本发明属于垃圾渗滤液处理,特别是涉及一种分离垃圾渗滤液的多层透析装置及使用方法。
背景技术:
1、随着城市化进程的加快,垃圾产量急剧增加,垃圾填埋场产生的渗滤液成为环境治理的一大难题。垃圾渗滤液含有高浓度的有机物、氨氮、重金属等溶解性污染物,其成分复杂,处理难度大。传统的分离方法,如固相萃取、吸附、化学沉淀等,效率低下,成本高昂,往往难以有效分离渗滤液中的不同分子量组分,尤其是难以分离大分子难降解有机物。
2、近年来,膜分离技术因其高效、节能、操作简便等优点,在垃圾渗滤液处理技术领域得到了广泛应用。然而,单层膜透析技术难以满足垃圾渗滤液处理,尤其是在分离不同分子量组分方面存在局限性。例如,传统的反渗透和纳滤技术虽然可以有效分离大分子有机物,但对于小分子有机物的分离效果并不理想,且易受污染物堵塞和膜污染的影响。其次,单层膜的选择性有限,往往难以同时有效地分离具有不同分子量的有机物。例如,对较小分子量的有机物可能缺乏足够的选择性,使得难以实现高纯度的分离。此外,单层膜的稳定性可能不足以长期承受不同分子量有机物的处理,特别是在高浓度或复杂环境条件下,膜的性能容易受到影响,增加了操作的复杂性和成本。
技术实现思路
1、本发明旨在提供了一种分离垃圾渗滤液的多层透析装置及使用方法,解决了现有的单层膜透析技术选择性有限,难以同时有效地分离具有不同分子量的有机物垃圾渗滤液和离子垃圾渗滤液的问题。
2、为了达到上述发明目的,本发明采用的技术方案如下:
3、提供了一种分离垃圾渗滤液的多层透析装置,其包括磁力搅拌模块和多层透析模块;磁力搅拌模块包括磁力搅拌转子和驱动磁力搅拌转子转动的磁场控制装置;磁场控制装置的顶部为搅拌台;
4、多层透析模块包括设置于搅拌台上的实验筒,实验筒内设置有多个直径不同且同轴布置的透析筒,多个透析筒相互独立设置,每个透析筒均包括呈中空圆柱结构的钢架,钢架上覆盖有透析膜;不同透析筒中透析膜的截留分子量不同;相邻两个透析筒之间的间隙以及最外层的透析筒与实验筒之间的间隙中均填充有超纯水;磁力搅拌转子设置于直径最小的透析筒的底部。
5、进一步地,实验筒的内底面设置有多圈直径不同且同轴布置的螺旋卡槽,每个透析筒均匹配一个螺旋卡槽,透析筒的底部与螺旋卡槽密封连接;
6、实验筒的顶部设置有多圈直径不同且同轴布置的旋钮盖,每个透析筒均匹配一个旋钮盖,透析筒的顶部与旋钮盖密封连接。
7、进一步地,每个钢架均包括两个竖直间隔设置的钢圈,每个钢圈的宽度均为1.5cm;两个钢圈之间设置有多根支撑钢架,钢架中位于顶部的钢圈上设置有与旋钮盖螺纹配合的外螺纹;钢架中位于底部的钢圈上设置有与螺旋卡槽螺纹配合的外螺纹。
8、进一步地,多个透析筒分别为内径递减的外层透析筒、中层透析筒和内层透析筒;磁力搅拌转子设置于内层透析筒内;
9、外层透析筒中透析膜的截留分子量为10000da;中层透析筒中透析膜的截留分子量为30000da;内层透析筒中透析膜的截留分子量为50000da。
10、进一步地,磁场控制装置包括壳体,壳体的内部设置有变电箱,变电箱内设置有变电线圈,变电线圈通过串联线电性连接有分流装置,分流装置上设置有转口,转口四周设置有磁感应线圈;内层透析筒位于磁感应线圈的正上方;
11、壳体的侧面设置有与变电箱电性连接的启停开关和导线,导线的自由端穿过壳体侧面上的缺口连接有电源插头,导线上设置有变压器,壳体的顶部为搅拌台,壳体的底部设置有支撑腿。
12、进一步地,超纯水的体积为相邻两个透析筒之间间隙以及最外层的透析筒与实验筒之间间隙体积的2/3。
13、进一步地,磁力搅拌转子的转速为200转/分钟。
14、本发明还提供一种分离垃圾渗滤液的多层透析装置的使用方法,其包括:
