一种微塑料浮选分离装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种微塑料浮选分离装置，包括依次连通的高位水箱、反应器、沉淀池、明渠和过滤器，所述高位水箱与反应器之间、反应器与沉淀池之间、沉淀池与明渠之间均设有阀门，所述高位水箱内置水，所述反应器内设有搅拌装置，所述过滤器连接有用于施加负压的空气泵，所述过滤器包括与所述明渠连通的滤杯、用于承接过滤后液体的集液装置、置于所述滤杯和集液装置之间的过滤膜，所述集液装置连接所述空气泵。本发明专利技术浮选分离装置针对性强，从而能够更有效的将微塑料从样品中分离；本发明专利技术分离效率高，微塑料分离率可达90%以上；本发明专利技术所用溶剂为蒸馏水，环境友好性强。

A flotation separation device for micro plastics and its application method

The invention relates to a micro-plastic flotation separation device, which comprises a high-level water tank, a reactor, a sedimentation tank, an open channel and a filter connected sequentially. Valves are arranged between the high-level water tank and the reactor, between the reactor and the sedimentation tank, and between the sedimentation tank and the open channel. The high-level water tank is provided with water in the reactor. A stirring device is connected with an air pump for applying negative pressure. The filter includes a filter cup connected with the open channel, a liquid collecting device for carrying on filtered liquid, a filter membrane placed between the filter cup and the liquid collecting device, and the liquid collecting device is connected with the air pump. The flotation separation device of the invention has strong pertinence, so that the micro-plastics can be more effectively separated from the samples; the separation efficiency of the invention is high, and the separation rate of the micro-plastics can reach more than 90%; the solvent used in the invention is distilled water, and the environment is friendly.

