[发明专利]土壤憎水富里酸组分提取纯化装置

摘要

本发明提供了一种土壤憎水富里酸组分提取纯化装置，包括反应釜、pH调节单元、第一过滤净化单元、酸化箱、酸碱度调节单元、第二过滤净化单元、液体储存器、富里酸提取单元和总控制系统；其中，反应釜的入口与pH调节单元的出口连接，反应釜的出口与第一过滤净化单元的入口连接；第一过滤净化单元的出口与酸化箱的入口连接，酸化箱的入口还与酸碱度调节单元的出口连接，酸化箱的出口与第二过滤净化单元的入口连接，第二过滤净化单元的出口与液体储存器的入口连接，液体储存器的出口与富里酸提取单元的入口连接；pH调节单元、酸碱度调节单元与总控制系统连接。本发明提供的装置结构简便，自动化程度高，可以有效地提取所需浓度的溶液。

主权项

一种土壤憎水富里酸组分提取的方法，其特征在于：采用一种土壤憎水富里酸组分提取纯化装置，还包括如下步骤：所述的土壤憎水富里酸组分提取纯化装置，包括反应釜、pH调节单元、第一过滤净化单元、酸化箱、酸碱度调节单元、第二过滤净化单元、液体储存器、富里酸提取单元和总控制系统；所述反应釜的入口与所述pH调节单元的出口连接，反应釜的出口与所述第一过滤净化单元的入口连接；所述第一过滤净化单元的出口与所述酸化箱的入口连接，所述酸化箱的入口还与所述酸碱度调节单元的出口连接，所述酸化箱的出口与所述第二过滤净化单元的入口连接，所述第二过滤净化单元的出口与所述液体储存器的入口连接；所述液体储存器的出口与所述富里酸提取单元的入口连接；所述pH调节单元、酸碱度调节单元与所述总控制系统控制连接；所述富里酸提取单元包括淋洗装置、第二加药装置、吸附富集装置和离子交换装置；所述吸附富集装置的入口与所述液体储存器的出口连接，其出口与所述离子交换装置的入口连接；所述吸附富集装置的入口还与所述淋洗装置的出口、第二加药装置的出口连接；所述离子交换装置的入口还与所述淋洗装置的出口连接；所述吸附富集装置的底部、离子交换装置的底部均设有废液排出开关；所述富里酸提取单元包括淋洗装置、第二加药装置、一级吸附富集装置、第一离子交换装置、二级吸附富集装置、第二离子交换装置；所述一级吸附富集装置的入口与所述液体储存器的出口连接，一级吸附富集装置的出口分别与所述第一离子交换装置的入口、二级吸附富集装置的入口连接；所述二级吸附富集装置的出口与所述第二离子交换装置的入口连接；所述淋洗装置的出口分别与所述一级吸附富集装置的入口、第一离子交换装置的入口、二级吸附富集装置的入口、第二离子交换装置的入口连接；所述第二加药装置的出口分别与所述一级吸附富集装置的入口、二级吸附富集装置的入口连接；所述一级吸附富集装置的底部、第一离子交换装置的底部、二级吸附富集装置的底部、第二离子交换装置的底部均设有废液排出阀；所述pH调节单元包括第一计量加药泵和第一加药装置，第一计量加药泵设于所述第一加药装置与所述反应釜之间，所述第一计量加药泵的入口与所述第一加药装置的出口连接，所述第一计量加药泵的出口与所述反应釜的入口连接；所述反应釜内设有土壤储存室，所述土壤储存室由支架支撑并位于反应釜内；所述土壤储存室的外壁上设有多个孔径小于1mm的孔；所述第一过滤净化单元包括第一过滤器和真空泵；所述第一过滤器的入口通过管道与所述反应釜的出口连接，所述第一过滤器的出口与所述酸化箱的入口连接；所述真空泵与所述酸化箱连接；所述反应釜与所述第一过滤器之间的管道伸入反应釜，所述伸入反应釜的管道高度取值为反应釜高度的1/20‑1/10，且其外设有保护罩，所述保护罩上设有多个孔径为1mm的孔；所述第一过滤器与所述酸化箱之间的管道伸入酸化箱内，所述伸入酸化箱的管道位于所述酸化箱中液面之上；所述真空泵的吸气口位于所述酸化箱中液面之上；所述酸碱度调节单元包括pH传感器、搅拌器、第一酸液药剂箱、第二酸