本發(fā)明涉及濃縮技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種用于提取水體富里酸的設(shè)備。
背景技術(shù):
溶解有機(jī)質(zhì)是能通過孔徑取值范圍為0.1-0.7μm濾膜的一類天然大分子有機(jī)物混合物,它來源于動(dòng)植物分泌物及其殘?bào)w分解產(chǎn)物,組成和結(jié)構(gòu)隨時(shí)空和來源而變化。在淡水和海水水體中,溶解有機(jī)質(zhì)具有重要生態(tài)和環(huán)境作用。溶解有機(jī)質(zhì)主要包括腐殖酸、富里酸等酸性物質(zhì),并且腐殖酸、富里酸等酸性物質(zhì)分子量大,難于降解,是溶解有機(jī)質(zhì)中的主要成分,被廣泛關(guān)注。在任何pH值條件下可溶,遷移性強(qiáng),富里酸與水中的重金屬及有毒有害物質(zhì)發(fā)生相互作用,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬及有毒有害難降解物質(zhì)在環(huán)境中的轉(zhuǎn)化、遷移及歸宿。在天然水體中,富里酸絕對(duì)含量非常低,淡水中濃度一般為1-5mg/L,海水中一般為0.1-1mg/L。但是,目前如何實(shí)現(xiàn)從水體中高效地提取高濃度的腐殖酸是亟需解決的問題。
納濾過程是一種近似機(jī)械篩分的低壓力驅(qū)動(dòng)膜分離過程。本發(fā)明裝置利用納濾過程,實(shí)現(xiàn)對(duì)水體中溶解有機(jī)質(zhì)的截流,在納濾濃縮的同時(shí)去除去單價(jià)離子(如:鈉離子和氯離子)和分子量低于200道爾頓的有機(jī)物。本發(fā)明裝置即用于淡水或海水水體溶解有機(jī)質(zhì)的納濾濃縮、提純。
李會(huì)杰發(fā)表了一篇碩士學(xué)位論文,論文題目是“腐殖酸和富里酸的提取與表征研究(華中科技大學(xué),建筑與土木工程專業(yè))”,公開了一種富里酸的提取、純化方法,其提取和純化主要是依賴于實(shí)驗(yàn)室條件和一些簡(jiǎn)單的設(shè)備完成的,該方法包括富里酸的提取和富里酸的純化兩個(gè)步驟。
詳細(xì)的提取純化流程如附圖2所示。
本碩士論文公開的富里酸提取純化方法主要是依賴于實(shí)驗(yàn)室條件和一些簡(jiǎn)單的設(shè)備完成的,操作過程復(fù)雜,自動(dòng)化程度低,在整個(gè)提取的過程中不能形成一個(gè)完整且操作方便的系統(tǒng);另外,本論文公開的富里酸提取方法受人為操作影響大,不能廣泛的用于淡水和海水水體中溶解有機(jī)質(zhì)富里酸的提取和對(duì)比,可實(shí)施性不佳。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了實(shí)現(xiàn)從水中分離富里酸并對(duì)其進(jìn)行萃取和純化,本發(fā)明提供了一種用于提取水體富里酸的設(shè)備,可以有效方便地提取所需的富里酸。
為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明的一種用于提取水體富里酸的設(shè)備,包括原水供給單元、預(yù)處理單元、納濾濃縮單元、酸堿度調(diào)節(jié)單元、水箱、總控制系統(tǒng)、過濾凈化單元和富里酸提取單元;
所述過濾凈化單元包括過濾器、液體儲(chǔ)存器和真空泵,所述過濾器的入口與所述水箱的出口連接,所述過濾器的出口與所述液體儲(chǔ)存器的入口連接;所述真空泵與所述液體儲(chǔ)存器連接;所述液體儲(chǔ)存器的出口與所述吸附富集裝置的入口連接;
所述富里酸提取單元包括淋洗裝置、堿液藥劑箱、吸附富集裝置和離子交換裝置,所述吸附富集裝置的入口與所述液體儲(chǔ)存器的出口、淋洗裝置的出口、堿液藥劑箱的出口連接,吸附富集裝置的出口與所述離子交換裝置的入口連接;
所述離子交換裝置的入口與淋洗裝置的出口連接,所述吸附富集裝置、離子交換裝置的底部均設(shè)有排液閥;
所述吸附富集裝置包括吸附柱和填料,所述填料設(shè)于所述吸附柱內(nèi),所述填料為XAD-8樹脂、DAX-8樹脂和XAD-7樹脂的一種或多種;
所述離子交換裝置包括吸附柱和填料,所述填料設(shè)于所述吸附柱內(nèi),所述填料為氫型陽離子交換樹脂。
優(yōu)選地,優(yōu)選地,所述原水供給單元采用自吸泵供水,原水為海水或淡水,原水水質(zhì)的濁度在1000NTU之內(nèi),TOC的取值在1000mg/l之內(nèi),電導(dǎo)率取值在40000μS/cm之內(nèi);自吸泵的前端設(shè)有過濾袋,所述過濾袋的孔徑為10μm。
優(yōu)選地,所述水箱采用耐酸材料,其上面設(shè)有密封蓋;其內(nèi)設(shè)有攪拌器、液位傳感器和pH傳感器;所述密封蓋的端面設(shè)有至少5個(gè)通孔;所述水箱與所述過濾器之間的管道深入水箱中,伸入水箱的管道頂部為密封結(jié)構(gòu),管道壁設(shè)有多個(gè)孔徑為50μm的孔,孔的最低高度控制在水箱高度的1/100-1/10處,所述伸入水箱管道外設(shè)有過濾罩,所述過濾罩的孔徑為100μm。
優(yōu)選地,所述預(yù)處理單元包括一級(jí)精密微濾過濾器、二級(jí)精密微濾過濾器、三級(jí)精密微濾過濾器,一級(jí)精密微濾過濾器中精密濾芯的孔徑為1μm,二級(jí)精密微濾過濾器中精密濾芯的孔徑為0.45μm,三級(jí)精密微濾過濾器中精密濾芯的孔徑為0.22μm;所述一級(jí)精密微濾過濾器的入口與自吸泵的出口連接,一級(jí)精密微濾過濾器的出口與二級(jí)精密微濾過濾器的入口連接,二級(jí)精密微濾過濾器的出口與三級(jí)精密微濾過濾器的入口連接,三級(jí)精密微濾過濾器的出口與水箱連接。
優(yōu)選地,一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)精密濾芯均采用聚丙烯濾芯,精密濾芯需要及時(shí)更換,可以避免堵塞和過多污染物聚集滋生微生物。
優(yōu)選地,所述納濾濃縮單元包括納濾單元、高壓泵、第一TOC在線監(jiān)測(cè)探頭和第二TOC在線監(jiān)測(cè)探頭;其中納濾單元包括納濾膜和不銹鋼膜殼,所述納濾膜的孔徑取值為1-2nm;
所述第一TOC在線監(jiān)測(cè)探頭設(shè)于所述納濾單元濃水出口處,第二TOC在線監(jiān)測(cè)探頭設(shè)于納濾單元的廢水出口處,通過對(duì)比兩個(gè)TOC在線監(jiān)測(cè)探頭檢測(cè)數(shù)值,可以判斷納濾膜工作狀態(tài)是否良好。
優(yōu)選地,所述納濾單元設(shè)有液體進(jìn)口,濃水出口和廢水出口;所述液體進(jìn)口通過高壓泵與水箱連接,所述濃水出口與水箱連接,所述廢水通過管道排出;所述納濾單元與高壓泵之間設(shè)有安保閥,濃水出口設(shè)有安保閥。
優(yōu)選地,所述酸堿度調(diào)節(jié)單元中包括pH傳感器、攪拌器、計(jì)量加藥泵、酸液藥劑箱;所述pH傳感器設(shè)于水箱中,計(jì)量加藥泵的入口與酸液藥劑箱的出口連接,計(jì)量加藥泵的出口與水箱連接。
優(yōu)選地,所述過濾器包括雜質(zhì)室、濾膜和砂芯,所述濾膜設(shè)于雜質(zhì)室內(nèi),并由砂芯作支撐;所述濾膜的孔徑取值范圍是0.1-0.7μm。
優(yōu)選地,所述總控制系統(tǒng)包括控制單元和觸屏器,所述控制單元與觸屏器連接,所述控制單元與自吸泵、液位傳感器、pH傳感器、計(jì)量加藥泵、高壓泵和酸堿度調(diào)節(jié)單元連接;所述pH傳感器設(shè)有升降臺(tái),必要時(shí)可將pH傳感器升至水箱外。
利用用于提取水體富里酸的設(shè)備進(jìn)行溶解富里酸提取的方法,包括如下步驟:
(1)開啟總控制開關(guān):?jiǎn)?dòng)總控制系統(tǒng)的總電源啟動(dòng)按鈕;
(2)原水預(yù)處理:?jiǎn)?dòng)自吸泵啟動(dòng)按鈕,自吸泵通過管道吸取原水,自吸泵前端的過濾袋對(duì)原水進(jìn)行初步過濾,初步過濾后的原水通過自吸泵的增壓進(jìn)入預(yù)處理單元中的一級(jí)精密微濾過濾器對(duì)原水進(jìn)行一次過濾,經(jīng)一次過濾后的原水進(jìn)入二級(jí)精密微濾過濾器進(jìn)行二次過濾;二次過濾后的原水進(jìn)入三級(jí)精密微濾過濾器進(jìn)行三次過濾,三次過濾后的原水通過管道進(jìn)入水箱;當(dāng)水箱中的水位達(dá)到4/5水箱高度時(shí),自吸泵停止工作;
(3)納濾濃縮:水箱中的原水經(jīng)高壓泵增壓通過管道進(jìn)入到納濾濃縮單元,納濾膜可對(duì)原水中天然溶解有機(jī)物進(jìn)行濃縮,得到廢水和濃水;經(jīng)過納濾膜的廢水直接排放,濃水循環(huán)進(jìn)入水箱,當(dāng)位于水箱中的溶解有機(jī)碳在線測(cè)定裝置測(cè)定的有機(jī)碳的含量達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí),停止?jié)饪s;
(4)酸堿度調(diào)節(jié):?jiǎn)?dòng)酸堿度調(diào)節(jié)單元,計(jì)量加藥泵接收pH傳感器信號(hào)啟動(dòng)酸液加入程序,通過管道從酸液藥劑箱抽取酸液通過耐酸管道向水箱中注入非氧化性酸液,同時(shí)水箱中攪拌馬達(dá)啟動(dòng),使得酸液和濃水均勻混合,直到達(dá)到預(yù)設(shè)的pH值,計(jì)量加藥泵加酸液程序停止工作;
(5)過濾提純:打開水箱的出口閥門,同時(shí)啟動(dòng)真空泵,通過真空泵施壓,水箱中的濃水通過過濾器流入液體儲(chǔ)存器中,酸不溶雜質(zhì)被濾膜截留而去除,粗提富里酸溶液通過濾膜流入液體儲(chǔ)存器中;
(6)吸附富集:過濾完成后,關(guān)閉水箱的出口閥門,打開液體儲(chǔ)存器的出口閥門,液體儲(chǔ)存器中的液體流入吸附富集裝置,富里酸被吸附在樹脂上,廢液從排液閥排出;
(7)堿液洗脫:吸附完成后,打開淋洗裝置與吸附富集裝置之間的閥門,同時(shí)打開吸附富集裝置底部的排液閥,淋洗裝置中的純水通過管道注入吸附富集裝置,對(duì)吸附富集裝置進(jìn)行沖洗,沖洗后的廢液直接從排液閥排出;打開淋洗裝置與離子交換裝置之間的連通閥,淋洗裝置中的純水通過管道注入離子交換裝置,對(duì)離子交換裝置進(jìn)行沖洗,沖洗后的廢液直接從排液閥排出;
沖洗完成后,關(guān)閉淋洗裝置與離子交換裝置之間的連通閥,打開堿液藥劑箱與吸附富集裝置之間的連通閥,堿液藥劑箱中的堿液通過耐堿管道向吸附富集裝置中注入堿液,被樹脂吸附后的富里酸在堿液的作用下發(fā)生解吸,解吸后的溶液流經(jīng)離子交換裝置后流出,標(biāo)記為富里酸溶液;
富里酸溶液經(jīng)冷凍干燥后,所得固體為固態(tài)富里酸粉末。
優(yōu)選地,納濾單元廢液排出管道上設(shè)有調(diào)速閥,所述納濾單元濃水的排出管道上設(shè)有調(diào)速閥,納濾膜排出的廢水量與排出的濃水量的比值為1:9-9:1,優(yōu)選為2:1-1:2。
優(yōu)選地,所述耐酸管道的度能承受10mol/L的非氧化性酸;所述pH的預(yù)設(shè)值為0.5-3;所述堿液藥劑箱和耐堿管道要求能承受0.5mol/L的強(qiáng)堿。
優(yōu)選地,所述高壓泵的前端設(shè)有壓力表和安全閥,原水濃縮過程中,所述高壓泵前壓力大于預(yù)設(shè)值時(shí),所述安全閥開啟,避免高壓泵損壞和管道爆裂現(xiàn)象。
優(yōu)選地,納濾膜不可干燥存儲(chǔ),必須保證膜殼中有水,若設(shè)備因故閑置超過70h,應(yīng)將納濾膜浸泡于干凈的水中,若長(zhǎng)期閑置須按納濾膜要求存儲(chǔ)方式封存。
優(yōu)選地,總控制系統(tǒng)采用低壓配電,供配電設(shè)備的電壓等級(jí)為220VAC,且設(shè)低壓配電柜,向工藝系統(tǒng)動(dòng)力設(shè)備供電;控制系統(tǒng)中的電源開關(guān)與電控柜門聯(lián)鎖保護(hù),可以達(dá)到防塵、散熱快且易于安裝的效果。
優(yōu)選地,所述自吸泵的前端設(shè)有安全閥,所述水箱中設(shè)有液位傳感器,其水位在水箱4/5水箱體積時(shí),所述安全閥開啟,自吸泵停止運(yùn)轉(zhuǎn),避免水箱水位過高。
與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:
(1)本發(fā)明提供一種用于提取水體富里酸的設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高、操作方便,可以方便有效地將富里酸其它雜質(zhì)分離,提取大量的富里酸,更好的利用所提取的富里酸;
(2)本發(fā)明中的一級(jí)精密濾芯孔徑為1μm,二級(jí)精密濾芯孔徑為0.45μm,三級(jí)精密濾芯孔徑為0.22μm,更有效地濾除了水中較大顆粒的懸浮物等雜質(zhì),更好地避免了顆粒雜物對(duì)膜造成的劃傷、堵塞和高壓沖擊,降低了精密濾芯的更換頻率;
(3)酸堿度調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)pH值的整個(gè)過程是全自動(dòng)的,節(jié)省了勞動(dòng)力,降低了生產(chǎn)成本,調(diào)制的pH值的準(zhǔn)確率比較高;
(4)納濾濃縮單元中納濾單元中排出的純水量與排出的濃水量的比值為2:1-1:2,進(jìn)而可以避免純水流出量過大或過小對(duì)膜造成的傷害或設(shè)備效率降低。
附圖說明
圖1是本發(fā)明一種用于提取水體富里酸的設(shè)備工藝流程圖;
圖2是背景技術(shù)中富里酸提取純化流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖,對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作詳細(xì)的說明。
參圖1所示,圖1是本發(fā)明用于提取水體富里酸的設(shè)備的工藝流程圖。本發(fā)明提供的用于提取水體富里酸的設(shè)備,包括原水供給單元、預(yù)處理單元、納濾濃縮單元、酸堿度調(diào)節(jié)單元、水箱7、總控制系統(tǒng)4、過濾凈化單元和富里酸提取單元;其中原水供給單元主要包括自吸泵1;預(yù)處理單元包括一級(jí)精密微濾過濾器2、二級(jí)精密微濾過濾器3和三級(jí)精密微濾過濾器18;納濾濃縮單元包括納濾單元9、高壓泵8和溶解有機(jī)碳在線監(jiān)測(cè)設(shè)備,其中納濾單元9包括納濾膜和不銹鋼膜殼;酸堿度調(diào)節(jié)單元包括PH傳感器、計(jì)量加藥泵5、酸液藥劑箱6;過濾凈化單元包括液體儲(chǔ)存器16、過濾器、真空泵15,其中過濾器包括雜質(zhì)室12、濾膜13和砂芯14,濾膜13位于雜質(zhì)室12內(nèi),且由砂芯14支撐;富里酸提取單元包括淋洗裝置17、堿液藥劑箱19、吸附富集裝置20、離子交換裝置21;總控制系統(tǒng)4主要采用電氣設(shè)備控制,其中的集控操作在控制柜中統(tǒng)一進(jìn)行,可使整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制操作和手動(dòng)操作。
其中,一級(jí)精密微濾過濾器2的入口與自吸泵1的出口連接,一級(jí)精密微濾過濾器2的出口與二級(jí)精密微濾過濾器3的入口連接,二級(jí)精密微濾過濾器3 的出口與三級(jí)精密微濾過濾器18的入口連接,三級(jí)精密微濾過濾器18的出口與水箱7連接;pH傳感器位于水箱7中,計(jì)量加藥泵5的入口與酸液藥劑箱6的出口連接,計(jì)量加藥泵5的出口與水箱7連接;納濾單元9設(shè)有液體進(jìn)口,濃水出口和廢水出口;液體進(jìn)口通過高壓泵8與水箱7連接,濃水出口與水箱7連接,廢水直接排放;液體儲(chǔ)存器16的入口與過濾器出口連接,過濾器的入口與水箱7的出口連接;真空泵15的吸氣口置于液體儲(chǔ)存器16的腔體內(nèi);液體儲(chǔ)存器16的出口與吸附富集裝置20的入口連接;
吸附富集裝置20的入口還與淋洗裝置17的出口、堿液藥劑箱19的出口連接,吸附富集裝置20的出口與離子交換裝置21的入口連接;離子交換裝置21的入口還與淋洗裝置17的出口、有機(jī)液藥劑箱19的出口連接;吸附富集裝置20的底部、離子交換裝置21的底部均設(shè)有廢液排出開關(guān);
總控制系統(tǒng)4包括控制單元和觸屏器,控制單元與觸屏器連接,控制單元與自吸泵1、液位傳感器、pH傳感器、計(jì)量加藥泵5、高壓泵8和真空泵15連接。
本發(fā)明提供的用于提取水體富里酸的設(shè)備,其水體水源為海水或淡水,原水的水質(zhì)要求濁度在1000NTU之內(nèi),TOC的取值在1000mg/L之內(nèi),電導(dǎo)率取值在40000μS/cm之內(nèi);自吸泵的前端設(shè)有過濾袋,過濾袋的孔徑為10μm。
總控制系統(tǒng)采用低壓配電,供配電設(shè)備的電壓等級(jí)為220VAC,且設(shè)低壓配電柜,向工藝系統(tǒng)動(dòng)力設(shè)備供電。另外,控制系統(tǒng)中配備獨(dú)立操作的控制柜,以及電器開關(guān)和電氣元件都集中在控制柜內(nèi),電源開關(guān)與電控柜門聯(lián)鎖保護(hù),可以達(dá)到防塵、散熱快且易于安裝的效果。
首先開啟總電源和啟動(dòng)按鈕,使整個(gè)系統(tǒng)處于工作狀態(tài),自吸泵1通過管道吸取原水,原水通過位于自吸泵前端的過濾袋進(jìn)行初步過濾,過濾袋的孔徑為10μm,經(jīng)過初步過濾的原水通過自吸泵的增壓進(jìn)入預(yù)處理單元中的一級(jí)精密微濾過濾器2對(duì)原水進(jìn)行一次過濾,經(jīng)一次過濾后的原水進(jìn)入二級(jí)精密微濾過濾器3進(jìn)行二次的過濾,經(jīng)二次過濾后的原水進(jìn)入三級(jí)精密微濾過濾器18,其中,一級(jí)精密微濾過濾器2中的濾芯孔徑為1μm,二級(jí)精密微濾過濾器3中的濾芯孔徑為0.45μm,三級(jí)精密微濾過濾器18中的濾芯孔徑為0.22μm,此種濾芯直徑設(shè)置可以更好地濾除水中較大顆粒的懸浮物等雜質(zhì),提高水質(zhì),更有效地避免顆粒物雜質(zhì)對(duì)膜造成的劃傷、堵塞和高壓沖擊。另外,精密濾芯需要及時(shí)更換,避免堵塞和過多污染物集聚滋生微生物。
經(jīng)過三級(jí)精密過濾裝置過濾后的原水通過連接管道進(jìn)入水箱7,水箱7中的液位傳感器對(duì)水箱中的水位進(jìn)行檢測(cè),當(dāng)水位達(dá)到水箱體積的4/5時(shí),液位傳感器向總控制系統(tǒng)發(fā)送液位信號(hào),總控制系統(tǒng)接收液位信號(hào)后,向自吸泵發(fā)送控制信號(hào),使其停止工作,即停止向水箱中注水。
所述水箱采用耐酸材料,其上面設(shè)有密封蓋,其內(nèi)設(shè)有攪拌器和pH傳感器;所述密封蓋的端面設(shè)有至少5個(gè)通孔。
水箱7中的原水經(jīng)過高壓泵8加壓進(jìn)入納濾單元9中的納濾膜,納濾膜可將淡水或海水水體分離為濃水和廢水,能透過納濾膜的含鹽和小分子有機(jī)質(zhì)的廢水直接排出,在納濾單元9的廢水排出口上設(shè)有調(diào)速閥,可以調(diào)節(jié)廢水流出納濾膜的速度,其速度調(diào)節(jié)范圍為0-200L/h;經(jīng)納濾膜分離的濃水經(jīng)過管道回流到水箱7中,在納濾單元9與水箱7連接管道上設(shè)有調(diào)速閥,可以調(diào)節(jié)濃水流出納濾膜的速度,其速度調(diào)節(jié)范圍為0-200L/h;廢水流出納濾膜的速度和濃水流出納濾膜的速度取值設(shè)置在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi),使納濾膜排出的廢水量與排出的濃水量的比值為1:9-9:1,進(jìn)而可以避免因廢水流出的速度過快或過慢對(duì)納濾膜造成的傷害或設(shè)備效率降低。濃水進(jìn)水水箱可以循環(huán)濃縮,如此反復(fù),原水箱中的水越來越少,有機(jī)質(zhì)含量的濃度越來越高,當(dāng)水箱中的溶解有機(jī)碳在線測(cè)定裝置測(cè)定的有機(jī)碳含量達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí),停止?jié)饪s,關(guān)閉濃縮系統(tǒng)。
在原水濃縮的過程中,盡量避免濃縮比過高,濃縮比越高,含有機(jī)質(zhì)濃度越高,過高的濃度會(huì)對(duì)納濾膜造成傷害,因此,將濃水中有機(jī)質(zhì)含量控制在10000mg/L以下。
