淡水水体中溶解有机质的两级碱洗式提取装置的制作方法

文档序号:11122903阅读:来源:国知局

技术特征:

1.淡水水体中溶解有机质的两级碱洗式提取装置,包括原水供给单元、预处理单元、反渗透浓缩单元、酸碱度调节单元、成品液提取单元、水箱和总控制系统;

所述成品液提取单元包括一级吸附富集装置、离子交换装置A、二级吸附富集装置、离子交换装置B、淋洗装置和加药装置,所述一级吸附富集装置的入口与水箱出口、淋洗装置的出口、加药装置的出口连接,一级吸附富集装置的出口与离子交换装置A的入口、二级吸附富集柱装置的入口连接,一级吸附富集装置的底部设有废液排出开关;

所述二级吸附富集装置的入口与淋洗装置的出口、加药装置的出口连接,二级吸附富集装置的出口与离子交换装置B的入口连接,二级吸附富集装置的底部设有废液排出开关;

所述淋洗装置的出口与所述离子交换装置A的入口、离子交换装置B的入口连接;

所述一级吸附富集装置包括吸附柱和填料,所述填料设于所述吸附柱内,所述填料为XAD-8树脂、DAX-8树脂和XAD-7树脂中的一种或多种;所述离子交换装置A包括吸附柱和填料,所述填料设于所述吸附柱内,所述填料为氢型阳离子交换树脂;

所述二级吸附富集装置包括吸附柱和填料,所述填料设于所述吸附柱内,所述填料为XAD-4树脂;所述离子交换装置B包括吸附柱和填料,所述填料设于所述吸附柱内,所述填料为氢型阳离子交换树脂。

2.如权利要求1所述的淡水水体中溶解有机质的两级碱洗式提取装置,其特征在于,所述水箱采用耐酸材料,其上面设有密封盖,下端为漏斗形状,其内设有搅拌器、液位传感器和pH传感器;所述密封盖的端面设有至少5个通孔;所述水箱与所述一级吸附富集装置之间的管道深入水箱中,管道顶部为密封结构,管道壁设有多个孔径为50μm的孔,孔的最低高度控制在水箱高度的1/100-1/10处,所述伸入水箱管道外设有过滤罩,所述过滤罩的孔径为100μm。

3.如权利要求1所述的淡水水体中溶解有机质的两级碱洗式提取装置,其特征在于,所述酸碱度调节单元中包括pH传感器、搅拌器、计量加药泵、第一酸液药剂箱和第二酸液药剂箱;所述pH传感器设于水箱中,所述第一酸液药剂箱和第二酸液药剂箱并列布置;所述计量加药泵设于第一酸液药剂箱、第二酸液药剂箱与水箱之间,计量加药泵的入口分别与第一酸液药剂箱的出口、第二酸液药剂箱的出口连接,计量加药泵的出口与水箱连接。

4.如权利要求1所述淡水水体中溶解有机质的两级碱洗式提取装置,其特征在于,所述反渗透浓缩单元包括反渗透单元、高压泵、离子交换装置C、第一电导率探头和第二电导率探头;其中反渗透单元包括反渗透膜和不锈钢膜壳,所述反渗透膜的孔径取值为0.1nm;

所述第一电导率探头设于所述反渗透单元浓水出口和离子交换装置C之间,第二电导率探头设于反渗透单元的纯水出口与淋洗装置之间。

5.如权利要求4所述淡水水体中溶解有机质的两级碱洗式提取装置,其特征在于,所述反渗透单元设有液体进口,浓水出口和纯水出口;所述液体进口通过高压泵与水箱连接,所述浓水出口与离子交换装置C入口连接,所述离子交换装置C出口与水箱连接,所述离子交换装置C包括吸附柱和填料,所述填料设于所述吸附柱内,所述填料为氢型阳离子交换树脂;所述纯水出口与淋洗装置的入口连接;所述反渗透单元浓水和纯水出口均设有安保阀;所述淋洗装置上端设有排水口。

6.如权利要求1所述的淡水水体中溶解有机质的两级碱洗式提取装置,其特征在于,所述预处理单元包括一级精密微滤过滤器和二级精密微滤过滤器,一级精密微滤过滤器中精密滤芯的孔径为1μm,二级精密微滤过滤器中精密滤芯的孔径为0.45μm;所述一级精密微滤过滤器的入口与自吸泵的出口连接,一级精密微滤过滤器的出口与二级精密微滤过滤器的入口连接,二级精密微滤过滤器的出口与水箱连接。

7.如权利要求1所述淡水水体中溶解有机质的两级碱洗式提取装置,其特征在于,所述总控制系统包括控制单元和触屏器,所述可控制单元与触屏器连接,所述可控制单元与自吸泵、液位传感器、pH传感器、计量加药泵和高压泵连接;所述pH传感器设有升降台。

8.利用权利要求1-7任一所述的淡水水体中溶解有机质的两级碱洗式提取装置的使用方法,其特征在于,其包括如下步骤:

(1)启动总控制系统的总电源启动按钮;

(2)启动自吸泵启动按钮,自吸泵通过管道吸取原水,自吸泵前端的过滤袋对原水进行初步过滤,过滤后的原水通过自吸泵的增压进入预处理单元中的一级精密微滤过滤器对原水进行一次过滤,经一次过滤后的原水进入二级精密微滤过滤器进行二次过滤;过滤后的原水通过管道进入水箱;当水箱中的水位达到4/5水箱体积时,自吸泵停止工作;

