于流体排放管路13，用于藉由流体排放管路13量测来自容置空间111内的流体，判断容置空间111内的臭氧浓度是否符合预期。
优选地，如图2所示，水样分析设备1可具有定时器32，定时器32提供计时，计时臭氧产生机31产生臭氧的持续时间，以判断容置空间111内的臭氧浓度是否符合预期，如此，定时器32可取代臭氧浓度量测器131，来判断容置空间111内的臭氧浓度。
UV光提供模块14连通容置空间111，用于对流经UV光提供模块14包含臭氧与氧化剂的水样提供UV光，以氧化水样中的非挥发性总有机碳，而生成例如为二氧化碳的非挥发性总有机碳气态氧化物。优选地，UV光提供模块14所提供的UV光的光波长为254nm，以提供将臭氧变成双氧水然后催化成氢氧自由基(OH·)，而藉由氢氧自由基氧化水样中的有机物，使水样中的非挥发性总有机碳氧化接近完全，藉以让水样分析仪能够准确地分析水样中的非挥发性总有机碳的含量。
如图1所示，本发明的UV光提供模块14以外置方式独立设置于容置空间111之外，而非内置于容置空间111内，主要优点在于，即便当水样分析设备1在执行非挥发性总有机碳分析作业以外的相关作业时，例如执行无机碳排除作业时，可透过关闭水样循环管路18，让容置空间111内的水样无法进入UV光提供模块14，使得在执行无机碳排除作业过程中，即便开启UV光提供模块14，容置空间111内的水样也不会受到UV光的影响，而避免水样中的非挥发性总有机碳于无机碳排除作业过程中发生氧化，如此，UV光提供模块14可始终维持开启状态，以减少UV光提供模块14重启的次数，而有效提升分析作业的执行效率。
第一载气提供模块15可选择性地连通水样分析仪12或容置空间111中的一者，用于提供第一载气。第一载气提供模块15与水样分析仪12的联通通道上设有阀体V6，阀体V6可为三通阀，通过切换阀体V6，可使水样分析仪12选择性地与第一载气提供模块15或外部空间连通。当切换阀体V6以使第一载气提供模块15与水样分析仪12连通，并同时关闭阀体V8时，可令第一载气提供模块15向水样分析仪12提供第一载气；当切换阀体V6使第一载气提供模块15与水样分析仪12之间的通路断开，并同时开启阀体V8时，水样分析仪12与外部空间连通，以排出水样分析仪12内的分析气体，此时，第一载气提供模块15与容置空间111连通，向容置空间111提供第一载气。
执行模块10可执行非挥发性总有机碳分析作业，令臭氧产生机31对容置空间111提供臭氧，且令氧化剂提供模块35对水样提供氧化剂，而后令混合有臭氧与氧化剂的水样在容置空间111与UV光提供模块14之间循环流动，以藉由臭氧去除水样中的氯离子降低氯离子影响氧化剂作用的程度，且藉由UV光提供模块14对水样提供UV光，从而使UV光、臭氧与氧化剂对水样提供反应，而氧化水样中的非挥发性总有机碳，以生成非挥发性总有机碳气态氧化物，接着，令第一载气提供模块15向容置空间111提供第一载气，以迫使水样中的非挥发性总有机碳气态氧化物释出，使进入水样分析仪12而对容置空间111内的水样中的非挥发性总有机碳的含量进行分析。
如图5所示，符号A所指区域为将含30％氯离子的标准水样，在未透过臭氧去除标准水样的氯离子的情况下，进行水样中非挥发性总有机碳含量的分析结果，而符号B所指区域为将含30％氯离子的标准水样，在透过臭氧去除标准水样的氯离子的情况下，进行水样中非挥发性总有机碳含量的分析结果。由于未透过臭氧去除标准水样的氯离子会导致非挥发性总有机碳的氧化不完全而导致测值比实际值还低，所以符号A所指区域的面积比符号B所指区域还小，使得非挥发性总有机碳分析结果的准确性不佳，故藉由臭氧去除水样中的氯离子，可降低水样中的氯离子影响氧化剂作用的程度，以解决水样中的盐类干扰非挥发性总有机碳分析使分析结果不准确的问题。
优选地，水样分析设备1可具有水样导入管路16。相应地，容置空间111内具有溢流水位L1与定量水位L2，溢流水位L1高于定量水位L2。如图1所示，水样导入管路16连通容置空间111的底部，而使水样由下而上进入容置空间111。水样导入管路16上设有泵浦P1，透过启动泵浦P1以藉由水样导入管路16导入水样至容置空间111内。再者，于水样导入管路16的前端设置有阀体V7，其可设计为三通阀，以供水样导入管路16可选择从与远程取样源头保持连通的溢流杯中导入水样，抑或透过手动取样方式导入水样。
