[发明专利]一种高含盐水分过滤装置及其方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及水循环研究领域使用的一种高含盐水分的过滤盐分的装置，特别是一种去除水中盐分的高含盐水分过滤装置及其方法与应用，尤其适用于少量液体样品的处理。

背景技术

高含盐水（电导大于5000μS/cm）在自然界普遍存在，在水循环的研究中，需要借助同位素手段研究这些水分的运移规律，然而同位素仪器在测量同位素的时候要求水分的盐度不能过大（电导小于5000μS/cm），否则，对仪器和进样针的损坏极大，这就需要对高含盐水进行过滤，去除掉水中的盐分，同时不能破坏原样品中水的氢氧同位素组分。工业上对高含盐水也进行处理，但是他们是对大流量的咸水进行处理，而且水分都是暴露在空气中，这样容易造成水发生同位素分馏，而在水循环研究中，在野外采集的水样很少，特别是干旱地区的土壤水仅能采集到10ml左右的水样，这就使得利用工业上的方法进行过滤水中的盐分是行不通的，因此研究者一直探寻一种在不破坏原有水氢氧同位素组分的基础上，过滤很少样品中的盐分的技术。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明提供一种高含盐水分过滤装置及其方法与应用。

本发明之一的高含盐水分过滤装置包括加压单元、膜过滤器、收集单元；其中，所述膜过滤器包括上盖51、下盖52、多孔垫片53、反渗透膜54和密封圈55；所述上盖51的盖板上部和下盖52的盖板下部开有孔；

所述密封圈55、反渗透膜54、多孔垫片53依次叠放在上下盖之间，密封连接；所述的上盖51和下盖52可以用螺丝56从盖边缘贯穿固定连接。

所述加压单元用于给膜过滤器加压，促进待过滤液体通过膜过滤器；

所述收集单元用于接收过滤后的液体。

具体地，所述膜过滤器的上盖中空，多孔垫片53紧贴下盖52的上表面放置，反渗透膜54覆盖在多孔垫片53上，密封圈55压在反渗透膜54上，上盖51和下盖52密封固定连接；

所述多孔垫片53可以为本领域常规使用的多孔垫片，如可以为PVC多孔垫片、不锈钢多孔垫片等；

所述反渗透膜54可以为本领域常规使用的反渗透膜，如可以为陶氏聚酰胺反渗透膜等；

所述加压单元包括压缩气体罐1、导气管道3、通道管道9、阀门组；其中，所述压缩气体罐1通过导气管道3与通道管道9相连，通道管道9与膜过滤器上盖的孔相连；

所述压缩气体罐1中的气体选自本领域常用的惰性气体，如氦气、氖气、氮气等，优选氮气；用氮气或惰性气体加压，惰性气体和水中的氢氧元素不发生反应，因此水中的氢氧元素仍然保持原样，水分子通过反渗透膜，只是物理上对水中的盐分进行过滤，从而达到除盐而同时又不会破坏原有水中的氢氧同位素组分的效果。

所述阀门组包括总阀门2和通道阀门4；所述总阀门2用于控制压缩气体罐1的开启；所述通道阀门4用于控制每条通道管道9的开启。

所述收集单元包括导水管道6与容器瓶7；

其中，所述导水管道6用于连接膜过滤器下盖的孔和容器瓶7，所述容器瓶7用于盛装过滤后的液体。

所述装置包括支架8，所述支架8为中空框架，所述膜过滤器放置于中空框架上；在具体实施中，支架的四个侧面均不设置挡板，全部为空，操作员可以方便地从侧面伸手进入内部连接导水管道6和容器瓶7或者拆卸二者。

所述的支架8的制作材料可选自不锈钢、PVC或有机玻璃之一。

所述的压缩气体罐1内部压力为1.5MPa以上。

本发明之二在于提供一种利用所述高含盐水分过滤装置进行高含盐水分过滤的方法，所述方法包括如下步骤：

1）预处理：

把所述膜过滤器的上盖51、下盖52、多孔垫片53、密封圈55和导水管道6用去离子水清洗干净，烘干；

2）搭建装置：

将密封圈55、反渗透膜54、多孔垫片53依次叠加，放置在上盖51和下盖52间，密封固定，构成膜过滤器51；再将膜过滤器51放置在支架8上；

3）注入液体：

把要过滤的液体从所述膜过滤器51上盖的孔注入到膜过滤器51中；

4）进行过滤：

将所述膜过滤器51上盖的孔连接通道管道9；打开通道阀门4，再打开总阀门2，调节压力，开始过滤，过滤后的液体从导水管道5流入到容器瓶7中；

其中，步骤4）中调节压缩气体罐1，使膜过滤器51中的压力达到1.5～2.0MPa。

5）装置处理：

容器瓶7盛满后，关闭通道阀门4，密封容器瓶7，拆下并清洗膜过滤器51。