倒吸组合式水样过滤系统的制作方法

文档序号:11249276阅读:325来源:国知局

本发明涉及水样过滤系统,尤其是涉及倒吸组合式水样过滤系统。



背景技术:

化学沉淀是海洋环境监测中一种常用的前处理方法,特别是当样品中的待测目标元素(或核素)含量极低时,需要对数十升甚至上百升水样中的目标元素(或核素)进行浓缩富集,然后再进行固液分离后收集沉淀物。

目前,在海洋环境监测实际操作中,针对大体积的样品分析,通常是将大量的样品带回陆基实验室后,先进行浓缩富集,然后静置数天后虹吸去除上清液,再将剩余的溶液转移至小体积的容器中进行第二次过滤,该方法存在以下两个主要缺点:(1)在样品量大的情况下难以现场操作,必须带回陆基实验室后才能进行处理,导致时效性差,且造成极大的资源浪费;(2)过程冗长,导致不确定增加。

此外,若第一次虹吸效果不佳,则需对剩余的溶液进行第二次静置分离,这进一步增加了整个操作过程的难度。

同样,一些发达国家(如德国、希腊、英国、俄罗斯等)采用离子交换法等开展水体元素(或核素)的现场富集,但这些方法也存在过程冗长等缺点,也不适用现场的快速预处理。

因此,随着我国海洋强国战略的快速推进,研究能在现场对大体积水样快速固液分离的方法和技术,已经成为我国环境监测中的迫切需求,具有非常重要的意义。

参考文献:

[1]k.o.buesseler,s.r.jayne,n.s.fisher,etal.fukushima-derivedradionuclidesintheoceanandbiotaoffjapan,proceedingsofnationalacademyofsciencesoftheunitedstatesofamerica,109,5984(2012).

[2]何建华,陈立奇,门武,等。海水中137cs的快速富集与分析,台湾海峡,2011,30(2):280-285。



技术实现要素:

针对现有国内外相关技术方法存在的时效性差、操作难度大等问题,本发明提供可实现在现场对大体积水样的快速过滤,极大地降低了现场操作的难度,有效地提高了现场操作时效性的倒吸组合式水样过滤系统。

本发明设有过滤器主体、滤膜支撑体、滤膜、滤膜压实圈、过滤器盖、浮力板、过滤器抽气口、压力感应与管道控制单元、缓冲容器、缓冲瓶抽气口、负压生成器等;

所述过滤器主体用于安装滤膜支撑体及固定滤膜,所述过滤器主体设有至少1个;

所述滤膜支撑体用于放置滤膜,滤膜支撑体上设有孔,所述孔用于过滤时让液体通过,滤膜支撑体数量与过滤器主体数量相同;

所述滤膜压实圈用于强化滤膜与滤膜支撑体之间的接触,防止渗漏,滤膜压实圈数量与过滤器主体数量相同;

所述过滤器盖用于紧固滤膜压实圈与滤膜支撑体,过滤器盖的大小与过滤器主体匹配,过滤器盖数量与过滤器主体数量相同;

所述浮力板用于固定过滤器主体,浮力板悬浮于溶液表面,浮力板上设有至少1个通孔,所述通孔用于过滤器主体的固定;

所述过滤器抽气口用于过滤时连接过滤器主体与缓冲瓶;

所述压力感应与管道控制单元设有压力传感器和阀门,压力感应与管道控制单元用于感应过滤时管道的压力,并在管道压力发生突变时自动关闭阀门,压力感应与管道控制单元两端与压力感应水管连接,压力感应与管道控制单元数量与过滤器主体数量相同;

所述缓冲容器用于过滤时溶液的盛装,缓冲容器设有至少1个;

所述缓冲容器抽气口用于连接过滤器和真空吸引器,每一个缓冲容器上配置至少2个缓冲容器抽气口;

