一种高含盐水分过滤装置及其方法与应用的利记博彩app
【专利摘要】本发明涉及水循环研究领域的一种高含盐水分过滤装置及其方法与应用。所述装置包括加压单元、膜过滤器、收集单元构成；所述的膜过滤器用于过滤液体，由上盖51、下盖52、多孔垫片53、反渗透膜54、密封圈55组成。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。本发明对新疆、甘肃干旱地区及环渤海地区的高盐分（电导大于10000uS/cm）水样的进行了过滤实验，过滤后的水样均降到了5000uS/cm以下；本发明主要特点是所需的样品量小，仅为10～20m?l，过滤的过程中不破坏原有水样的氢氧同位素组分，过滤效果好，效率高，操作简单，体积小，成本低，重量轻。
【专利说明】一种高含盐水分过滤装置及其方法与应用
【技术领域】
[0001]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】
[0002]高含盐水(电导大于5000 μ S/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5000 μ S/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IOml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】
[0003]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。
[0004]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；
[0005]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。
[0006]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；
[0007]所述收集单元用于接收过滤后的液体。
[0008]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；
[0009]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、不镑钢多孔塾片等；
[0010]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；
[0011]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I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；
[0012]所述压缩气体罐I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。
[0013]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I的开启；所述通道阀门4用于控制每条通道管道9的开启。
[0014]所述收集单元包括导水管道6与容器瓶7 ；
[0015]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。
[0016]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。 [0017]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。
[0018]所述的压缩气体罐I内部压力为1.5MPa以上。
[0019]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:
[0020]I)预处理:
[0021]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；
[0022]2)搭建装置:
[0023]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；
[0024]3)注入液体:
[0025]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；
[0026]4)进行过滤:
[0027]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；
[0028]其中，步骤4)中调节压缩气体罐I，使膜过滤器51中的压力达到1.5~2.0MPa0
[0029]5)装置处理:
[0030]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。
[0031]这样就完成了一组膜过滤器的过滤过程，若有多组膜过滤器，其操作方法相同，并可多组同时或依次进行过滤，效率高。
[0032]本发明之三为所述的高含盐水分过滤装置的应用，即所述装置适用于过滤10~20ml的液体样品，尤其用于过滤高含盐水的土壤水。
[0033]本发明主要特点是所需的样品量小，仅为10~20ml，过滤的过程中不破坏原有水样的氢氧同位素组分，过滤效果好，可多组同时或依次进行过滤、效率高、操作简单、成本低。本发明对新疆、甘肃干旱地区及环渤海地区的高盐分(电导大于lOOOOuS/cm)水样的进行了过滤实验，过滤后的水样均降到了 5000uS/cm以下。本发明适用于水循环的研究领域、还可用于水资源、水生态等相关研究领域，适于推广应用。【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1是本发明高含盐水分过滤装置示意图；
[0035]图2是本发明膜过滤器示意图；其中，图2-a为膜过滤器上盖的示意图；图2_b为膜过滤器下盖的示意图；图2-c为多孔垫片的示意图；图2-d为反渗透膜的示意图；图2-e为密封圈的示意图；图2-f为螺丝的示意图；
[0036]图中:1压缩气体罐，2总阀门，3导气管道，4通道阀门，5膜过滤器，6导水管道，7容器瓶，8支架,9通道管道；
[0037]51膜过滤器上盖，52膜过滤器下盖，53多孔垫片，54反渗透膜，55密封圈，56螺丝。
[0038]结合
【发明内容】
和【具体实施方式】对图进行说明【具体实施方式】
[0039]下面结合实施例，进一步说明本发明。
[0040]高含盐水分过滤装置由压缩气体罐1、膜过滤器、阀门、管道和支架8组成(见图1 )，膜过滤器由上盖51、下盖52、多孔垫片53、反渗透膜54、密封圈55和3个螺丝56组成，阀门由总阀门2和通道阀门4组成，管道由导气管道3、导水管道6和通道管道9组成。
[0041]首先把膜过滤器的上盖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，并放到烘箱里面烘干，把膜过滤器中的多孔垫片53放入下盖52的上表面上，反渗透膜54放在多孔垫片53之上，密封圈55压在反渗透膜54上，上盖51扣在下盖52上面，用3个螺丝穿过上盖51的3个孔拧紧在下盖52上。再把要过滤的IOml~20ml液体从膜过滤器的上部注入到膜过滤器中，膜过滤器与通道管道9连接，放到支架8上，导水管道6伸入到容器瓶7中。打开通道阀`门4，打开总阀门2，调节压力，使膜过滤器中的压力达到1.5~2.0MPa,此时过滤后的液体从导水管道6流入到容器瓶7中。容器瓶7盛满后，关闭通道阀门4，密封容器瓶7，拆下膜过滤器，清洗干净。这样就完成了一组膜过滤器的过滤过程，若有多组膜过滤器，其操作方法相同，并可多组同时或依次进行过滤。
[0042]通过实验，过滤前的水样电导为10000-20000uS/cm，采用本发明过滤后，水样的电导降到了 3000~5000uS/cm之间，达到了水样的同位素测试要求。
【权利要求】
1.一种高含盐水分过滤装置，其特征在于: 所述装置包括加压单元模块、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； 所述多孔垫片(53 )置于所述下盖(52 )内，所述反渗透膜(54)放在所述多孔垫片(53 )的上表面；所述密封圈(55)置于所述反渗透膜(54)上，所述上盖(51)压紧在所述密封圈(55)上并通过固定件与所述下盖固定连接组成所述的膜过滤器； 所述加压单元用于给膜过滤器加压，用于加速待过滤液体通过膜过滤器； 所述收集单元和所述膜过滤器连接，用于接收过滤后的液体。
2.如权利要求1所述的高含盐水分过滤装置，其特征在于: 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)压在反渗透膜上，上盖(51)和下盖(52)密封固定连接； 所述多孔垫片(53)为PVC多孔垫片； 所述反渗透膜(54)为陶氏聚酰胺反渗透膜。
3.如权利要求1所述的高含盐水分过滤装置，其特征在于: 所述加压单元包括压缩气体罐(I)、导气管道(3)、通道管道(9)、阀门组； 所述压缩气体罐(I)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。
4.如权利要求1所述的高含盐水分过滤装置，其特征在于: 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)用于连接所述膜过滤器中下盖的孔和所述容器瓶(7)，所述容器瓶(7 )用于盛装过滤后的液体。
5.如权利要求1所述的高含盐水分过滤装置，其特征在于: 所述的上盖(51)和下盖(52)通过螺丝(56)在所述上盖和下盖边缘贯穿固定。
6.如权利要求1所述的高含盐水分过滤装置，其特征在于: 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。
7.如权利要求3所述的高含盐水分过滤装置，其特征在于: 所述的压缩气体罐(1)内部压力为1.5MPa以上； 所述的压缩气体罐(1)中的气体为惰性气体或氮气。
8.利用权利要求1~7之一所述的装置进行高含盐水分过滤的方法，其特征在于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:将所述密封圈(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； 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)。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于: 步骤4)中调节压力，使膜过滤器(51)中的压力达到1.5~2.0MPa0
10.如权利要求1~7之一所述装置的应用，其特征在于: 所述装置适用于过滤10~20m I的液体小样品，尤其用于过滤高含盐水的土壤水、地下水和地表水。`
【文档编号】B01D61/08GK103663623SQ201210319559
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年8月31日 优先权日:2012年8月31日
【发明者】杨丽虎, 宋献方, 乔云峰 申请人:中国科学院地理科学与资源研究所