便攜式水樣抽濾器是一種專為野外或現(xiàn)場水質(zhì)采樣設(shè)計的過濾設(shè)備,主要用于水樣采集后的即時過濾,避免樣品在運輸過程中因理化性質(zhì)變化導(dǎo)致檢測誤差。其核心功能是通過真空負壓驅(qū)動濾液通過濾膜(如0.45μm水系微孔濾膜),分離水樣中的溶解態(tài)物質(zhì)(如重金屬、葉綠素a)與顆粒雜質(zhì)。廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、石油化工、污水處理等領(lǐng)域。下面我們以Sciencetool圣斯特的R300P-DC便攜式水中懸浮物真空抽濾裝置為例,來說明該類產(chǎn)品的特點,以及和常見的實驗室內(nèi)使用的過濾裝置有哪些差異區(qū)別。
1.便攜性設(shè)計
由于主要是在野外和地表水水源現(xiàn)場采樣時使用,需要攜帶外出,所以便攜性是此類產(chǎn)品的最大特點。例如R300P-DC在抽濾泵主機上,體積更小、重量輕(僅為3.6kg)。過濾瓶組方面,漏斗、集液瓶采用套娃設(shè)計,整組過濾瓶的每個部件都可以大套小,最終全部放入集液瓶內(nèi)收納,減少運輸時的存放空間。在材質(zhì)上,使用了輕便、耐摔的工程塑料材質(zhì),抗沖擊性強,運輸時不容易被擠壓、摔壞。
2.電源與續(xù)航能力
由于是在野外使用,所以很多情況下抽濾泵主機無法連接220V電源供電,目前市場上便攜式抽濾產(chǎn)品較多使用的是內(nèi)置電池的供電方案,但是內(nèi)置電池有一定的局限性:1)內(nèi)置電池容量有限,續(xù)航時間受到電池容量的限制。2)使用大容量的電池會增加設(shè)備重量,增加運輸成本以及對攜帶造成一定的不便。3)如果在前往采樣現(xiàn)場需要搭乘飛機作為交通工具,那么內(nèi)置鋰電池的設(shè)備無法托運。4)電池都有日歷壽命和使用壽命,使用越多損耗越快,即使不使用,也會隨購置時間推移,逐漸損耗,續(xù)航時間逐步縮短。5)用戶采用時如果有其他設(shè)備需要供電,一般會準(zhǔn)備好蓄電池供電方案,如果駕車,也可能使用車載電源。
綜上,在R300P-DC的供電方案里,我們使用了更靈活的直流供電方式,用戶可以采用蓄電池、移動電源(充電寶)、車載點煙器等作為供電電源。尤其是使用移動電源(充電寶)作為供電電源時,具有很高的靈活性,用戶可以根據(jù)自身實際工況,或者每次不同的采樣工作量,配置對應(yīng)容量的移動電源,避免了不同用戶強制使用一種規(guī)格的電池。此外,移動電源(充電寶)內(nèi)的電池出現(xiàn)損耗時,也可以按需購置更換新的移動電源,不需要返廠維修,或者忍受續(xù)航下降的問題。在乘坐飛機時,“機電分離"的設(shè)計使得用戶可以托運設(shè)備,只需要隨身攜帶符合法規(guī)要求容量的移動電源即可。
3.高效的過濾速度
由于是在野外現(xiàn)場過濾,工作效率也是需要考慮的重要因素。如果負壓吸力不足,造成抽濾速度太慢,可能無法及時完成過濾工作,影響返回行程等。所以我們?yōu)樵摍C型,設(shè)計了0.09Mpa的較高真空度,且配置了調(diào)節(jié)閥,抽濾速度可調(diào)(通過旋鈕控制)。使用0.45微米過濾膜,300ml的水樣,過濾速度一般在30-45秒之間(具體視水樣的固含量)。
4.安全防護
濾液倒吸現(xiàn)象是各種真空抽濾都無法避免的問題,但是野外采用過濾一旦發(fā)生倒吸,輕則會停下工作,進行處理操作,影響工作效率,且野外現(xiàn)場處理條件和工具遠不及實驗室內(nèi),重則造成設(shè)備損壞,無法正常完成過濾操作,所以對真空泵的防倒吸保護上,便攜式抽濾會比實驗室抽濾裝置有著更嚴(yán)格的要求。所以我們配備了三重防倒吸保護:真空集液瓶的抽氣口處,帶有浮球逆止閥,液滿時自動關(guān)閉抽氣口;泵管中間的阻水保護器內(nèi)置疏水性濾膜,可以阻擋住倒吸的液體;主機進氣口的濾水杯和濾芯套件可以進一步吸附空氣中的水份。
5.符合各類標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范
此類設(shè)備,通常是科研,環(huán)境監(jiān)測機構(gòu)、環(huán)保、污水處理單位使用,需要符合或者依照多項國家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,常見如HJ776-2015、GJW-03-SSG-001等,所以在濾膜尺寸,材料、孔徑等方面等需要依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來操作。這就不同于實驗室很多過濾操作,如培養(yǎng)基除菌、緩沖液、流動相試劑過濾等,并沒有一定的國標(biāo)需要參照操作。
下面我們再來進一步總結(jié)實驗室內(nèi)真空抽濾裝置和野外現(xiàn)場采用使用的便攜式抽濾裝置的主要差異:
對比項目 便攜式抽濾 實驗室內(nèi)抽濾裝置
●電源與電機 支持直流電源(蓄電池、移動電源) 依賴220V電源,使用需交流電的真空泵
●材質(zhì)與抗沖擊性 采用輕便耐摔的工程塑料或樹脂材質(zhì),適合運輸攜帶 可以使用玻璃、不銹鋼、陶瓷等材質(zhì),不需要考慮輕便和易碎問題
●結(jié)構(gòu)設(shè)計 采用“套娃"收納結(jié)構(gòu),組件可疊放縮小體積 結(jié)構(gòu)松散,需膠塞或復(fù)雜管路連接,無便攜收納設(shè)計
●過濾速度 真空泵抽速高,過濾更快 依賴實驗室固定設(shè)備,濾速快慢影響不大
●安全防護 多重防倒吸設(shè)計(浮球閥、阻水過濾器) 防護措施簡單,依賴人工操作規(guī)范