采用两级树脂提取淡水富里酸的装置及制备方法与流程

文档序号:12237582阅读:来源:国知局

技术特征:

1.采用两级树脂提取淡水富里酸的装置,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、水箱、总控制系统、过滤净化单元和富里酸提取单元;

所述富里酸提取单元包括有机药剂箱、淋洗装置、一级吸附富集装置和二级吸附富集装置;所述一级吸附富集装置的入口与所述有机药剂箱的出口、所述淋洗装置的出口、液体储存器的出口连接,所述二级吸附富集装置的入口分别与淋洗装置的出口、有机药剂箱的出口、一级吸附富集装置的出口连接;

所述一级吸附富集装置和二级吸附富集装置的底部均设有液体排出开关;

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。

2.如权利要求1所述的采用两级树脂提取淡水富里酸的装置,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;所述水箱与所述过滤器之间的管道伸入水箱中,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所述的采用两级树脂提取淡水富里酸的装置,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。

4.如权利要求1所述的采用两级树脂提取淡水富里酸的装置,其特征在于,所述反渗透浓缩单元包括反渗透单元、高压泵、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处,第二电导率探头设于反渗透浓缩单元的纯水出口与淋洗装置之间。

5.如权利要求4所述的采用两级树脂提取淡水富里酸的装置,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,所述浓水出口与水箱连接,所述纯水出口与淋洗装置连接;所述反渗透单元浓水和纯水出口都设有安保阀。

6.如权利要求1所述的采用两级树脂提取淡水富里酸的装置,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。

7.如权利要求1所述的采用两级树脂提取淡水富里酸的装置,其特征在于,过滤净化单元包括过滤器、液体储存器和真空泵,所述过滤器的入口与所述水箱的出口连接,所述过滤器的出口与所述液体储存器的入口连接;所述真空泵与所述液体储存器连接,所述液体储存器的出口与所述一级吸附富集装置的入口连接;

所述过滤器包括杂质室、滤膜和砂芯,所述滤膜设于杂质室内,并由砂芯作支撑;所述滤膜的孔径取值范围是0.1-0.7μm。

8.如权利要求1所述的采用两级树脂提取淡水富里酸的装置,其特征在于,所述总控制系统包括控制单元和触屏器,所述控制单元与触屏器连接,所述控制单元与自吸泵、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。

9.利用权利要求1-8任一所述的采用两级树脂提取淡水富里酸的装置进行富里酸提取的方法,其特征在于,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,初步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,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,经二次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水箱高度时,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,反渗透膜对原水中的溶解盐和天然溶解有机物进行浓缩,得到纯水和浓水;经过反渗透膜的纯水直接排放到淋洗装置中进行存储,浓水循环进入水箱,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;

(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,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,计量加药泵第一道加酸液程序停止工作;

计量加药泵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)打开水箱的出口阀门,同时启动真空泵,通过真空泵施压,水箱中的浓水经过滤器流入液体储存器中,酸不溶杂质被滤膜截留而去除,粗提富里酸溶液通过滤膜流入液体储存器中;

(6)过滤完成后,关闭水箱的出口阀门,打开液体储存器的出口阀门,液体储存器中的液体依次流过一级吸附富集装置和二级吸附富集装置,富里酸被吸附在树脂上;

(7)吸附完成后,关闭一级吸附富集装置和二级吸附富集装置之间的开关,打开淋洗装置与一级吸附富集装置之间的开关,同时打开一级吸附富集装置的液体排出开关,淋洗装置中的纯水通过管道注入一级吸附富集装置,对一级吸附富集装置进行冲洗,冲洗废液直接从液体排出开关排出;关闭淋洗装置与一级吸附富集装置之间的开关,打开淋洗装置与二级吸附富集装置之间的开关,同时打开二级吸附富集装置的液体排出开关,淋洗装置中的纯水通过管道注入二级吸附富集装置,对二级吸附富集装置进行冲洗,冲洗废液直接从液体排出开关排出;

(8)冲洗完成后,关闭淋洗装置与一级吸附富集装置、二级吸附富集装置之间的开关,关闭一级吸附富集装置和二级吸附富集装置之间的开关,打开有机药剂箱与一级吸附富集装置之间的开关,有机药剂箱通过耐有机管道向一级吸附富集装置中注入挥发性有机溶剂,被树脂吸附后的富里酸在挥发性有机溶剂的作用下发生解吸后经液体排出开关排出,标记为富里酸有机溶液1;

关闭有机药剂箱与一级吸附富集装置之间的开关,打开有机药剂箱与二级吸附富集装置之间的开关,有机药剂箱中的液体通过耐有机管道向二级吸附富集装置中注入挥发性有机溶剂,被树脂吸附后的富里酸在挥发性有机溶剂的作用下发生解吸后排出,标记为富里酸有机溶液2;

合并富里酸有机溶液1和富里酸有机溶液2,经旋转蒸发、氮吹后获得淡水水体中溶解富里酸固体粉末。

10.如权利要求9所述的淡水水体中富里酸提取方法,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;所述水箱中的混酸浓度范围为0.001-1mol/L非氧化性强酸和0.1-0.5mol/L氢氟酸;所述pH的预设值为0.5-3;所述有机药剂箱中的挥发性有机溶剂为甲醇或乙醇;所述耐有机管道要求能承受甲醇或乙醇类弱极性挥发性有机溶剂。

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