納濾單元9廢水排出管道上設(shè)有第二TOC在線監(jiān)測(cè)探頭11,納濾單元濃水排出管道處設(shè)有第一TOC在線監(jiān)測(cè)探頭10,通過對(duì)比第一TOC在線監(jiān)測(cè)探頭10與第二TOC在線監(jiān)測(cè)探頭11檢測(cè)的數(shù)值,可以判定納濾膜是否滲漏;即如果第一TOC在線監(jiān)測(cè)探頭10與第二TOC在線監(jiān)測(cè)探頭10檢測(cè)的數(shù)值差小于預(yù)設(shè)值,可以判定納濾膜出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。納濾單元濃水和廢水的出口處還設(shè)有安保閥,在原水濃縮過程中,納濾單元濃水和廢水的溶解有機(jī)碳差異小于預(yù)設(shè)值時(shí),安保閥開啟,此時(shí)系統(tǒng)停止運(yùn)行。
高壓泵8的前端設(shè)有安保閥,在濃縮的過程中,當(dāng)水位低于水箱的1/5時(shí),安保閥開啟,高壓泵8停止運(yùn)轉(zhuǎn),由此可以避免高壓泵空轉(zhuǎn)時(shí)導(dǎo)致高壓泵燒毀的現(xiàn)象;高壓泵的前端還設(shè)有壓力表,當(dāng)高壓泵前的壓力大于預(yù)設(shè)值時(shí),安保閥開啟,可以避免高壓泵損壞和管道爆裂現(xiàn)象。
原水濃縮結(jié)束后,啟動(dòng)酸堿度調(diào)節(jié)單元。在總控制系統(tǒng)4中設(shè)置所需的pH值,其設(shè)定的pH值為0.5-3,pH傳感器將pH值信號(hào)傳遞給計(jì)量加藥泵5,計(jì)量加藥泵啟動(dòng)酸液加入程序,從酸液藥劑箱6抽取酸液通過耐酸管道向水箱中注入非氧化性酸液,同時(shí)水箱7中的攪拌馬達(dá)啟動(dòng),使得酸液和濃水均勻混合,進(jìn)行pH值調(diào)節(jié),直到pH值達(dá)到預(yù)先設(shè)置的值,計(jì)量加藥泵加酸液程序停止工作,計(jì)量加藥泵和水箱攪拌馬達(dá)停止工作,溶液靜置4-24h。
如果所提取富里酸中含有過多灰分,則在加入非氧化性酸液調(diào)節(jié)到預(yù)先設(shè)置的pH值后,再加入濃氫氟酸,使氫氟酸濃度介于0.1-0.5mol/L,然后溶液靜置4-24h,從而降低固態(tài)富里酸灰分。
整個(gè)pH值調(diào)節(jié)的過程為全自動(dòng)的,節(jié)省了勞動(dòng)力,降低了生產(chǎn)成本,并且調(diào)制的pH值的精確度比較高,配制過程的效率也較高。在pH調(diào)節(jié)過程中,開啟攪拌器馬達(dá)使攪拌器攪拌水箱7中的水,使得流入其中的酸液藥劑均勻溶入水中,可避免局部的pH值偏高或偏低。
水箱7采用耐酸材料,且其上面設(shè)有密封蓋,密封蓋的端面設(shè)有至少5個(gè)通孔;下端優(yōu)選為漏斗形狀,有利于濃水的輸出;其內(nèi)設(shè)有攪拌器和pH傳感器;pH傳感器設(shè)有升降臺(tái),pH值調(diào)節(jié)完成后,升降臺(tái)可將pH傳感器升至水面之上。
水箱與過濾器之間的管道深入水箱中,管道頂部為密封結(jié)構(gòu),管道壁設(shè)有多個(gè)孔徑為50μm的孔,孔的最低高度控制在水箱高度的1/100-1/10處,所述伸入水箱管道外設(shè)有過濾罩,所述過濾罩的孔徑為100μm,更有利于沉淀濃水中的雜質(zhì)。