优选地，水样分析设备1可具有定量排水管路17，定量排水管路17连通容置空间111，并自容置空间111的定量水位L2延伸至设备本体11外，定量排水管路17上设有泵浦P3，透过启动泵浦P3以藉由定量排水管路17排出容置空间111内超出定量水位L2的水样，而使待分析的水样于容置空间111内的水位处于定量水位L2的位置，藉以满足在容置空间111的内部容置定量的水样的需求，从而使水样的分析条件符合预期。
优选地，水样分析设备1可具有于水样循环管路18，相应地，容置空间111内设有循环高水位L3与循环低水位L4，水样循环管路18连通设备本体11的容置空间111，并自容置空间111的循环低水位L4经由UV光提供模块14一直延伸至容置空间111的循环高水位L3。水样循环管路18上设有循环泵浦P11，循环泵浦P11启动时可驱使容置空间111内的水样由循环低水位L4经由UV光提供模块14流向循环高水位L3，并再次回流至容置空间111内，从而实现水样在容置空间111与UV光提供模块14之间的循环流动的效果。如图1所示，循环高水位L3高于定量水位L2，循环低水位L4低于定量水位L2，而水样在容置空间111内的水位应处于定量水位L2的高度位置，如此，水样在循环过程中，会由循环高水位L3落下至定量水位L2，而有助于水样中非挥发性总有机碳气态氧化物释出。较佳者，循环高水位L3位于溢流水位L1与定量水位L2之间，而循环低水位L4则位于容置空间111的底部，以满足水样充分循环流动的需求。
优选地，水样分析设备1可具有流体排放管路13，流体排放管路13连通容置空间111，用于排出容置空间111内的气体(例如二氧化碳等)或液体(例如水样等)，流体排放管路13上设有阀体V10，用于控制流体排放管路13的启闭。流体排放管路13自容置空间111的溢流水位L1延伸至设备本体11外，透过开启阀体V10以藉由流体排放管路13排出容置空间111内超出溢流水位L1的水样，以使水样于容置空间111内的水位最高处于溢流水位L1的位置，从而避免容置空间111内的水样过量。
优选地，水样分析设备1可具有底部排水管路23。底部排水管路23自容置空间111的底部延伸至设备本体11外，底部排水管路23上设置有泵浦P2，透过启动泵浦P2，以藉由底部排水管路23完全排出容置空间111内的水样，使容置空间111净空而等待下一阶段的分析。
优选地，水样分析设备1可设有泵浦P4、阀体V9、酸剂提供模块19与第二载气提供模块20。酸剂提供模块19连通容置空间111，用于对容置空间111提供酸剂。泵浦P5启动时可将酸剂提供模块19所提供的酸剂打入容置空间111内，以于容置空间111中跟水样进行混合，而执行无机碳排除作业(请容后详述)。第二载气提供模块20可选择地连通容置空间111，用于对容置空间111提供第二载气。第二载气提供模块20与容置空间111之间的通道可透过阀体V9的开启或关闭而达成连通或关闭。
另应说明的是，第一、第二载气提供模块15、20包含有流量计，其中，第一载气提供模块15提供第一流量的第一载气，而第二载气提供模块20提供第二流量的第二载气，第一载气或第二载气可例如为氧气或氮气，应说明的是，第一载气或第二载气采用氧气为佳。第一流量的大小由水样分析仪12的容许载气流量所定义，而第二流量则以能够迫使水样中的二氧化碳释出的载气流量大小所定义，因此第一流量小于第二流量。由于不同水样中的无机碳(TIC)实际浓度(含量)可能不同，因此，透过将第一载气提供模块15与第二载气提供模块20分别设置，可在不调整第一载气提供模块15的流量大小的前提下，因应水样中的无机碳实际浓度而单独调整第二载气提供模块20的流量大小，从而提升水样中无机碳的排除效率。惟，需说明的是，本发明的第一载气提供模块15与第二载气提供模块20亦可整合而为单体，以满足简化设备组成的设计需求。
