[发明专利]一种浓缩提取微污染水体中化学组分的多柱分配装置

说明书

一种浓缩提取微污染水体中化学组分的多柱分配装置，包括双层通透式框架主体，双层通透式框架主体上设有储水桶、超滤膜、反渗透膜及不同浓缩提取要求的若干功能组单元管，原水由蠕动泵经超滤膜过滤后进入储水桶，再由膜泵进入RO膜，出RO膜的纯水部分外排，出RO膜的浓水部分回流入储水桶，进行循环运行，直到十倍于原水的浓缩体积，纯水和/或浓水经各功能组单元管中不同填料的选择富集和洗脱作用，最终得到水样50～100倍高含量富集的化学分组A、B、C、D、E类，本发明将水样中的多种微量成分按其分子结构的特点多重分组，选择不同极性类别的富集分离，在一体化的装置上实现对100L水样浓缩50～100倍的水平，可提供相关的研究深入开展未知组分的理化作用。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，还属于科研教学实验设备技术领域，涉及水体中微量化学成分的预分组富集设备，特别涉及一种浓缩提取微污染水体中化学组分的多柱分配装置。

背景技术

环境水体中，有很多的微量物质存在。有的对人体健康具有累积等潜在风险，如环境荷尔蒙类等。达标排放的城市污水厂的二沉池出水因其相对水量大，很大程度上已成为所依附城市的内湖(河)的主要景观水源。但其水质必然是经过生物化学处理后的生活污水。仍然会存有一些难于降解以及降解过程产生的生化次生产物等未知物。因此，与水资源匮乏的城市发展和人民健康的安全水环境需要并行，为环境质量的可靠与保障，开展相关的水质安全与风险控制研究显得非常必要。

冰川、海水等天然水体的研究也都涉及到对微量成分的甄别。受制于水样的复杂性，需要先进行分类分组。城市污水厂的二沉池出水更是这样，结合NMR核磁共振谱解析微污染机理，需要足够的样品量，就需要有大体积的供应量。然而目前通常采用的固相萃取SPE技术，容量有限，不适于大体积样品量。通常的柱层析，考虑了溶脱平衡也不适于对微量成分的富集。单独的反渗透RO仅是孔隙分离，并没有选择性。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种浓缩提取微污染水体中化学组分的多柱分配装置，将水样中的多种微量成分按其分子结构的特点多重分组，选择不同极性类别的富集分离，在一体化的装置上实现对100L水样浓缩50～100倍的水平，可提供相关的研究深入开展未知组分的理化作用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种浓缩提取微污染水体中化学组分的多柱分配装置，包括双层通透式框架主体14，双层通透式框架主体14上安装有储水桶11、超滤膜4、RO膜3以及不同浓缩提取要求的若干功能组单元管2，其中，原水经超滤膜4过滤后进入储水桶11，储水桶11的水由泵进入RO膜3，出RO膜3的纯水部分外排，出RO膜3的浓水部分回流入储水桶11，进行循环运行，可到十倍于原水的浓缩体积，所述纯水和/或浓水经各功能组单元管2中不同填料13的选择富集和洗脱作用，最终得到水样50～100倍富集的化学分组A、B、C、D、E类。

所述功能组单元管2是填装不同填料13的不同规格的多柱分配单元管，能够通过硅胶管连接器15或玻璃三通开关12串联使用，据样品中微量化学成分的量及填料13的容量，实现5～10倍的单元洗脱浓缩。

所述填料13的种类包括高分子极性填料、阳离子交换树脂填料、阴离子交换树脂填料以及疏水填料，所述各个功能组单元管2的连接结构如下：

所述出RO膜3的纯水接填装高分子极性填料的功能组单元管2，获取C类浓缩水样组分；

所述储水桶11中循环过滤得到的十倍原水浓缩液接分别填装阴离子交换树脂填料和阳离子交换树脂填料的功能组单元管2，获取A类和B类浓缩水样组分；装有阴、阳离子交换树脂填料的功能组单元管2，可以彼此串联作为前置预处理。

所述储水桶11中循环过滤得到的十倍原水浓缩液接填装疏水填料的功能组单元管2，获取D类和E类浓缩水样组分。