(3)水箱中的原水经高压泵增压通过管道进入到反渗透浓缩单元,反渗透膜可截留原水中的可溶无机盐和溶解有机质,得到纯水和浓水;纯水直接排放到淋洗装置进行存储,多余纯水通过淋洗装置上端排水口排放;浓水经离子交换装置C去除阳离子循环进入水箱,当位于水箱中的溶解有机碳在线测定装置测定的溶解有机碳含量达到预设值时,停止浓缩;离子交换装置C中的氢型阳离子交换树脂应保证足够量或及时活化;

(4)启动酸碱度调节单元,计量加药泵接收pH传感器信号启动酸液加入程序,通过第一通道从第一酸液药剂箱抽取酸液通过第一耐酸管道向水箱中注入非氧化性酸液,同时水箱中搅拌马达启动,使得酸液和浓水均匀混合,直到达到预设的pH值,计量加药泵第一通道加酸液程序停止工作,pH传感器升降台升起pH传感器探头;

计量加药泵通过第二通道从第二酸液药剂箱中抽提氢氟酸,通过第二耐酸管道向水箱中注入氢氟酸,直到达到预设的氢氟酸浓度,计量加药泵和水箱搅拌马达停止工作;

(5)完成pH值调节和氢氟酸加入,并静置24h后的浓水通过管道依次流过一级吸附富集装置和二级吸附富集装置,吸附完成后,关闭一级吸附装置与二级吸附富集装置之间的连通阀,关闭一级吸附富集装置与离子交换装置A之间的连通阀门,打开淋洗装置与一级吸附富集装置之间的连通阀,打开一级吸附富集装置底部的废液排出开关,淋洗装置中的纯水通过管道冲洗一级吸附富集装置,冲洗废液通过废液排出开关排出,完成一级吸附富集装置的冲洗,关闭一级吸附富集装置底部的废液排出开关,关闭淋洗装置与一级吸附富集装置之间的连通阀;

打开淋洗装置与离子交换装置A之间的连通阀,打开离子交换装置A底部的废液排出开关,淋洗装置中的纯水通过管道冲洗离子交换装置A,冲洗废液通过废液排出开关排出,完成离子交换装置A的冲洗,关闭离子交换装置A底部的废液排出开关,关闭淋洗装置与离子交换装置A之间的连通阀;

关闭二级吸附富集装置与离子交换装置B之间的连通阀门,打开淋洗装置与二级吸附富集装置之间的连通阀,打开二级吸附富集装置底部的废液排出开关,淋洗装置中的纯水通过管道冲洗二级吸附富集装置,冲洗废液通过废液排出开关排出,完成二级吸附富集装置的冲洗,关闭二级吸附富集装置底部的废液排出开关,关闭淋洗装置与二级吸附富集装置之间的连通阀;

打开淋洗装置与离子交换装置B之间的连通阀,打开离子交换装置B底部的废液排出开关,淋洗装置中的纯水通过管道冲洗离子交换装置B,冲洗废液通过废液排出开关排出,完成离子交换装置B的冲洗,关闭离子交换装置B底部的废液排出开关,关闭淋洗装置与离子交换装置B之间的连通阀;

(6)完成一级吸附富集装置、二级吸附富集装置、离子交换装置A、离子交换装置B冲洗后,关闭一级吸附装置与二级吸附富集装置之间的连通阀,打开加药装置与一级吸附富集装置之间的连通阀,打开一级吸附富集装置与离子交换装置A之间的连通阀,加药装置通过耐碱管道向一级吸附富集装置中注入碱液,被树脂吸附的溶解有机质在碱液的作用下发生解吸,解吸后的流出液经离子交换装置A中的氢型阳离子交换树脂后排出,所述离子交换装置A中的氢型阳离子交换树脂应保证足够量或及时活化,所排出的液体标记为一级吸附富集液;

关闭加药装置与一级吸附富集装置之间的连通阀,打开加药装置与二级吸附富集装置之间的连通阀,打开二级吸附富集装置与离子交换装置B之间的连通阀,加药装置通过耐碱管道向二级吸附富集装置中注入碱液,被树脂吸附的溶解有机质在碱液的作用下发生解吸,解吸后的流出液经离子交换装置B中的氢型阳离子交换树脂后排出,所述离子交换装置B中的氢型阳离子交换树脂应保证足够量或及时活化,所排出的液体标记为二级吸附富集液;

合并一级吸附富集液和二级吸附富集液,冷冻干燥后即为高纯淡水水体溶解有机质粉末固体。

9.如权利要求8所淡水水体中溶解有机质的两级碱洗式提取装置使用方法,其特征在于,反渗透单元纯水的排出管道上设有调速阀,所述反渗透单元浓水的排出管道上设有调速阀,反渗透膜排出的纯水量与排出的浓水量的比值为1:9-9:1。

10.如权利要求8所淡水水体中溶解有机质的两级碱洗式提取装置使用方法,其特征在于,所述第一耐酸管道要求能承受10mol/L的非氧化性酸;所述第二耐酸管道要求能承受6mol/L的氢氟酸;所述水箱要求能承受1mol/L强酸和0.5mol/L氢氟酸;所述加药装置中的碱液为0.1mol/L的强碱;所述耐碱管道要求能承受0.5mol/L的强碱,所述水箱pH的预设值为0.5-3。

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