【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于微塑料污染物的前處理研究領域，具體而言，涉及一種微塑料的高效浮選分級分離的裝置及方法。
技術介紹
1、微塑料是粒徑小于5mm的塑料顆粒，被認定為一種新興污染物。由于其分布廣泛、數量大、難以降解等特點，微塑料污染問題被政府部門、學術機構、社會環保組織以及公眾廣泛關注并被聯合國環境大會列為全球亟待解決的環境污染問題。
2、目前在海洋、湖泊河流等生態環境中已有相關的微塑料研究，對于承納了更多微塑料污染物的沉積物以及微塑料對淡水環境中生物健康的影響缺乏足夠關注。微塑料不僅存在自身危害，還可吸附淡水環境中的其他污染物(如重金屬、持久性有機污染物)形成復合污染物，對淡水生物健康造成危害，甚至可通過食物鏈向高營養級傳遞，進而對人體健康存在潛在的威脅。
3、目前已證實水體、大氣、土壤及沉積物，甚至極地冰層中普遍存在微塑料污染物。鑒于微塑料本身特性，環境樣品中微塑料的提取方式多為傳統的人工篩分、酸堿等化學試劑消解雜質結合浮選劑進行密度分離等方式(專利申請號：202223416854.7、201910747902.4、201810604532.4、202210696388.8、202211452303.8)。該類方法的微塑料分離裝置組成復雜、高密度微塑料(如pet、pvc)提取率較低、操作繁瑣及浮選試劑不易回收等缺點，且從水體和土壤中的微塑料提取方法難以直接用于淡水生物組織樣品中微塑料的提取。
4、因此，亟需一種操作簡單、節能環保、并快速高效地從淡水生物組織樣品中分級分離出微塑料的方法及裝置。>
技術實現思路
1、為了實現上述目的，本專利技術采用了如下技術方案：
2、一種微塑料的高效浮選分級分離的裝置，包括：
3、鐵架臺；
4、浮選分離機構，所述浮選分離機構設置在所述鐵架臺上，用于對含有微塑料的浮選液進行溢流操作；
5、雜質收集組件，所述雜質收集組件設置在鐵架臺上，并位于所述浮選分離機構的下端開口處；
6、浮選液收集組件，所述浮選液收集組件位于所述浮選分離機構的溢流出口處下方，用于收集溢流出的浮選液；
7、分級過濾機構，所述分級過濾機構位于所述浮選分離機構的一側，用于分級過濾所述浮選分離機構中溢流出的浮選液。
8、進一步的，所述浮選分離機構包括漏斗式錐形瓶體和溢流管；
9、所述漏斗式錐形瓶體設置在所述鐵架臺上；所述漏斗式錐形瓶體的下端開口位于所述雜質收集組件的開口端上方，且所述漏斗式錐形瓶體的下端開口處設置有玻璃活塞；
10、所述漏斗式錐形瓶體的上端側壁開設有與溢流管相匹配的開口；所述漏斗式錐形瓶體的開口與所述溢流管的一端連通，所述溢流管的另一端位于所述浮選液收集組件的開口處上方。
11、進一步的，還包括漏斗，所述漏斗設置在所述鐵架臺上，且所述漏斗的下端開口的上方設置有橢球形緩沖部，用于降低浮選液進入所述漏斗式錐形瓶體的流速；所述漏斗的下端開口處與所述漏斗式錐形瓶體的開口處連通。
12、進一步的，所述溢流管向下傾斜設置在所述漏斗式錐形瓶上，所述溢流管靠近所述浮選液收集組件的一端為平口向上呈45°仰角設置。
13、進一步的，所述分級過濾機構包括分級過濾杯、真空抽濾泵、濾頭和回收瓶；
14、所述分級過濾杯的下端開口與所述濾頭的上端開口密封連接，所述濾頭的下端開口與所述回收瓶連接；所述濾頭的側壁設置有抽氣嘴，所述抽氣嘴通過管道與所述真空抽濾泵連通。
