[发明专利]一种淡水水体中憎水性溶解腐殖酸提取装置

说明书

技术领域

本发明涉及浓缩技术领域，尤其涉及一种淡水水体中憎水性溶解腐殖酸提取装置。

背景技术

溶解有机质是能通过孔径为0.45μm滤膜的一类天然大分子有机物混合物，它来源于动植物分泌物及其残体分解产物，包括腐殖酸、富里酸和非腐殖物质。腐殖酸分子量大，对污染物的沉积和絮凝具有重要作用。腐殖酸可以分为憎水性腐殖酸和亲水性腐殖酸，其中憎水性腐殖酸非极性更强，更易与PAHs等新型污染物结合，是目前地球化学和环境科学研究的热点。但是，水体中腐殖酸浓度极低，一般在1-3mg/L左右，而憎水性腐殖酸浓度更低。目前如何实现从江河湖泊及地下水等淡水水体中高效地提取高浓度的憎水性腐殖酸是亟需解决的问题。

反渗透技术是在高于溶液渗透压的作用下，依据大分子物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。反渗透膜的膜孔径非常小，因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等。反渗透具有脱盐率高，机械强度大和使用寿命长，化学或生化耐受性强等优点。本发明利用反渗透技术初步浓缩淡水水体中憎水性溶解腐殖酸。

彭安、王安华发表了一种关于腐殖酸提取方法的文章，其论文题目：水体腐殖酸及其络合物I.蓟运河腐殖酸的提取和表征(环境科学学报，第一卷第2期，1981.06)，公开了一种腐殖酸提取的方法，其提取方法主要是在实验室的条件下进行的，腐殖酸提取和纯化包括两个步骤：

(1)吸附树脂的预处理

处理过的吸附树脂装柱，树脂高和直径比为10:1，上下口用玻璃棉充填，既可起到支持作用又可起到过滤作用。

(2)河水腐殖酸的提取

河水腐殖酸的提取流程如附图2所示。

本论文公开的腐殖酸提取方法主要是依赖于实验室和大量的人工操作条件下进行的，操作过程复杂、自动化程度低，且提取的腐殖酸量较少，不适合大规模样品采集；另外，本论文公开的腐殖酸提取方法受人为影响操作影响较大，不能广泛的用于江河湖泊及地下水等淡水水体中腐殖酸的提取及比对，可实施性不佳。

发明内容

为了获取高浓度的腐殖酸，本发明提供了一种淡水水体中憎水性溶解腐殖酸提取装置，此装置可以应用于江河湖泊及地下水等淡水水体中腐殖酸的提取。

为了解决上述技术问题，本发明的一种淡水水体中憎水性溶解腐殖酸提取装置，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、有机质提取单元、第一水箱、总控制系统、第二水箱、pH值自动调节单元和腐殖酸提取单元；

所述第二水箱采用耐酸材料，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；所述第二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；第二水箱设有氮气供给装置，防止腐殖酸在碱性条件下氧化；

所述pH值自动调节单元包括pH传感器、第二加药装置、第三加药装置和计量加药泵；所述pH传感器设于所述第二水箱内，所述第二加药装置的出口、第三加药装置的出口通过加药泵均与所述第二水箱连接；

所述腐殖酸提取单元包括淋洗装置、液体储存器、过滤器和真空泵；所述过滤器的入口与所述第二水箱的出口连接，所述过滤器的出口与液体储存器入口连接；所述淋洗装置的入口与所述反渗透浓缩单元纯水出口连接，其出口与所述过滤器入口、吸附富集装置入口连接；所述过滤器包括样品室、滤膜和砂芯，所述滤膜置于所述样品室之内，并以所述砂芯作为滤膜支撑物；所述滤膜的孔径取值范围是0.1-0.7μm；所述真空泵的吸气口与所述液体储存器连接。

优选地，原水供给单元采用自吸泵供水，原水主要为江河湖泊及地下水等淡水水体，原水水质的浊度在1000NTU之内，溶解有机碳的取值在1000mg/L之内，电导率取值在30000μS/cm之内；自吸泵的前端设有过滤袋，所述过滤袋的孔径为10μm。

优选地，所述预处理单元包括一级精密微滤过滤器、二级精密微滤过滤器和三级精密微滤过滤器，一级精密微滤过滤器中精密滤芯的孔径为5μm，二级精密微滤过滤器中精密滤芯的孔径为1μm，三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三级精密微滤过滤器的入口连接，三级精密微滤过滤器的出口与第一水箱连接。