一种微塑料悬浮液的制备系统及其制备方法技术方案

本发明专利技术公开了一种微塑料悬浮液的制备系统及其制备方法，特点是包括超声频电源、超声换能器、分散清洗槽、养殖尾水输入管、悬浮反应室以及位于悬浮反应室内的悬浮反应罐，超声频电源与超声换能器电连接，分散清洗槽内设置有封闭的玻璃容器，玻璃容器的顶部设置有用于投放微塑料粉末的进样管，进样管与养殖尾水输入管连通，玻璃容器内设置有气压调节管，玻璃容器的底部与悬浮反应罐连通；悬浮反应室内顶部设置有照明灯，悬浮反应室内且位于悬浮反应罐的底部设置有摇床，悬浮反应罐与养殖尾水输入管连通，悬浮反应罐内设置有气体输入管，悬浮反应罐的底部设置有悬浮液输出管，优点是结构简单、操作简便、制备效果好以及成本低。 1

【技术实现步骤摘要】
一种微塑料悬浮液的制备系统及其制备方法
本专利技术涉及一种悬浮液的制备系统，尤其是涉及一种微塑料悬浮液的制备系统及其制备方法。
技术介绍
微塑料指粒径小于5mm的一类新型海洋环境污染物，其化学性质较为稳定，分布呈全球化趋势，可在海洋环境中存在上百数千年。另外，微塑料的颗粒小、比表面积大、疏水性强，长期存留在海洋环境中会吸附环境中的污染物（如：重金属、有机污染物等）；同时，微塑料还能为微生物提供附着点，因此微塑料表面通常会形成生物膜。为探究自然条件下微塑料对海洋环境污染物的吸附行为机理，目前展开了微塑料吸附的实验室模拟实验。海洋中绝大部分生物能够对微塑料产生摄食效应，吸附了污染物的微塑料被生物摄食后，随着污染物的释放和传递，会产生一系列的生态毒性，对生物的繁衍生息是严峻的挑战。对于微塑料的研究刚刚起步，但就微塑料污染逐步加重的现状来看，将会成为海洋生态研究的重要内容和发展趋势。目前，学者的研究内容多为通过采集野外生物样品（或含生物的样品）带回实验室分析，随着研究的进一步深入，实验室内的模拟生物摄食实验研究也陆续展开，如：“滤食性动物对微塑料的摄食效应”、“微塑料自身及吸附的化学污染物在海洋食物链中的传递与转化过程”、“微塑料对海洋生物的毒性效应及机制”等研究方向。多数实验所用的微塑料（PE，微米级）比重小于海水，微塑料会漂浮在水面，不利于贝类的滤食；微塑料吸附行为实验和生物摄食实验中，由于生物因素（生物膜）及非生物因素（pH、温度和盐度等）不能很好诠释自然环境下微塑料的状态，因此有必要对室内实验中的微塑料进行“驯化”，即制备微塑料悬浮液，使微塑料均匀分散在整个实验海水体系中。综上所述，微塑料悬浮液的制备是微塑料室内模拟实验关键性的操作。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种结构简单、操作简便、制备效果好以及成本低的微塑料悬浮液的制备系统及其制备方法。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种微塑料悬浮液的制备系统，包括超声频电源、超声换能器、分散清洗槽、养殖尾水的选择、尾水输入管、悬浮反应室以及位于所述的悬浮反应室内的悬浮反应罐，所述的超声频电源通过电线与所述的超声换能器电连接，所述的超声换能器固定在所述的分散清洗槽的底部，所述的分散清洗槽内设置有封闭的玻璃容器，所述的分散清洗槽的内壁与所述的玻璃容器的外壁之间设置有用于传递振动的液体介质，所述的玻璃容器的顶部设置有用于投放微塑料粉末的进样管，所述的进样管的侧壁通过管道与所述的养殖尾水输入管连通，所述的玻璃容器内设置有至少一根与外部大气相通的气压调节管，所述的玻璃容器的底部通过管道与所述的悬浮反应罐连通；所述的悬浮反应室内顶部设置有照明灯，所述的悬浮反应室内且位于所述的悬浮反应罐的底部设置有摇床，所述的悬浮反应罐的上部通过管道与所述的养殖尾水输入管连通，所述的悬浮反应罐内设置有气体输入管，所述的悬浮反应罐的底部设置有悬浮液输出管。