液药剂箱和第二计量加药泵；所述pH传感器和搅拌器设于所述酸化箱内；所述第一酸液药剂箱和第二酸液药剂箱并列布置；所述第二计量加药泵的入口分别与第一酸液药剂箱的出口、第二酸液药剂箱的出口连接，第二计量加药泵的出口与所述酸化箱的入口连接；所述第二过滤净化单元包括第二过滤器和真空泵，所述第二过滤器的入口与所述酸化箱的出口连接，所述第二过滤器的出口与所述液体储存器的入口连接；所述液体储存器的出口与所述吸附富集装置的入口连接；所述真空泵的吸气口位于所述液体储存器中液面之上；所述总控制系统包括控制单元和触屏器，所述控制单元均与所述反应釜内的pH传感器、搅拌器、液位传感器、第一计量加药泵、第二计量加药泵、真空泵、酸化箱内的pH传感器、搅拌器控制连接；所述pH传感器设有升降台；所述的步骤为：(1)土壤加入到土壤储存室中，并向反应釜中注入纯水；(2)启动pH调节单元，第一计量加药泵接收位于反应釜中pH传感器信号启动碱液加入程序，第一加药装置通过耐强碱管道向反应釜中注入碱液，同时启动反应釜中的搅拌马达，使碱液均匀分散，直到达到预设的pH值，第一计量加药泵停止工作；(3)打开反应釜的出口阀门，同时启动真空泵，反应釜中的液体经真空泵施压通过第一过滤器流入酸化箱内，碱不溶杂质被滤膜截留而去除，去除杂质后的液体通过滤膜流入酸化箱内；(4)启动酸碱度调节单元，第二计量加药泵接收位于酸化箱中的pH传感器信号启动酸液加入程序，第二计量加药泵通过第一通道从第一酸液药剂箱抽取酸液通过第一耐酸管道向酸化箱中注入非氧化性酸液，同时启动酸化箱中搅拌马达，使得酸液均匀分散，直至达到预设的pH值，第二计量加药泵第一通道加酸液程序停止工作，传感器升降台升起pH传感器探头；第二计量加药泵通过第二通道从第二酸液药剂箱抽取氢氟酸通过第二耐酸管道注入酸化箱中，直到达到预设的氢氟酸浓度，第二计量加药泵停止工作；(5)完成pH值调节后，打开酸化箱的出口阀门，同时启动真空泵，通过真空泵施压，酸化箱中的有机质溶液通过第二过滤器流入液体储存器中，酸不溶杂质被第二过滤器中的滤膜截留而去除，去除杂质后的粗体富里酸溶液通过滤膜流入液体储存器中；(6)完成过滤后，打开液体储存器的出口阀门，液体储存器中的粗提富里酸溶液通过管道流入吸附富集装置，富里酸被吸附在树脂上；(7)吸附完成后，打开淋洗装置的出口阀门，同时打开吸附富集装置的废液排出阀，淋洗装置中的纯水通过管道注入吸附富集装置，对吸附富集装置进行冲洗，冲洗废液直接从废液排出阀排出，完成对吸附富集装置的冲洗；关闭淋洗装置与吸附富集装置之间的连通阀，打开淋洗装置与离子交换装置之间的连通阀，同时打开离子交换装置底部的废液排出阀，淋洗装置中的纯水通过管道注入离子交换装置，对离子交换装置进行冲洗，冲洗废液直接从废液排出阀排出，完成对离子交换装置的冲洗；冲洗完成后，关闭淋洗装置与离子交换装置之间的连通阀，同时关闭离子交换装置底部的废液排出阀，打开第二加药装置与吸附富集装置之间的连通阀，第二加药装置通过耐碱管道向吸附富集装置中注入碱液，被树脂吸附后的憎水富里酸在碱液的作用下发生解吸，解吸后的液体流入离子交换装置，经离子交换装置中的氢型阳离子交换树脂吸附后排出，所排出的液体为所需提取的土壤憎水富里酸溶液，冷冻干燥后得到固态土壤憎水富里酸；所述第一加药装置中的碱液为饱和或近饱和强碱溶液，第二加药装置中的碱液为0.001‑0.5mol/L的强碱；所述耐强碱管道要求能承受饱和强碱，所述耐碱管道要求能承受0.5mol/L的强碱；所述反应釜中液体的pH预设值为10‑14；所述第一耐酸管道要求能承受10mol/L的非氧化性强酸；所述第二耐酸管道要求能承受6mol/L的氢氟酸；所述酸化箱中氢氟酸的预设浓度为0.01‑1mol/L；所述酸化箱中液体的pH预设值为0.5‑1.5。