[發(fā)明專利]兩級(jí)堿洗式水體溶解有機(jī)質(zhì)的提取設(shè)備及其使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610920461.X
• 申請(qǐng)日: 2016-10-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106315956B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白英臣;吳豐昌;譚偉強(qiáng);湯智;李晨;李輝;宋凡浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): C02F9/10
• 分類號(hào): C02F9/10
• 代理公司: 北京精金石專利代理事務(wù)所(普通合伙)11470
• 代理人: 劉曄

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機(jī)質(zhì)提取領(lǐng)域，尤其涉及兩級(jí)堿洗式水體溶解有機(jī)質(zhì)的提取設(shè)備。

背景技術(shù)

水體溶解有機(jī)質(zhì)是水體中能通過(guò)孔徑為0.45μm濾膜的一類天然大分子可溶有機(jī)物混合物。研究表明，淡水水體中溶解有機(jī)質(zhì)主要包括腐殖酸、富里酸等酸性物質(zhì)以及多肽、多糖、氨基酸等小分子物質(zhì)。其中，多肽、多糖、氨基酸等小分子物質(zhì)，所占比例小，易于被水生生物利用而發(fā)生分解。溶解有機(jī)質(zhì)，主要包括腐殖酸、富里酸等酸性物質(zhì)分子量大，難于降解，是溶解有機(jī)質(zhì)中的主要成分和重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象。溶解有機(jī)質(zhì)在淡水水體中含量極低，一般濃度介于0.1-10mg/L，其分離和富集是溶解有機(jī)質(zhì)研究的難點(diǎn)。

納濾是一種近似機(jī)械篩分的低壓力驅(qū)動(dòng)膜分離過(guò)程。納濾過(guò)程主要應(yīng)用于染料、抗生素、多肽、多醣等化工和生物工程產(chǎn)物的分級(jí)和濃縮，及部分脫色和去異味等。本發(fā)明裝置利用納濾過(guò)程，實(shí)現(xiàn)對(duì)水體中溶解有機(jī)質(zhì)的截流，在納濾濃縮的同時(shí)去除去單價(jià)離子(如：鈉離子和氯離子)和分子量低于200的有機(jī)物。本發(fā)明裝置即可以用于淡水水體溶解有機(jī)質(zhì)的納濾濃縮提純，也能用于海水水體溶解有機(jī)質(zhì)的納濾濃縮提純。

中國(guó)實(shí)用新型專利(申請(qǐng)?zhí)枺?01020694245.6，名稱：一種水中溶解態(tài)有機(jī)物富集分離系統(tǒng))公開(kāi)了一種水中溶解態(tài)有機(jī)物富集分離系統(tǒng)，包括預(yù)過(guò)濾裝置 (1)、大孔樹(shù)脂填充柱(2)、陽(yáng)離子樹(shù)脂填充柱(3)、陰離子樹(shù)脂填充柱(4)、有機(jī)碳在線分析儀(5)、蠕動(dòng)泵(6)、pH計(jì)(7)、計(jì)量泵(8-13)、電磁閥 (14-17)、玻璃容器(18-25)、儲(chǔ)液瓶(26-29)；本實(shí)用新型通過(guò)控制電磁閥 (14-17)和計(jì)量泵(8-13)的開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)水中溶解態(tài)有機(jī)物在樹(shù)脂填充柱上的富集和分離，電磁閥和劑量泵的開(kāi)關(guān)分別通過(guò)pH計(jì)(7)和有機(jī)碳在線分析儀 (5)進(jìn)行控制。