所述的养殖尾水输入管与所述的进样管之间的连接管道上设置有第一开关阀门，所述的玻璃容器与所述的悬浮反应罐之间的连接管道上设置有第二开关阀门，所述的养殖尾水输入管与所述的悬浮反应罐之间的连接管道上设置有第三开关阀门。所述的养殖尾水输入管内设置有用于过滤养殖尾水中杂质的第一滤网，所述的进样管内且位于所述的进样管侧壁养殖尾水进入处的上方设置有用于过滤微塑料粉末中杂质的第二滤网，所述的悬浮反应罐的上端开口处设置有用于防止微生物和杂质进入罐内的滤膜。所述的气体输入管伸入到所述的悬浮反应罐内底部，作为体系中的曝气装置，可实现对悬浮反应罐充分供氧，从而加快悬浮液反应进程。所述的悬浮液输出管穿出所述的悬浮反应室外且所述的悬浮液输出管的出口端设置有开关龙头。利用上述制备系统制备微塑料悬浮液的方法，具体步骤如下：（1）将取样的海水集约化大棚对虾养殖尾水进行预处理使对虾养殖尾水的主要理化指标达到如下标准：pH为8.85±0.2，盐度为20±5，氨氮浓度为1.22±0.15mg·L-1，总氮浓度为5.8±0.015mg·L-1，总磷浓度为4.5±0.03mg·L-1，CODMn浓度为140±1.5mg·L-1，将达标后的对虾养殖尾水通过养殖尾水输入管输入海水微塑料悬浮液制备体系；（2）将超声频电源通过电线与超声换能器电连接后，通过超声换能器将超声频电能转换成机械振动通过液体介质传输给玻璃容器；（3）将微塑料粉末投放入进样管，同时打开第一开关阀门将进样管与养殖尾水输入管连通，微塑料粉末和对虾养殖尾水进入到玻璃容器内，在机械振动的作用下，微塑料在对虾养殖尾水中初步分散；（4）打开第二开关阀门，将初步分散的微塑料-养殖尾水混合液通入悬浮反应罐；打开第三开关阀门，将对虾养殖尾水通过养殖尾水输入管输入悬浮反应罐内直至悬浮反应罐中微塑料浓度稀释到10-100μg/ml；将悬浮反应室内温度控制为26℃±3℃，照明灯的光照强度控制为3000lx，光照周期控制为12L:12D，摇床的振荡频率控制为180r/min；气体输入管的充气量控制为2-5KgO2/h，反应3-7天后，即完成微塑料悬浮液的制备。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术首次公开了一种微塑料悬浮液的制备系统及其制备方法，其超声频电源能将50Hz的交流电转换成超声频电振荡信号后，通过电线输送给超声换能器，其效率高、且体积小，重量轻；超声换能器将超声频电能转成机械振动通过液体介质传输给玻璃容器，进而破坏玻璃容器中不溶性污物而使它们分散于溶液中，在分散清洗槽的工作下使微塑料初步分散。悬浮反应罐接收初步分散开的微塑料，进一步输入养殖尾水以稀释微塑料的浓度，悬浮反应罐底部的摇床装置，以一定的频率振荡，加快微塑料与养殖尾水的混合，提高制备效果；顶部设置的照明灯主要为养殖尾水中的微藻、微生物等提供适宜的生长环境。综上所述，本专利技术一种微塑料悬浮液的制备系统及其制备方法，将超声波分散清洗仪与悬浮反应室一体化，实现了微塑料的混合—分散—稀释—反应等一系列反应，使微塑料粉末从最初的漂浮状变成最终的悬浮状态，很好地模拟了海洋中的微塑料，为实验室室内的生物对微塑料的摄食实验研究提供了技术上的支持。