打開水箱7的出口閥門,同時(shí)啟動(dòng)真空泵15,通過真空泵15施壓,水箱7中的濃水通過溶液過濾器流入液體儲(chǔ)存器16中,酸不溶雜質(zhì)被濾膜13截留而去除,粗提富里酸溶液通過濾膜流入液體儲(chǔ)存器16中。
過濾完成后,關(guān)閉水箱的出口閥門,打開液體儲(chǔ)存器的出口閥門,液體儲(chǔ)存器16中的液體流入吸附富集裝置20,富里酸被吸附在樹脂上,廢液從排液閥排出;
吸附完成后,打開淋洗裝置17與吸附富集裝置20之間的閥門,同時(shí)打開吸附富集裝置20底部的排液閥,淋洗裝置17中的純水通過管道注入吸附富集裝置20,對(duì)吸附富集裝置20進(jìn)行沖洗,沖洗后的廢液直接從排液閥排出;打開淋洗裝置17與離子交換裝置21之間的連通閥,淋洗裝置17中的純水通過管道注入離子交換裝置21,對(duì)離子交換裝置21進(jìn)行沖洗,沖洗后的廢液直接從排液閥排出;
沖洗完成后,關(guān)閉淋洗裝置17與離子交換裝置21之間的連通閥,打開堿液藥劑箱19與吸附富集裝置20之間的連通閥,堿液藥劑箱19中的堿液通過耐堿管道向吸附富集裝置20中注入堿液,被樹脂吸附后的富里酸在堿液的作用下發(fā)生解吸,解吸后的溶液流經(jīng)離子交換裝置21后流出,標(biāo)記為富里酸溶液;
富里酸溶液經(jīng)冷凍干燥后,所得固體為固態(tài)富里酸粉末。
其中,吸附富集裝置20包括吸附柱和填料,所述填料設(shè)于所述吸附柱內(nèi),所述填料為XAD-8樹脂、DAX-8樹脂和XAD-7樹脂中的一種或多種;離子交換裝置21包括吸附柱和填料,所述填料設(shè)于吸附柱內(nèi),所述填料為氫型陽離子交換樹脂。
富里酸提取結(jié)束后,關(guān)閉水箱7與過濾器之間的閥門,將淋洗裝置18中的純水倒入水箱,啟動(dòng)濃縮,將濃水閥開到最大,利用純水對(duì)膜的沖刷實(shí)現(xiàn)納濾膜的清洗。納濾膜嚴(yán)禁干燥儲(chǔ)存,必須保證膜殼中有水,若因故超過70h不使用,應(yīng)將納濾膜浸泡于干凈的水中,若長(zhǎng)期閑置須按納濾膜要求存儲(chǔ)方式封存。
所述親水-疏水雙性溶解腐殖酸提取單元使用濾膜為一次性濾膜,濾膜需要能耐受0.4mol/L強(qiáng)酸,濾膜按要求存儲(chǔ)及使用,但不可使用玻璃纖維濾膜等含硅濾膜。
本發(fā)明提取富里酸的設(shè)備可以改造應(yīng)用于有機(jī)溶劑提取富里酸的設(shè)備,主要改造包括將堿液藥劑箱改造為耐有機(jī)加藥箱,將耐堿管道改造為耐有機(jī)管道,將濾膜改造為耐有機(jī)濾膜,該裝置可以利用甲醇、乙醇、環(huán)己烷易揮發(fā)弱極性或非極性有機(jī)溶劑進(jìn)行富里酸提取和純化。
上文所述的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對(duì)本發(fā)明的可行性實(shí)施方式的具體說明,它們并不是用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍,在所述技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi),在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出的各種變化均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。