优选地，水样分析设备1可设有二氧化碳吸附装置21，二氧化碳吸附装置21连通第一载气提供模块15或第二载气提供模块20，二氧化碳吸附装置21对第一载气或第二载气提供例如为沸石的二氧化碳吸附剂，吸附第一载气或第二载气中包含的二氧化碳，以确保第一载气或第二载气不包含二氧化碳，从而避免第一载气或第二载气中的二氧化碳影响水质的分析结果。另外，为防止第一载气提供模块15与第二载气提供模块20受到高压载气的冲击而影响其使用寿命，在第一载气提供模块15与第二载气提供模块20的前端还可设置微量调压表22，以调整载气的输入气体压力。
优选地，水样分析设备1可设有氯离子去除装置34，氯离子去除装置34连通水样导入管路16，对水样添加氯离子去除剂以去除水样中的氯离子，以解决水样中的盐类干扰非挥发性总有机碳分析的问题。
针对本发明的水样分析设备1可在执行模块10的控制下执行如图4A至图4D所示水质分析的相关作业，具体说明如下：
请配合参阅图1与图4A，当执行模块10执行反吹作业时，打开阀体V10以开启流体排放管路13，且切换阀体V6以使第一载气提供模块15与水样分析仪12连通，同时关闭阀体V8，并启动第一载气提供模块15，对水样分析仪12提供第一载气以作为一正压气流，使得水样分析仪12内的一先前残留气体可随着第一载气反向进入容置空间111中，并经由开启的流体排放管路13排出容置空间111，藉由此反吹作业以避免水样分析仪12因残留有先前残留气体而导致后续分析结果不准确的问题发生。
请配合参阅图1与图4B，当执行模块10执行非挥发性总有机碳分析作业时，开启阀体V10以使流体排放管路13的通路开启，开启阀体V12并启动氧气提供模块30与臭氧产生机31，而令氧气提供模块30对臭氧产生机31提供氧气，使臭氧产生机31对容置空间111提供臭氧，直到容置空间111内的臭氧浓度符合预期。此时，臭氧去除水样中的氯离子，以解决水样中的盐类干扰非挥发性总有机碳分析使分析结果的问题，接着，关闭阀体V10以使流体排放管路13的通路关闭，并启动泵浦P5与氧化剂提供模块35，而令氧化剂提供模块35对容置空间111中的水样提供氧化剂，而后，启动泵浦P11令混合有臭氧与氧化剂的水样在容置空间111与UV光提供模块14之间循环流动，并开启UV光提供模块14，对流经UV光提供模块14的水样提供UV光，从而藉由UV光、臭氧与氧化剂对水样的反应，而氧化水样中的非挥发性总有机碳，以生成非挥发性总有机碳气态氧化物。接着，开启阀体V8且切换阀体V6以断开第一载气提供模块15与水样分析仪12之间的通路，使第一载气提供模块连通容置空间111，而令第一载气提供模块15向容置空间111提供第一载气，以迫使水样中的非挥发性总有机碳气态氧化物释出而进入水样分析仪12。再来，启动水样分析仪12，藉以对容置空间111内的水样中的非挥发性总有机碳的含量进行分析。
再者，如图1所示，由于容置空间111内所容置的水样的水位处于定量水位L2，而循环高水位L3高于定量水位L2，因此，在水样经由循环高水位L3再次回流至容置空间111中时，会经历一段自由落下的过程而让水样中的非挥发性总有机碳气态氧化物释出。
需说明的是，非挥发性总有机碳分析作业在反吹作业之后予以执行，在水样分析仪12执行非挥发性总有机碳分析作业之前，对水样分析仪12中的先前残留气体进行清除，从而提升分析结果的准确性。然，若水样分析仪12中的先前残留气体不多，也可选择令非挥发性总有机碳分析作业在反吹作业之前执行，或者省略反吹作业的执行。
请继续配合参阅图图1与4C，当执行模块10执行水样导入作业时，打开阀体V10以开启流体排放管路13，而后启动氯离子去除装置34，以令氯离子去除装置34对水样添加氯离子去除剂以去除水样中的氯离子，降低水样中的氯离子影响氧化剂作用的程度，并令泵浦P1启动导入，而藉由水样导入管路16将水样自容置空间111的底部导入容置空间111中，于导入过程中，可藉由开启的流体排放管路13以排出容置空间111内超出溢流水位L1的水样，以使水样于容置空间111内的水位处于溢流水位L1，并当水样的水位到达溢流水位L1之后，执行模块10关闭泵浦P1，以令水样导入管路16停止继续导入水样，并启动泵浦P3，而藉由定量排水管路17以排出容置空间111内超出定量水位L2的水样，从而使得水样于容置空间111内的水位处于定量水位L2，藉此实现在容置空间111内容置定量的水样的目的，而使水样的分析条件符合预期。需说明的是，当执行模块10在执行水样导入作业的过程中，亦可同时执行上述的反吹作业，以透过向水样分析仪12反向提供正压的第一载气，在执行水样导入作业的过程中，可有效避免水样中生成的水气进入到水样分析仪12中，使得水样分析仪12始终保持干燥的状态。