该系统结构简单、操作简便、制备效果更好以及成本低、可操作性强，同时，合理利用了养殖尾水中所富含的营养物质和微生物，进一步了模拟微生物生长环境以达到制备效果。附图说明图1为本专利技术微塑料悬浮液制备系统的结构示意图。具体实施方式以下结合附图实施例对本专利技术作进一步详细描述。具体实施例一一种微塑料悬浮液的制备系统，如图1所示，包括超声频电源1、超声换能器2、分散清洗槽3、养殖尾水输入管4、悬浮反应室5以及位于悬浮反应室5内的悬浮反应罐6，超声频电源1通过电线与超声换能器2电连接，超声换能器2固定在分散清洗槽3的底部，分散清洗槽3内设置有封闭的玻璃容器7，分散清洗槽3的内壁与玻璃容器7的外壁之间设置有用于传递振动的液体介质8，玻璃容器7的顶部设置有用于投放微塑料粉末的进样管9，进样管9的侧壁通过管道与养殖尾水输入管4连通，玻璃容器7内设置有至少一根与外部大气相通的气压调节管10，玻璃容器7的底部通过管道与悬浮反应罐6连通；悬浮反应室5内顶部设置有照明灯11，悬浮反应室5内且位于悬浮反应罐6的底部设置有摇床12，悬浮反应罐6的上部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微塑料悬浮液的制备系统，其特征在于：包括超声频电源、超声换能器、分散清

【技术特征摘要】
1.一种微塑料悬浮液的制备系统，其特征在于：包括超声频电源、超声换能器、分散清洗槽、养殖尾水输入管、悬浮反应室以及位于所述的悬浮反应室内的悬浮反应罐；所述的超声频电源通过电线与所述的超声换能器电连接，所述的超声换能器固定在所述的分散清洗槽的底部，所述的分散清洗槽内设置有封闭的玻璃容器，所述的分散清洗槽的内壁与所述的玻璃容器的外壁之间设置有用于传递振动的液体介质，所述的玻璃容器的顶部设置有用于投放微塑料粉末的进样管，所述的进样管的侧壁通过管道与所述的养殖尾水输入管连通，所述的玻璃容器内设置有至少一根与外部大气相通的气压调节管，所述的玻璃容器的底部通过管道与所述的悬浮反应罐连通；所述的悬浮反应室内顶部设置有照明灯，所述的悬浮反应室内且位于所述的悬浮反应罐的底部设置有摇床，所述的悬浮反应罐的上部通过管道与所述的养殖尾水输入管连通，所述的悬浮反应罐内设置有气体输入管，所述的悬浮反应罐的底部设置有悬浮液输出管。2.根据权利要求1所述的一种微塑料悬浮液的制备系统，其特征在于：所述的养殖尾水输入管与所述的进样管之间的连接管道上设置有第一开关阀门，所述的玻璃容器与所述的悬浮反应罐之间的连接管道上设置有第二开关阀门，所述的养殖尾水输入管与所述的悬浮反应罐之间的连接管道上设置有第三开关阀门。3.根据权利要求2所述的一种微塑料悬浮液的制备系统，其特征在于：所述的养殖尾水输入管内设置有用于过滤养殖尾水中杂质的第一滤网，所述的进样管内且位于所述的进样管侧壁养殖尾水进入处的上方设置有用于过滤微塑料粉末中杂质的第二滤网，所述的悬浮反应罐的上端开口处设置有用于防止微生物和杂质进入罐内的滤膜。4.根据权利要求1-3中任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王佳莹，郑忠明，王政，于旭彪，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33