所述负压生成器用于过滤时过滤管道中负压的生成,负压生成器设有至少1个。

所述过滤器主体可选自陶瓷、特氟龙等材料。

所述滤膜支撑体可选自陶瓷、特氟龙等材料。

所述滤膜压实圈可选自不锈钢、特氟龙等材料。

所述过滤器盖可选自陶瓷、特氟龙等材料。

所述浮力板可选自特氟龙、塑料泡沫等材料;所述浮力板的表面应经过光滑处理,防止元素(或核素)的吸附,可采用空心结构增加浮力。

所述过滤器抽气口可选自陶瓷、特氟龙等材料。

所述缓冲容器可选自pvc、特氟龙、不锈钢、玻璃钢等材料。

所述缓冲容器抽气口可选自pvc、特氟龙、不锈钢、玻璃钢等材料。

所述负压生成器可采用真空发生器。

本发明实现了在现场大体积水样快速过滤,避免了过滤过程中由于滤膜破损导致的重复过滤,极大地降低了现场操作的难度,有效地提高了现场操作的时效性。

附图说明

图1为本发明实施例的结构与工作流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1所示,本发明实施例设有过滤器主体1、滤膜支撑体2、滤膜3、滤膜压实圈4、过滤器盖5、浮力板6、过滤器抽气口7、压力感应与管道控制单元8、缓冲容器9、缓冲瓶抽气口91、负压生成器10等;所述过滤器主体1用于安装滤膜支撑体2及固定滤膜3,所述过滤器主体1设有至少1个;所述滤膜支撑体2用于放置滤膜3,滤膜支撑体2上设有孔,所述孔用于过滤时让液体通过,滤膜支撑体2数量与过滤器主体1数量相同;所述滤膜压实圈4用于强化滤膜3与滤膜支撑体2之间的接触,防止渗漏,滤膜压实圈4数量与过滤器主体1数量相同;所述过滤器盖5用于紧固滤膜压实圈4与滤膜支撑体3,过滤器盖5的大小与过滤器主体1匹配,过滤器盖5数量与过滤器主体1数量相同;所述浮力板6用于固定过滤器主体1,浮力板6悬浮于溶液表面a0,浮力板6上设有至少1个通孔,所述通孔用于过滤器主体1的固定;所述过滤器抽气口7用于过滤时连接过滤器主体1与缓冲瓶;所述压力感应与管道控制单元8设有压力传感器和阀门,压力感应与管道控制单元8用于感应过滤时管道的压力,并在管道压力发生突变时自动关闭阀门,压力感应与管道控制单元8两端与压力感应水管11连接,压力感应与管道控制单元8数量与过滤器主体1数量相同;所述缓冲容器9用于过滤时溶液的盛装,缓冲容器9设有至少1个;所述缓冲容器抽气口91用于连接过滤器和真空吸引器,每一个缓冲容器9上配置至少2个缓冲容器抽气口91;所述负压生成器10用于过滤时过滤管道12中负压的生成,负压生成器10设有至少1个。

所述过滤器主体1选自陶瓷、特氟龙等材料。

所述滤膜支撑体2选自陶瓷、特氟龙等材料。

所述滤膜压实圈3选自不锈钢、特氟龙等材料。

所述过滤器盖4选自陶瓷、特氟龙等材料。

所述浮力板5选自特氟龙、塑料泡沫等材料;所述浮力板的表面应经过光滑处理,防止元素(或核素)的吸附,可采用空心结构增加浮力。

所述过滤器抽气口7可选自陶瓷、特氟龙等材料。

所述缓冲容器9选自pvc、特氟龙、不锈钢、玻璃钢等材料。

所述缓冲容器抽气口91选自pvc、特氟龙、不锈钢、玻璃钢等材料。

所述负压生成器10采用真空发生器。

水样在过滤管道12负压的作用下,通过安装滤膜3的过滤器,其中固体部分停留在滤膜3上,液态部分则通过过滤管道12进入缓冲容器9,实现了固液的快速分离。最后收集滤膜上的沉淀物,以及溶液容器中残留的少量未过滤的溶液合并待处理。

根据本发明的实施例,倒吸组合式水样过滤系统可以在船舶上现场作业,也可用于陆地实验室进行实验。

根据本发明的实施例,该系统可以根据不同的需求设计不同的形状和尺寸,并采用不同的过滤器数量,以满足不同的使用目的。为方便起见,本文仅介绍采用一个过滤器的情形。

根据本发明实施例的倒吸组合式水样过滤系统工作流程如下:

将过滤器主体大尺寸面向上,放置滤膜支撑体后,再在滤膜支撑体上方依次放置滤膜、滤膜压实圈后,将过滤器盖与过滤器主体完全紧固,使滤膜边缘与滤膜支撑体的边缘完全密封。然后将过滤器抽气口固定在浮力板上,再用过滤水管连接过滤器抽气口与缓冲容器,以及缓冲容器与负压生成器。之后将过滤器倒置(即大尺寸面向下),置于待过滤的溶液中,使滤膜支撑体和滤膜完全浸泡在溶液中,但其整体在浮力板的作用下漂浮在溶液表面。打开压力感应与管道控制单元,启动负压生成器开始过滤,待溶液表面低于滤膜时,关闭负压生成器,收集滤膜上的沉淀物与溶液容器中残留的少量未过滤的溶液合并后等待下一步处理。缓冲容器中的溶液根据相关要求弃除或等待下一步的处理。

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