[发明专利]一种反渗透与树脂联用提取淡水有机质的设备

说明书

技术领域

本发明涉及有机质提取领域，尤其涉及一种反渗透与树脂联用提取淡水有机质的设备。

背景技术

淡水有机质(简称淡水有机质)是指淡水水体中能通过孔径为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，组成和结构随时空和来源而变化。淡水有机质具有重要生态和环境作用。例如淡水有机质是影响淡水水体颜色和味道的主要物质，是水体酸碱度的重要调节剂。它可以与氮磷等营养盐相互作用，影响淡水水生生态系统。淡水有机质与淡水水体中的大量有毒有害污染物发生相互作用，从而改变污染物的迁移、转化规律和生物可利用性。它还能与自来水消毒剂发生反应，产生三卤甲烷等致癌致畸消毒副产物。因此近年来，淡水有机质引起了环境学、地球化学和毒理学的广泛的关注。研究表明，淡水有机质主要包括腐殖酸、富里酸等酸性物质以及多肽、多糖、氨基酸等小分子物质。其中，多肽、多糖、氨基酸等小分子物质，所占比例小，易于被水生生物利用而发生分解。腐殖酸、富里酸等酸性物质分子量大，难于降解，是淡水有机质中的主要成分和重点关注对象。此外，淡水有机质在淡水水体中含量极低，一般浓度介于0.1-10mg/L，其分离和富集是淡水有机质研究的难点。

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实现对淡水水体中淡水有机质初步浓缩。

中国实用新型专利(申请号：201020694245.6，名称：一种水中溶解态有机物富集分离系统)公开了一种水中溶解态有机物富集分离系统，包括预过滤装置(1)、大孔树脂填充柱(2)、阳离子树脂填充柱(3)、阴离子树脂填充柱(4)、有机碳在线分析仪(5)、蠕动泵(6)、pH计(7)、计量泵(8-13)、电磁阀(14-17)、玻璃容器(18-25)、储液瓶(26-29)；本实用新型通过控制电磁阀(14-17)和计量泵(8-13)的开关，实现水中溶解态有机物在树脂填充柱上的富集和分离，电磁阀和剂量泵的开关分别通过pH计(7)和有机碳在线分析仪(5)进行控制。

中国实用新型专利(申请号：201520012044.6，名称：水中低浓度有机物组成分析的预处理装置)公开了一种水中低浓度有机物组成分析的预处理装置，包括原水箱、浓水箱以及淡水箱；原水箱和淡水箱之间设置第一管道并经该第一管道连通，第一管道的管路上依次设置进水阀、进料增压泵以及保安过滤器，进料增压泵位于保安过滤器的上游；浓水箱和淡水箱之间设置第二管道并经该第二管道连通，第二管道的管路上依次设置有一级增压泵和一级反渗透膜，一级增压泵位于一级反渗透膜的上游，一级反渗透膜的淡水出口经第二管道与淡水箱连通，一级反渗透膜的浓水出口和浓水箱之间设置第三管道并经该第三管道连通，第三管道的管路上设置有一级阴阳离子混床树脂过滤柱。

上述第一个实用新型可以自动实现水中溶解态有机物的富集和分离，但只限于对有机物的分离，且自动化程度不高，步骤繁琐，操作不方便且不能获取高浓度的有机质；另外，首先上述实用新型专利只适用于污水及废水中有机物的分离，对于淡水或海水是完全不适用的；其次，上述实用新型专利公开的系统中不存在纳滤渗透过程，导致有机物的分离效率较低；再次，国际腐殖酸协会(IHSS)通用的有机质分为腐殖酸和富里酸，不存在本实用新型中公开的亲水酸性、亲水中性、亲水碱性、疏水碱性、疏水酸性、疏水中性等组分，且上述几种组分与本发明保护的有机质的组分不同。