【技术实现步骤摘要】
一种微塑料浮选分离装置及其使用方法
本专利技术涉及一种分离装置，尤其涉及一种微塑料浮选分离装置及该装置的使用方法。
技术介绍
塑料污染已成为全球性环境问题,而其中粒径小于5mm的"微塑料"污染又成为倍受关注的新的全球性环境灾害。由于其特有的物理化学特征,微塑料污染对土壤环境的危害远大于大型塑料垃圾。微塑料不仅可以通过释放自身有毒化学物质对土壤环境产生毒害，而且可以通过表面富集环境中重金属、持久性有机污染物、新型高毒有机污染物对生态环境产生危害。此外,作为外来物种及潜在病原菌等的载体给生态系统带来严重危害。低密度的聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)是在农业中运用非常广泛的两种塑料制品，用PE和PP制作的塑料大棚，在农业生产中可以起到减少水分蒸发和增加土壤温度的作用。然而，随着塑料大棚在世界范围内的广泛使用，微塑料对农业土壤的污染也日益严重，但是，目前并没有关于农业土壤中微塑料检测与分离技术的相关研究。近年来，已经开发了几种检测水中微塑料的方法，其中较为重要的是高密度溶液浮选法。使用高密度溶液，通过浮选可以很容易地从含有少量杂质和少量有机物的沉积物中提取微塑料。然而，由于微塑料可以紧密地吸附在土壤颗粒表面，因此，通过上述浮选法很难提取土壤中的微塑料。本专利技术针对以上缺陷，开发一种新的环境样品中的微塑料浮选分离方法，能够有效的分离农业土壤中的微塑料，具有很强的科研和商业实用性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种适用于提取土壤中微塑料的浮选装置，该装置通过将土壤颗粒在水中充分搅拌后沉淀浮选出土壤中的微塑料，装置充分利用重力作用使得液体在各区域之间进行流动，节约了能源。本专利技术所采取的技术方案为：一种微塑料浮选分离装置，包括依次连通的高位水箱、反应器、沉淀池、明渠和过滤器，所述高位水箱与反应器之间、反应器与沉淀池之间、沉淀池与明渠之间均设有阀门，所述高位水箱内置水，所述反应器内设有搅拌装置，所述过滤器连接有用于施加负压的空气泵，所述过滤器包括与所述明渠连通的滤杯、用于承接过滤后液体的集液装置、置于所述滤杯和集液装置之间的过滤膜，所述集液装置连接所述空气泵。进一步的，所述高位水箱置于所述反应器上方，所述高位水箱内的水通过重力作用流入所述反应器。进一步的，所述明渠底端低于所述沉淀池上端面。进一步的，所述过滤膜为硝酸纤维素滤膜。进一步的，所述沉淀池与明渠之间的阀门为定时阀门。进一步的，所述滤杯与所述集液装置可拆卸连接，所述滤杯上设有用于放置过滤膜的支架。进一步的，所述空气泵为隔膜式真空泵。进一步的，所述土壤和水的质量混合比例为1:5。本专利技术还提供了一种基于权利要求1所述的微塑料浮选分离装置的使用方法，包括以下步骤(1)将待筛选土壤置于反应器内；(2)打开高位水箱与反应器之间的阀门，向所述反应器内添加水；(3)开启搅拌装置，使所述反应器内土壤和水充分混合；(4)经过充分搅拌后的液体流入所述沉淀池中进行沉淀；(5)所述沉淀池与明渠之间的阀门打开，使所述沉淀池上端液体经过明渠进入所述过滤器过滤。本专利技术所产生的有益效果包括：本专利技术浮选分离装置针对性强，从而能够更有效的将微塑料从样品中分离；本专利技术分离效率高，微塑料分离率可达90％以上；本专利技术所用溶剂为蒸馏水，环境友好性强；本专利技术设有定时装置，可全自动运行。附图说明图1本专利技术中浮选分离装置的结构示意图；图中1-高位水箱、2-反应器、3-沉淀池、4-明渠，5-过滤器，6-隔膜式真空泵，7-搅拌器，8-滤杯，9-滤膜，10-三角集液瓶，11-阀门，12-定时阀门。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细的解释说明，但应当理解为本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。如图1所示，本专利技术微塑料浮选分离装置，包括依次联通的高位水箱1、反应器2、沉淀池3、明渠4以及过滤器5；其中，高位水箱1中储存有蒸馏水，高位水箱1出口处设有阀门11；反应器2中设有搅拌器7，反应器2的出口处设有定时阀门12；明渠4的入口处设有定时阀门12，能够控制液体的沉淀时间；过滤器5中设有过滤膜9，过滤膜9为硝酸纤维素滤膜，过滤器5由上部的滤杯8和下部的三角集液瓶10构成，过滤器5的外部还设有隔膜式真空泵6，隔膜式真空泵6能对过滤器5中滤膜下的腔体抽真空，从而使滤膜9下的腔体形成负压，进而加快滤液从滤膜9中流入过滤器5腔体中，加快过滤速度。将含有微塑料的土壤样品约5-20g置于反应器内，打开高位水箱的阀门，按1:5的比例将蒸馏水导入反应器内，使用搅拌器搅拌6-8小时以获得均匀的悬浮液。规定时间后定时阀门自动开启，液体流入沉淀池沉淀12-15小时。规定时间后明渠入口处的定时阀门开启，上层液体流入明渠，密度较大的泥沙颗粒沉淀在沉淀池的底部。液体通过明渠直接流入过滤器，此时可通过真空泵抽真空，从而加快过滤速度；过滤完成后分离出来的微塑料位于滤膜上。取土壤样品10g编号为S，向S样品中加入实验室制备的符合要求的微塑料样品m＝0.1639g。取本专利技术过滤器5中所使用的的滤膜，称其重量为S0＝0.0643g。将滤膜放回过滤器5中，装置组装完毕后，取样品置于反应器2中，进行一系列浮选操作。过滤后将滤膜烘干称重，得出此时滤膜重量为S1＝0.2289g。另取10g土壤样品，该样品中不加任何微塑料。取本专利技术过滤器5中所使用的的滤膜，称其重量为S2＝0.0689g。将滤膜放回过滤器5中，装置组装完毕后，取样品置于反应器2中，进行一系列浮选操作。过滤后将滤膜烘干称重，得出此时滤膜重量为S3＝0.0843g。已知微塑料的回收率公式为：用公式可得本专利技术分离装置对于微塑料的浮选分离有较高的回收率，具有较强的科研和商业实用性。上述仅为本专利技术的优选实施例，本专利技术并不仅限于实施例的内容。对于本领域中的技术人员来说，在本专利技术的技术方案范围内可以有各种变化和更改，所作的任何变化和更改，均在本专利技术保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微塑料浮选分离装置，其特征在于：包括依次连通的高位水箱、反应器、沉淀池、明渠和过滤器，所述高位水箱与反应器之间、反应器与沉淀池之间、沉淀池与明渠之间均设有阀门，所述高位水箱内置水，所述反应器内设有搅拌装置，所述过滤器连接有用于施加负压的空气泵，所述过滤器包括与所述明渠连通的滤杯、用于承接过滤后液体的集液装置、置于所述滤杯和集液装置之间的过滤膜，所述集液装置连接所述空气泵。

【技术特征摘要】
1.一种微塑料浮选分离装置，其特征在于：包括依次连通的高位水箱、反应器、沉淀池、明渠和过滤器，所述高位水箱与反应器之间、反应器与沉淀池之间、沉淀池与明渠之间均设有阀门，所述高位水箱内置水，所述反应器内设有搅拌装置，所述过滤器连接有用于施加负压的空气泵，所述过滤器包括与所述明渠连通的滤杯、用于承接过滤后液体的集液装置、置于所述滤杯和集液装置之间的过滤膜，所述集液装置连接所述空气泵。2.根据权利要求1所述的微塑料浮选分离装置，其特征在于：所述高位水箱置于所述反应器上方，所述高位水箱内的水通过重力作用流入所述反应器。3.根据权利要求1所述的微塑料浮选分离装置，其特征在于：所述明渠底端低于所述沉淀池上端面。4.根据权利要求1所述的微塑料浮选分离装置，其特征在于：所述过滤膜为硝酸纤维素滤膜。5.根据权利要求1所述的微塑料浮选分离...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛丽华，赵瑞琪，李轶，张弛，顾金飞，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32