申请日2012.01.21
公开(公告)日2012.09.26
IPC分类号C02F1/42; C02F1/48
摘要
本实用新型公开了一种新型富集与分离污水中金属离子的装置，包括：填充离子交换分离介质的分离柱管、容器、高压直流电源、惰性电极板、导线以及电流表;所述分离柱管的两端分别连接所述容器，所述容器内分别加入污水样本和高浓度背景离子溶液，所述惰性电极板分别插入所述容器中，所述装有污水样本的容器通过导线连接所述高压直流电源的正极，所述装有高浓度背景离子溶液的容器通过导线连接所述高压直流电源的负极，在整个回路中串联所述电流表。与现有技术相比，该污水中金属离子富集装置易于配置和操作，富集效率高，富集速率快，可以实现对污水中难检测的痕量重金属离子的高倍富集。
权利要求书
1.一种富集与分离污水中金属离子的装置，其特征在于，包括 填充离子交换分离介质的分离柱管、容器、高压直流电源、惰性电极 板、导线以及电流表;所述分离柱管的两端分别连接所述容器，所述 容器内分别加入污水样本和高浓度背景离子溶液，所述惰性电极板分 别插入所述容器中，所述装有污水样本的容器通过导线连接所述高压 直流电源的正极，所述装有高浓度背景离子溶液的容器通过导线连接 所述高压直流电源的负极，在整个回路中串联所述电流表。
2.如权利要求1所述的富集与分离污水中金属离子的装置，其 特征在于，所述富集与分离污水中金属离子的装置还包括磁力搅拌器， 所述装有污水样本的容器放置在所述磁力搅拌器上。
3.如权利要求1所述的富集与分离污水中金属离子的装置，其 特征在于，所述分离柱管和所述容器之间设置密封装置。
4.如权利要求1所述的富集与分离污水中金属离子的装置，其 特征在于，所述分离柱管的两端设置封口膜或微孔筛板。
5.如权利要求1所述的富集与分离污水中金属离子的装置，其 特征在于，所述分离柱管为不导电材料制成的分离柱管。
6.如权利要求1所述的富集与分离污水中金属离子的装置，其 特征在于，所述容器为不导电材料制成的容器。
7.如权利要求1所述的富集与分离污水中金属离子的装置，其 特征在于，所述惰性电极板为石墨电极板。
说明书
一种新型富集与分离污水中金属离子的装置
技术领域
本实用新型涉及富集分离领域，特别是涉及一种富集与分离污水 中金属离子的装置。
背景技术
随着生产力和科学技术的发展，重金属污染已经成为全球性的环 境污染问题，严重影响着人类的身体健康乃至生命。由于存在于环境 样品及食品中的重金属的含量很低，经常要求检测痕量甚至更低含量 的组分，现代分析化学的任务越来越艰巨。尽管现在有很多选择性和 灵敏度很高的仪器分析方法，但由于样品中待分析污染元素的含量极 低，一般在pg/L甚至ng/L或ppb乃至ppt的水平，要检测分析它们 的含量，需要灵敏度高、检出限低的检测方法。
现代分析方法如电化学分析法、色谱分析法、质谱分析法、核磁 共振波谱分析法、分子光谱分析法及原子光谱分析法等在化学领域中 的应用越来越广泛，并且现代分析仪器也有了很大的发展，但是由于 待分析样品性质复杂多样，其中的目的物浓度也很低，组成成分繁多， 测定过程中基体干扰程度很大，使得测定结果不准确，给分析过程带 来了很大的困难。为了消除干扰，提高待测组分的浓度，分离富集技 术在分析前处理过程中是必不可少的。
目前，金属离子分离富集方法主要有以下几种：沉淀-共沉淀法、 蒸发浓缩法、离子交换法、吸附法、膜分离法、萃取分离方法、电解 和修饰电极富集、流动注射在线法、毛细管电泳法、反相萃取色谱法 以及控电氯化法等。
这些方法对污水中金属离子的分离富集还存在缺陷，尤其是对痕 量金属离子的富集倍数不高，难以排除其他离子的干扰。沉淀法虽然 能除去废水中大部分重金属离子，但反应速度较慢，且堆放的沉渣会 造成二次污染。蒸发浓缩法工艺能耗大，操作费用高，杂质干扰重金 属离子的回收。吸附法是利用多孔性固态物质吸附去除水中重金属离 子的一种有效方法，吸附法的关键技术是吸附剂的选择，传统吸附剂 是活性炭，活性炭有很强的吸附能力，去除率高，但活性炭再生效率 低，处理水质很难达到回用要求，价格贵，应用受到限制。膜分离方 法存在的主要问题是膜组件昂贵，且在使用过程中膜容易受到污染而 导致通量下降，影响去除效果。萃取分离法虽然有较大的优越性，但 溶剂在萃取过程中的流失和再生过程中能源消耗大，存在一定的局限 性。
因此，如何设计出一种使用方便，结构简单，富集效率高，富集 速度快的污水中金属离子富集与分离装置，是本领域技术人员目前需 要解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种富集与分离污水中金属离子的装 置。该富集与分离污水中金属离子的装置使用方便，结构简单，富集 效率高，富集速度快。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种富集与分离污水中金 属离子的装置，包括填充离子交换分离介质的分离柱管、容器、高压 直流电源、惰性电极板、导线以及电流表;所述分离柱管的两端分别 连接所述容器，所述容器内分别加入污水样本和高浓度背景离子溶液， 所述惰性电极板分别插入所述容器中，所述装有污水样本的容器通过 导线连接所述高压直流电源的正极，所述装有高浓度背景离子溶液的 容器通过导线连接所述高压直流电源的负极，在整个回路中串联所述 电流表。
优选地，所述富集与分离污水中金属离子的装置还包括磁力搅拌 器，所述装有污水样本的容器放置在所述磁力搅拌器上。
优选地，所述分离柱管和所述容器之间设置密封装置。
优选地，所述分离柱管的两端设置封口膜或微孔筛板。
优选地，所述分离柱管为不导电材料制成的分离柱管。
优选地，所述容器为不导电材料制成的容器。
优选地，所述惰性电极板为石墨电极板。
相对上述背景技术，本实用新型提供的富集与分离污水中金属离 子的装置包括分离柱管，分离柱管内填充阳离子交换树脂，所述分离 柱管的两端分别连接容器，所述容器中分别加入污水样本和高浓度背 景离子溶液，所述容器中还插有惰性电极，加入污水样本和加入高浓 度背景离子溶液的容器分别通过导线连接高压直流电源的正极和负 极，在整个回路中串联电流表。该富集与分离污水中金属离子的装置 的组成部分均为实验室的常规装置，结构简单，操作方便，可以与多 种检测匹配;由于背景离子溶液的浓度远高于污水中离子浓度，可以 增强场效应，使得污水中金属离子可以定向快速地富集到阳离子交换 树脂上。与现有技术相比，该富集与分离污水中金属离子的装置易于 配置和操作，富集效率高，富集速度快，可以实现对污水中难检测的 痕量重金属离子的高倍富集。
在一种优选的实施方案中，可以把装有污水样本的容器放置在磁 力搅拌器上，通过磁力搅拌器的搅拌，进一步提高金属离子的富集速 度。