上述實(shí)用新型可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)水中溶解態(tài)有機(jī)物的富集和分離；上述專利采用 XAD-7HP大孔樹(shù)脂進(jìn)行分離，可以避免反滲透濃水中高鹽度對(duì)有機(jī)物分離效果的影響，經(jīng)樹(shù)脂分離后，可對(duì)反滲透濃水中的各組分有機(jī)物進(jìn)行多種特性表征；但只限于對(duì)有機(jī)物的分離，且自動(dòng)化程度不高，步驟繁瑣，操作不方便且不能獲取高濃度的有機(jī)質(zhì)；另外，首先上述實(shí)用新型專利只適用于污水及廢水中有機(jī)物的分離，對(duì)于淡水或海水是完全不適用的；其次，上述實(shí)用新型專利公開(kāi)的系統(tǒng)中不存在納濾滲透過(guò)程，導(dǎo)致有機(jī)物的分離效率較低；再次，國(guó)際腐殖酸協(xié)會(huì) (IHSS)通用的有機(jī)質(zhì)分為腐殖酸和富里酸，不存在本實(shí)用新型中公開(kāi)的親水酸性、親水中性、親水堿性、疏水堿性、疏水酸性、疏水中性等組分，且上述幾種組分與本發(fā)明保護(hù)的有機(jī)質(zhì)的組分不同。

發(fā)明內(nèi)容

為了獲取一定濃度的淡水水體有機(jī)質(zhì)提取液，并獲取高純度有機(jī)質(zhì)固體，本發(fā)明提供了兩級(jí)堿洗式水體溶解有機(jī)質(zhì)的提取設(shè)備，可以有效方便地提取原水中的溶解有機(jī)質(zhì)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的兩級(jí)堿洗式水體溶解有機(jī)質(zhì)的提取設(shè)備，包括原水供給單元、預(yù)處理單元、納濾濃縮單元、酸堿度調(diào)節(jié)單元、成品液提取單元、水箱和總控制系統(tǒng)；

所述成品液提取單元包括一級(jí)吸附富集裝置、第一離子交換裝置、二級(jí)吸附富集裝置、第二離子交換裝置、淋洗裝置、堿液藥劑箱和有機(jī)液藥劑箱，所述一級(jí)吸附富集裝置的入口與水箱出口、淋洗裝置的出口、堿液藥劑箱的出口、有機(jī)液藥劑箱的出口連接，一級(jí)吸附富集裝置的出口與第一離子交換裝置的入口、二級(jí)吸附富集裝置的入口連接，一級(jí)吸附富集裝置的底部設(shè)有廢液排出開(kāi)關(guān)；

所述二級(jí)吸附富集裝置的入口與淋洗裝置的出口、堿液藥劑箱的出口、有機(jī)液藥劑箱的出口連接，二級(jí)吸附富集裝置的出口與第二離子交換裝置的入口連接，二級(jí)吸附富集裝置的底部設(shè)有廢液排出開(kāi)關(guān)；

所述淋洗裝置的出口與所述第一離子交換裝置的入口、第二離子交換裝置的入口連接。

優(yōu)選地，所述一級(jí)吸附富集裝置包括吸附柱和填料，所述填料設(shè)于所述吸附柱內(nèi)，所述填料為XAD-8樹(shù)脂、DAX-8樹(shù)脂和XAD-7樹(shù)脂中的一種或多種；所述第一離子交換裝置包括吸附柱和填料，所述填料設(shè)于所述吸附柱內(nèi)，所述填料為氫型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂；

所述二級(jí)吸附富集裝置包括吸附柱和填料，所述填料設(shè)于所述吸附柱內(nèi)，所述填料為XAD-4樹(shù)脂；所述第二離子交換裝置包括吸附柱和填料，所述填料設(shè)于所述吸附柱內(nèi)，所述填料為氫型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。

優(yōu)選地，所述原水供給單元采用自吸泵供水，原水為海水或淡水，原水水質(zhì)的濁度在100NTU之內(nèi)，TOC的取值在1000mg/l之內(nèi)，電導(dǎo)率取值在40000μS/cm 之內(nèi)；自吸泵的前端設(shè)有過(guò)濾袋，所述過(guò)濾袋的孔徑為10μm。