请配合参阅图1与图4D，当执行模块10执行无机碳排除作业时，打开阀体V10以开启流体排放管路13，而后，启动泵浦P4，以令酸剂提供模块19对容置空间111内的水样提供酸剂，用以酸化容置空间111内的水样，而使水样中的无机碳转化成二氧化碳，接着，执行模块10开启阀体V9以令第二载气提供模块20向容置空间111提供第二载气，以迫使水样中的所生成的二氧化碳释出，并经由流体排放管路13排出。
需说明的是，上述的无机碳排出作业可在水样导入作业后及非挥发性总有机碳分析作业前予以执行，且在执行无机碳排除作业期间，亦可同时执行反吹作业，以经由水样分析仪12对容置空间111反向吹出的第一载气，而藉由第一载气与第二载气促使水样中所释出的二氧化碳经由流体排放管路13排出。
综上所述，本发明的水样分析设备，在执行非挥发性总有机碳分析作业时，臭氧产生机透过对氧气放电方式产生臭氧，通过令臭氧去除水样中的氯离子，而降低氯离子影响氧化剂作用的程度，接着令包含臭氧与氧化剂的水样在容置空间与UV光提供模块之间循环流动，使得水样中的非挥发性总有机碳的氧化接近完全，从而进一步提高水样分析结果的准确性。另外，本发明的水样分析设备可执行反吹作业，透过向水样分析仪反向提供正压的第一载气，而排出水样分析仪内的先前残留气体，以确保水样分析仪的分析结果的准确性。
上述实施例仅例示性说明本发明之原理及功效，而非用于限制本发明。任何熟习此项技术之人士均可在不违背本发明之精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明之权利保护范围，应如本发明专利范围所列。

Claims (12)

1.一种水样分析设备，其特征在于，用于分析一水样中的非挥发性总有机碳的含量，所述水样具有一氯离子，所述水样分析设备包括：
一设备本体，所述设备本体的内部具有一容置空间，所述容置空间容置定量的所述水样；
一水样分析仪，所述水样分析仪连通所述容置空间，分析所述容置空间内的所述水样中的所述非挥发性总有机碳的含量；
一UV光提供模块，所述UV光提供模块连通所述容置空间，用于提供一UV光；
一氧气提供模块，所述氧气提供模块用于提供一氧气；
一臭氧产生机，所述臭氧产生机接收所述氧气，且透过对所述氧气放电方式产生一臭氧，且所述臭氧产生机连通所述容置空间；
一氧化剂提供模块，所述氧化剂提供模块连通所述容置空间，用于提供一氧化剂；
一第一载气提供模块，所述第一载气提供模块选择地连通所述水样分析仪或所述容置空间，用于提供一第一载气；以及
一执行模块，所述执行模块执行一非挥发性总有机碳分析作业；其中，
当所述执行模块执行所述非挥发性总有机碳分析作业时，令所述臭氧产生机对所述容置空间提供所述臭氧，且令所述氧化剂提供模块对所述水样提供所述氧化剂，而后令混合有所述臭氧与所述氧化剂的所述水样在所述容置空间与所述UV光提供模块之间循环流动，其中，所述臭氧去除所述氯离子降低所述氯离子影响所述氧化剂作用的程度，所述UV光提供模块对所述水样提供所述UV光，从而藉由所述UV光、所述臭氧与所述氧化剂对所述水样的反应，而氧化所述水样中的所述非挥发性总有机碳，以生成一非挥发性总有机碳气态氧化物，接着，令所述第一载气提供模块向所述容置空间提供所述第一载气，以迫使所述水样中的所述非挥发性总有机碳气态氧化物释出，使进入所述水样分析仪而对所述容置空间内的所述水样中的所述非挥发性总有机碳的含量进行分析。
2.如权利要求1所述的水样分析设备，其特征在于，还包括一流体排放管路，所述流体排放管路连通所述容置空间；当所述臭氧产生机对所述容置空间提供所述臭氧时，所述流体排放管路开启以排除来自所述容置空间内的流体，直到所述容置空间内的臭氧浓度符合预期后关闭所述流体排放管路，且令所述臭氧产生机停止对所述容置空间提供所述臭氧。
3.如权利要求2所述的水样分析设备，其特征在于，还包括一臭氧浓度量测器，所述臭氧浓度量测器设置于所述流体排放管路，用于量测来自所述容置空间内的流体，判断所述容置空间内的臭氧浓度是否符合预期。