15、步骤1、分别将外层透析筒、中层透析筒和内层透析筒的底部与实验筒内的多圈螺旋卡槽密封连接;
16、步骤2、向相邻两个透析筒之间的间隙以及最外层的透析筒与实验筒之间的间隙填充超纯水,向内层透析筒内放置磁力搅拌转子以及填充垃圾渗滤液;
17、步骤3、拧动多圈旋钮盖密封外层透析筒、中层透析筒和内层透析筒的顶部组成多层透析模块;
18、步骤4、将多层透析模块放置于搅拌台上,并启动磁场控制装置驱动磁力搅拌转子在内层透析筒以预设的转速运行至预设时间;
19、步骤5、磁力搅拌转子运行结束后,关闭磁场控制装置,抽取多个透析筒之间以及透析筒与实验筒之间间隙中的溶液,获得含有不同有机组分分子量的透析溶液。
20、本发明的有益效果为:
21、1、本发明中的一种分离垃圾渗滤液的多层透析装置及使用方法,通过在多层透析模块设置多个截留分子量不同的透析筒,并在直径最小的透析筒的底部设置磁力搅拌转子,不仅能同时处理多种分子量的有机物和离子垃圾渗滤液的透析工作,而且配合磁力搅拌转子显著提高了多种分子量的有机物和离子的分离效率,相比于单一膜技术,能够在更短的时间内完成更多的分离任务。
22、2、本发明中的一种分离垃圾渗滤液的多层透析装置仅仅包括磁力搅拌模块和多层透析模块两个主体,装置结构简单,实验人员仅需将垃圾渗滤液引入多层透析模块,通过控制多层透析模块中透析膜的孔径和层数,即可实现不同组分的分离,操作过程简便快捷。实验筒的顶部设置多层旋钮盖,使得装配和拆卸透析筒简单,便于清洗和维护透析筒,适合于实验室中的日常使用。
23、3、本发明中的一种分离垃圾渗滤液的多层透析装置及使用方法,可根据具体污染物分子量范围、溶液性质等因素组成灵活调整每个透析筒中透析膜的膜材料和操作参数,适应不同种类和浓度的垃圾渗滤液处理需求,具有更高的操作灵活性。
1.一种分离垃圾渗滤液的多层透析装置,其特征在于,包括磁力搅拌模块和多层透析模块;所述磁力搅拌模块包括磁力搅拌转子和驱动所述磁力搅拌转子转动的磁场控制装置;所述磁场控制装置的顶部为搅拌台;
2.根据权利要求1所述的分离垃圾渗滤液的多层透析装置,其特征在于,所述实验筒的内底面设置有多圈直径不同且同轴布置的螺旋卡槽,每个所述透析筒均匹配一个所述螺旋卡槽,透析筒的底部与螺旋卡槽密封连接;
3.根据权利要求2所述的分离垃圾渗滤液的多层透析装置,其特征在于,每个所述钢架均包括两个竖直间隔设置的钢圈,每个所述钢圈的宽度均为1.5cm;两个钢圈之间设置有多根支撑钢架,钢架中位于顶部的钢圈上设置有与所述旋钮盖螺纹配合的外螺纹;钢架中位于底部的钢圈上设置有与所述螺旋卡槽螺纹配合的外螺纹。
4.根据权利要求3所述的分离垃圾渗滤液的多层透析装置,其特征在于,多个所述透析筒分别为内径递减的外层透析筒、中层透析筒和内层透析筒;所述磁力搅拌转子设置于所述内层透析筒内;
5.根据权利要求4所述的分离垃圾渗滤液的多层透析装置,其特征在于,所述磁场控制装置包括壳体,所述壳体的内部设置有变电箱,所述变电箱内设置有变电线圈,所述变电线圈通过串联线电性连接有分流装置,所述分流装置上设置有转口,所述转口四周设置有磁感应线圈;所述内层透析筒位于所述磁感应线圈的正上方;
6.根据权利要求1所述的分离垃圾渗滤液的多层透析装置,其特征在于,所述超纯水的体积为相邻两个透析筒之间间隙以及最外层的透析筒与实验筒之间间隙体积的2/3。
7.根据权利要求6所述的分离垃圾渗滤液的多层透析装置,其特征在于,所述磁力搅拌转子的转速为200转/分钟。
8.一种权利要求4-7任一所述的分离垃圾渗滤液的多层透析装置的使用方法,其特征在于,包括: