[發(fā)明專利]一種淡水水體中憎水性溶解腐殖酸提取裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610920508.2
• 申請(qǐng)日: 2016-10-21
• 公開（公告）號(hào): CN106365354B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白英臣;吳豐昌;郭飛;陳曲;馮承蓮;李晨;李政
• 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): C02F9/04
• 分類號(hào): C02F9/04;C08H7/00
• 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)明涉及濃縮技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種淡水水體中憎水性溶解腐殖酸提取裝置。

背景技術(shù)

溶解有機(jī)質(zhì)是能通過孔徑為0.45μm濾膜的一類天然大分子有機(jī)物混合物，它來源于動(dòng)植物分泌物及其殘?bào)w分解產(chǎn)物，包括腐殖酸、富里酸和非腐殖物質(zhì)。腐殖酸分子量大，對(duì)污染物的沉積和絮凝具有重要作用。腐殖酸可以分為憎水性腐殖酸和親水性腐殖酸，其中憎水性腐殖酸非極性更強(qiáng)，更易與PAHs等新型污染物結(jié)合，是目前地球化學(xué)和環(huán)境科學(xué)研究的熱點(diǎn)。但是，水體中腐殖酸濃度極低，一般在1-3mg/L左右，而憎水性腐殖酸濃度更低。目前如何實(shí)現(xiàn)從江河湖泊及地下水等淡水水體中高效地提取高濃度的憎水性腐殖酸是亟需解決的問題。

反滲透技術(shù)是在高于溶液滲透壓的作用下，依據(jù)大分子物質(zhì)不能透過半透膜而將這些物質(zhì)和水分離開來。反滲透膜的膜孔徑非常小，因此能夠有效地去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機(jī)物等。反滲透具有脫鹽率高，機(jī)械強(qiáng)度大和使用壽命長(zhǎng)，化學(xué)或生化耐受性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明利用反滲透技術(shù)初步濃縮淡水水體中憎水性溶解腐殖酸。

彭安、王安華發(fā)表了一種關(guān)于腐殖酸提取方法的文章，其論文題目：水體腐殖酸及其絡(luò)合物I.薊運(yùn)河腐殖酸的提取和表征(環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，第一卷第2期，1981.06)，公開了一種腐殖酸提取的方法，其提取方法主要是在實(shí)驗(yàn)室的條件下進(jìn)行的，腐殖酸提取和純化包括兩個(gè)步驟：

(1)吸附樹脂的預(yù)處理

處理過的吸附樹脂裝柱，樹脂高和直徑比為10:1，上下口用玻璃棉充填，既可起到支持作用又可起到過濾作用。

(2)河水腐殖酸的提取

河水腐殖酸的提取流程如附圖2所示。

本論文公開的腐殖酸提取方法主要是依賴于實(shí)驗(yàn)室和大量的人工操作條件下進(jìn)行的，操作過程復(fù)雜、自動(dòng)化程度低，且提取的腐殖酸量較少，不適合大規(guī)模樣品采集；另外，本論文公開的腐殖酸提取方法受人為影響操作影響較大，不能廣泛的用于江河湖泊及地下水等淡水水體中腐殖酸的提取及比對(duì)，可實(shí)施性不佳。

發(fā)明內(nèi)容

為了獲取高濃度的腐殖酸，本發(fā)明提供了一種淡水水體中憎水性溶解腐殖酸提取裝置，此裝置可以應(yīng)用于江河湖泊及地下水等淡水水體中腐殖酸的提取。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種淡水水體中憎水性溶解腐殖酸提取裝置，包括原水供給單元、預(yù)處理單元、反滲透濃縮單元、酸堿度調(diào)節(jié)單元、有機(jī)質(zhì)提取單元、第一水箱、總控制系統(tǒng)、第二水箱、pH值自動(dòng)調(diào)節(jié)單元和腐殖酸提取單元；

所述第二水箱采用耐酸材料，其上面設(shè)有密封蓋，下端為漏斗形狀，其內(nèi)設(shè)有攪拌器、液位傳感器和pH傳感器；所述密封蓋的端面設(shè)有至少5個(gè)通孔；所述第二水箱與所述過濾器之間的管道伸入水箱中，管道頂部為密封結(jié)構(gòu)，管道壁設(shè)有多個(gè)孔徑為50μm的孔，孔的最低高度控制在水箱高度的1/100-1/10處，所述伸入水箱管道外設(shè)有過濾罩，所述過濾罩的孔徑為100μm；第二水箱設(shè)有氮?dú)夤┙o裝置，防止腐殖酸在堿性條件下氧化；

所述pH值自動(dòng)調(diào)節(jié)單元包括pH傳感器、第二加藥裝置、第三加藥裝置和計(jì)量加藥泵；所述pH傳感器設(shè)于所述第二水箱內(nèi)，所述第二加藥裝置的出口、第三加藥裝置的出口通過加藥泵均與所述第二水箱連接；

所述腐殖酸提取單元包括淋洗裝置、液體儲(chǔ)存器、過濾器和真空泵；所述過濾器的入口與所述第二水箱的出口連接，所述過濾器的出口與液體儲(chǔ)存器入口連接；所述淋洗裝置的入口與所述反滲透濃縮單元純水出口連接，其出口與所述過濾器入口、吸附富集裝置入口連接；所述過濾器包括樣品室、濾膜和砂芯，所述濾膜置于所述樣品室之內(nèi)，并以所述砂芯作為濾膜支撐物；所述濾膜的孔徑取值范圍是0.1-0.7μm；所述真空泵的吸氣口與所述液體儲(chǔ)存器連接。

優(yōu)選地，原水供給單元采用自吸泵供水，原水主要為江河湖泊及地下水等淡水水體，原水水質(zhì)的濁度在1000NTU之內(nèi)，溶解有機(jī)碳的取值在1000mg/L之內(nèi)，電導(dǎo)率取值在30000μS/cm之內(nèi)；自吸泵的前端設(shè)有過濾袋，所述過濾袋的孔徑為10μm。

優(yōu)選地，所述預(yù)處理單元包括一級(jí)精密微濾過濾器、二級(jí)精密微濾過濾器和三級(jí)精密微濾過濾器，一級(jí)精密微濾過濾器中精密濾芯的孔徑為5μm，二級(jí)精密微濾過濾器中精密濾芯的孔徑為1μm，三級(jí)精密微濾過濾器中精密濾芯的孔徑為0.45μm；所述一級(jí)精密微濾過濾器的入口與自吸泵的出口連接，一級(jí)精密微濾過濾器的出口與二級(jí)精密微濾過濾器的入口連接，二級(jí)精密微濾過濾器的出口與三級(jí)精密微濾過濾器的入口連接，三級(jí)精密微濾過濾器的出口與第一水箱連接。