4.如权利要求1所述的水样分析设备，其特征在于，还包括一定时器，所述定时器提供计时，计时所述臭氧产生机产生所述臭氧的持续时间，以判断所述容置空间内的臭氧浓度是否符合预期。
5.如权利要求1所述的水样分析设备，其特征在于，还包括一流体排放管路，所述流体排放管路连通所述容置空间；所述执行模块还执行一反吹作业，当所述执行模块执行所述反吹作业时，开启所述流体排放管路，且令所述第一载气提供模块连通所述水样分析仪，对所述水样分析仪提供所述第一载气，以使所述水样分析仪内的一先前残留气体随着所述第一载气进入所述容置空间，而后经由所述流体排放管路排出所述容置空间。
6.如权利要求1所述的水样分析设备，其特征在于，所述UV光的光波长为254nm。
7.如权利要求1所述的水样分析设备，其特征在于，还包括一流体排放管路，所述流体排放管路连通所述容置空间；其中，所述容置空间具有一溢流水位与一定量水位，所述溢流水位高于所述定量水位，所述流体排放管路自所述容置空间的所述溢流水位延伸至所述设备本体外，所述水样分析设备还包括：
一水样导入管路，所述水样导入管路连通所述容置空间的底部；以及
一定量排水管路，所述定量排水管路连通所述容置空间，自所述容置空间的所述定量水位延伸至所述设备本体外；其中，
所述执行模块还执行一水样导入作业，当所述执行模块执行所述水样导入作业时，开启所述流体排放管路，令所述水样导入管路启动导入，将所述水样自所述容置空间的底部导入所述容置空间中，并藉由所述流体排放管路排出所述容置空间内超出所述溢流水位的所述水样，以使所述水样于所述容置空间内的水位处于所述溢流水位，而后，关闭所述水样导入管路，并开启所述定量排水管路，藉由所述定量排水管路排出所述容置空间内超出所述定量水位的所述水样，以使所述水样于所述容置空间内的水位处于所述定量水位，以使所述容置空间容置有所述定量的所述水样。
8.如权利要求7所述的水样分析设备，其特征在于，还包括一氯离子去除装置，所述氯离子去除装置连通所述水样导入管路，对所述水样添加一氯离子去除剂以去除所述水样中的氯离子。
9.如权利要求1所述的水样分析设备，其特征在于，所述容置空间具有一循环高水位与一循环低水位，所述水样分析设备还包括：
一水样循环管路，所述水样循环管路连通所述容置空间，并自所述循环低水位经由所述UV光提供模块延伸至所述循环高水位；其中，
当所述执行模块执行所述非挥发性总有机碳分析作业时，令所述水样循环管路驱使所述容置空间的所述水样，由所述循环低水位经由所述UV光提供模块流向所述循环高水位而后再次进入所述容置空间，以实现所述水样在所述容置空间与所述UV光提供模块之间的循环流动。
10.如权利要求1所述的水样分析设备，其特征在于，还包括一流体排放管路，所述流体排放管路连通所述容置空间，且所述水样分析设备还包括：
一酸剂提供模块，连通所述容置空间，用于提供一酸剂；以及
一第二载气提供模块，可选择地连通所述容置空间，用于提供一第二载气；其中，
所述执行模块还执行一无机碳排除作业；当所述执行模块执行所述无机碳排除作业时，开启所述流体排放管路，令所述酸剂提供模块对所述容置空间内的所述水样提供所述酸剂，酸化所述水样使所述水样中的一无机碳转化成一二氧化碳，接着，令所述第二载气提供模块向所述容置空间提供所述第二载气，以迫使所述水样中的所述二氧化碳释出，而经由所述流体排放管路排出。
11.如权利要求10所述的水样分析设备，其特征在于，当所述执行模块执行所述无机碳排除作业时，所述UV光提供模块维持提供所述UV光，且关闭所述水样循环管路，使所述执行模块执行所述无机碳排除作业时所述容置空间内的所述水样无法进入所述UV光提供模块而不受所述UV光的影响。
12.如权利要求10所述的水样分析设备，其特征在于，还包括一二氧化碳吸附装置，所述二氧化碳吸附装置连通所述第一载气提供模块或所述第二载气提供模块，所述二氧化碳吸附装置对所述第一载气或所述第二载气提供一二氧化碳吸附剂，吸附所述第一载气或所述第二载气中包含的二氧化碳。
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Application publication date: 20190906