土壤中聚合物的分离装置及分离方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种土壤中聚合物的分离装置及方法，包括具有进口和出口的第一容器；还包括具有进口和多个出口的第二容器；第一容器的出口与第二容器的进口连通并设置有控制第一容器中介质流入第二容器中的流速控制器；在第二容器进口处的第一容器介质导入口呈“Z”形状，斜面尖细出口；以及驱动第二容器中介质震荡的搅拌器，所述第二容器侧面的不同方向分别开设出口(多出口)，以及连通出口的过滤器，底部设置缓坡漏斗状排渣口。本分离装置能够分离土壤中不同类型的聚合物，目的在于了解土壤中聚合物的类型、状态及其行为；同时，可用于土壤净化，实现废弃塑料再利用，节省资源，其对HDPE、PS、PC和PVC等通用型聚合物的一次分离纯度高达80.4％以上。

【技术实现步骤摘要】
土壤中聚合物的分离装置及分离方法
本专利技术涉及聚合物分离
，具体涉及一种土壤中聚合物的分离装置及方法。
技术介绍
土壤中的聚合物通常指经各种途径进入土壤环境的塑料颗粒原料，大块塑料垃圾光照降解和机械作用形成小的塑料碎片，以及工业生产使用的抛光塑料微粒和生活用品的塑料微粒添加剂。一般是尺寸在毫米级别甚至微米级别的塑料碎片或塑料微粒。土壤中通用的聚合物的类型包括聚乙烯(PE，0.94-0.96g/cm3)、聚丙烯(PP，0.91g/cm3)、聚苯乙烯(PS，1.05g/cm3)、聚碳酸酯(PC,1.18g/cm3)、聚氯乙烯(PVC,1.38g/cm3)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET,1.38g/cm3)和聚酰胺(PA,1.38g/cm3)等。PE、PP、PS、PC、PVC、PET和PA等为土壤中普遍存在的聚合物。目前，聚合物已普遍存在于水体、沉积物和生物体内，已作为一种新型的环境污染物列入水体毒害污染物名单之中。土壤耕作层中塑料残膜量将不断增加，且使用污水灌溉和活性污泥，农业土壤中聚合物的数量可能已是一个惊人的数字。由于缺乏土壤聚合物的分离分析技术，迄今鲜见土壤，特别是农业土壤聚合物的环境行为及其生态效应的研究。为开展土壤环境中聚合物的环境行为及其生态效应研究奠定方法基础，对土壤聚合物污染的风险评价起到重要的理论意义和现实紧迫性。
技术实现思路
针对上述的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种能够对土壤中聚合物进行分离的土壤中聚合物的分离装置及方法，可分离土壤中不同类型的聚合物，目的在于了解土壤中聚合物的类型、状态及其行为；同时，也可用于土壤净化，实现废弃塑料再利用，节省资源。实现本专利技术的技术方案如下：土壤中聚合物的分离装置，包括具有进口和出口的第一容器(浮选液贮存器)；还包括具有进口和多个(根据分离分析需要设置)出口的第二容器(阶梯式梯度密度管)；第二容器中设置转速可调的升降式搅拌器；第一容器的出口与第二容器的进口连通并设置有控制第一容器中介质流通到第二容器中的流速控制器，第二容器进口处的第一容器介质导入口呈“Z”形状，斜面尖细出口；以及驱动第二容器振荡的升降式搅拌器，所述第二容器(阶梯式梯度密度管)的侧面不同方向分别开设出口(多出口)，以及连通出口的分离式过滤器，底部设置缓坡漏斗状的排渣口。上述方案，将含有聚合物的土壤放置于具一定量浮选液的第一容器中，搅拌，加入适量分散剂后，再添加一定量的浮选液于第二容器，实现土壤与聚合物分离；静置，土壤中的聚合物悬浮至浮选液上层，而土壤的残渣沉积于第一容器底部，土壤中的残渣从排渣口处排出，土壤聚合物留在第二容器中，实现初步分离；根据分离聚合物的物理化学性质、种类等特性，以及第二容器(阶梯式梯度密度管)的界面设置特点，通过第一容器贮存的密度浮选液，控制流速，在第二容器中形成阶梯式梯度密度柱；静置，根据阶梯式梯度密度柱的梯度方向，开启第二容器(阶梯式梯度密度管)侧面阀门，过滤，洗涤，收集聚合物；干燥，红外光谱定性，称重，实现土壤中不同类型聚合物分离。进一步地，所述第二容器进口处的第一容器介质导入口呈“Z”形状；“Z”形导入口具斜面(斜面弧度根据第二容器直径确定)的尖细出口。同时，所述第二容器的侧面分别在不同方向开设出口(多出口)，底部具缓坡漏斗状具阀门的的排渣口；以及分离式过滤器，滤膜可拆卸，便于清洗和获取聚合物。更进一步地，所述搅拌装置包括底座，固定于底座上的具槽的垂直轴，槽内具稳定升降的弹性件；转速、升降的调节器，控制器下端面设置可拆卸、处于第二容器中的转动轴，轴连接可伸展的叶片，以及转动的轴下端的弹性件；可在在弹性件的作用下，限位与第二容器底部的容置空间。所述驱动机构包括电机，固定与电机输出轴上的椭圆形驱动凸块，该驱动凸块顶住基座的下端面。所述槽为弧形槽，轴为圆柱形轴，所述弧形槽的槽口小于轴的直径。本专利技术的另一目的，在提供一种土壤中聚合物的分离方法，包括如下步骤，步骤一，配制一定密度的浮选液于第一容器中(浮选液贮存器)；以一定的流速导入第二容器(阶梯式梯度密度管)。步骤二，破碎土壤，定量放置于第二容器中(阶梯式梯度密度管)，加入适量分散剂，搅拌，土壤与聚合物分离；聚合物聚集于溶液层，土壤缓慢沉积于第二容器(阶梯式梯度密度管)底部。步骤三，搅拌叶片升离第二容器(阶梯式梯度密度管)，静置。步骤四，根据分离聚合物的物理化学性质、种类等特性，以及第二容器(阶梯式梯度密度管)的界面设置要求，通过第一容器贮存的密度浮选液，控制流速，在第二容器中形成特征阶梯式梯度密度柱。步骤五，静置。步骤六，根据阶梯式梯度密度柱的梯度方向，开启第二容器(阶梯式梯度密度管)侧面阀门，过滤，收集聚合物。步骤七，聚合物干燥，红外光谱定性，称重。步骤八，开启第二容器(阶梯式梯度密度管)底部阀门，排渣。附图说明图1储液装置图图2分离装置图图3收集装置图图中附图标记如下：1—第一容器(浮选液贮存器)、2—流速控制器、3—输液导管、4—容器固定架、5—“Z”形介质导入口、6—第二容器(阶梯式梯度密度管)、7—底座、8—升降式搅拌器、9—分离式过滤器、10—排渣口、11—循环水真空泵；21—阶梯式梯度密度管；22—“Z”形介质导入口；23—侧面阀门；24—被分离开的聚合物；25—介质速率控制阀；31—集液瓶；32、35—过滤漏斗；34—夹具；36—滤膜。有益效果采用了上述方案，将含有聚合物的土壤放置于具一定量浮选液的第二容器中，搅拌，加入适量分散剂后，再添加一定量的浮选液于第二容器，实现土壤与聚合物分离；静置，土壤中的聚合物悬浮至浮选液上层，而土壤的残渣沉积于第一容器底部，土壤中的残渣从排渣口处排出，土壤聚合物留在第二容器中，实现初步分离；根据分离聚合物的物理化学性质、种类等特性，以及第二容器阶梯式梯度密度管的界面设置特点，通过第一容器贮存的密度浮选液，控制流速，在第二容器中形成阶梯式梯度密度柱；静置，根据阶梯式梯度密度柱的梯度方向，开启第二容器阶梯式梯度密度管侧面阀门，过滤，洗涤，收集聚合物；干燥，红外光谱定性，称重，实现土壤中不同类型聚合物分离。本分离装置能够分离出聚合物，目的在于了解土壤中聚合物的类型、状态及其行为；同时，也可用于土壤净化，实现废弃塑料再利用，节省资源。其对HDPE、PS、PC和PVC等通用型聚合物的一次分离纯度高达80.4％以上。具体实施例为了进一步公开本专利技术的优异性，具体实施方式如下：一种土壤中聚合物的分离装置，包括具有进口和出口的第一容器；还包括具有进口和多个出口的第二容器；第二容器中设置转速可调的升降式搅拌器；第一容器的出口与第二容器的进口连通并设置有控制第一容器中介质流通到第二容器中的流速控制器，第二容器进口处的第一容器介质导入口呈“Z”形状，斜面尖细出口；以及驱动第二容器振荡的升降式搅拌器，所述第二容器的侧面不同方向分别开设出口，以及连通出口的分离式过滤器，底部设置漏斗状的排渣口。优选地，所述第二容器进口处的第一容器介质导入口呈“Z”形状。优选地，所述第一容器介质至第二容器进口处的“Z”形导入口为斜面的尖细出口，以减少对液面的冲击。优选地，所述第二容器的侧面分别在不同方向开设出口，底部为缓坡漏斗状具阀门的的排渣口。优选地，所述搅拌装置包括底座，固定于底座具槽的垂直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种土壤中聚合物的分离装置，其特征在于包括具有进口和出口的第一容器；还包括具有进口和多个出口的第二容器；第二容器中设置转速可调的升降式搅拌器；第一容器的出口与第二容器的进口连通并设置有控制第一容器中介质流通到第二容器中的控制器，第二容器进口处的第一容器介质导入口呈“Z”形状，斜面尖细出口；以及驱动第二容器振荡的搅拌器，所述第二容器的侧面不同方向分别开设出口，以及连通出口的过滤器，底部设置漏斗状的排渣口。

【技术特征摘要】
1.一种土壤中聚合物的分离装置分离土壤中聚合物的分离方法，其特征在于，所述土壤中聚合物的分离装置，包括具有进口和出口的第一容器；还包括具有进口和多个出口的第二容器；第二容器中设置转速可调的升降式搅拌器；第一容器的出口与第二容器的进口连通并设置有控制第一容器中介质流通到第二容器中的流速控制器，第二容器进口处的第一容器介质导入口呈“Z”形状，斜面尖细出口；所述第二容器的侧面不同方向分别开设出口，以及连通出口的分离式过滤器，底部设置漏斗状的排渣口；所述第一容器介质至第二容器进口处的“Z”形导入口为斜面的尖细出口，以减少对液面的冲击；所述第二容器的侧面分别在不同方向开设出口，底部为缓坡漏斗状具阀门的排渣口；所述土壤中聚合物的分离装置分离土壤中聚合物的分离方法包括如下步骤：步骤一，选用所述的土壤中聚合物的分离装置，将浮选液贮存于第一容器浮选液贮存器中；以一定的流速导入第二容器阶梯式梯度密度管中；步骤二，破碎土壤，定量放置于第二容器阶梯式梯度密度管内，加入适量分散剂，搅拌，土壤与聚合...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾锋，张霞，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44