15、進一步的，所述分級過濾杯包括濾杯、不銹鋼接口和2個濾膜；
16、所述濾杯的下端開口與所述濾頭的上端開口密封連接；其中，所述不銹鋼接口設置在所述濾杯的下端開口上方0.5-1.0cm處；其中一個所述濾膜通過不銹鋼固定器安裝在所述不銹鋼接口處，另一個所述濾膜通過固定夾安裝在所述濾杯的下端開口與所述濾頭之間。
17、進一步的，所述雜質收集組件為玻璃培養皿。
18、進一步的，所述浮選液收集組件為燒杯。
19、一種微塑料的高效浮選分級分離方法，包括如下步驟：
20、s1、關閉玻璃活塞，將樣品加入漏斗式錐形瓶體中，同時將密度為1.5g/cm3的甲酸鉀浮選液加入漏斗式錐形瓶體中至溢流管上端接口下方30-50mm處，并用鋁箔紙密封漏斗式錐形瓶體的上端開口，后靜置12h以上；
21、s2、打開鋁箔紙，在漏斗的上端開口處加入新鮮1.5g/cm3的甲酸鉀浮選液；浮選液通過溢流管流入浮選液收集組件中；溢流結束后，再次添加浮選液到漏斗式錐形瓶體中至溢流管上端接口下方30-50mm處，靜置2h后重復操作，重復3次溢流操作；
22、s3、將浮選液收集組件中的浮選液緩慢倒入分級過濾機構的分級過濾杯中，同時啟動真空抽濾泵進行抽濾，再用超純水反復沖洗浮選液收集組件，超純水潤洗液同樣全部倒入分級過濾杯中；
23、s4、收集濾膜上的殘留物，利用體視顯微鏡觀察濾膜上殘留物質，微塑料疑似顆粒通過傅里葉變換顯微紅外光譜技術鑒定是否為微塑料顆粒；
24、s5、打開玻璃活塞，將漏斗式錐形瓶體中底部含雜質的浮選液流入雜質收集組件中，隨后關閉玻璃活塞保留漏斗式錐形瓶體中的剩余浮選液。
25、優選的，位于分級過濾機構的回收瓶和漏斗式錐形瓶中的浮選液，經過1μm玻璃纖維素膜過濾后可重復使用。
26、本專利技術的有益效果：
27、(1)本專利技術依據密度分離、溢流及真空抽濾的原理設計了相關的微塑料分離浮選裝置，將淡水生物組織(如魚類)樣品中的微塑料顆粒有效地分級分離出來，解決了傳統微塑料分離方法難以直接用于淡水生物組織(如魚類)、操作復雜、高密度微塑料(如pet、pvc)提取率低和浮選試劑不易回收的問題。
28、(2)優化了微塑料分離浮選裝置，鐵架臺、固定鐵環、漏斗、浮選分離機構、雜質收集組件和浮選液收集組件便于拆卸和組裝，浮選過程無需額外的動力裝置，降低成本；分級過濾機構可根據目標需求，靈活放置不同孔徑的不銹鋼濾膜，小孔徑不銹鋼濾膜位于分級過濾機構的大孔徑不銹鋼濾膜下方，提高后續微塑料分離鑒定效率并拓寬應用場景。
29、(3)本專利技術所用的浮選液無毒無害、密度適中便于提取大密度微塑料，浮選液便于回收且可重復使用，節能降耗的同時降低對周圍環境的影響。
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1.一種微塑料的高效浮選分級分離的裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種微塑料的高效浮選分級分離的裝置，其特征在于，所述浮選分離機構包括漏斗式錐形瓶體和溢流管；
3.根據權利要求2所述的一種微塑料的高效浮選分級分離的裝置，其特征在于，還包括漏斗，所述漏斗設置在所述鐵架臺上，且所述漏斗的下端開口的上方設置有橢球形緩沖部，用于降低浮選液進入所述漏斗式錐形瓶體的流速；所述漏斗的下端開口處與所述漏斗式錐形瓶體的開口處連通。
4.根據權利要求2所述的一種微塑料的高效浮選分級分離的裝置，其特征在于，所述溢流管向下傾斜設置在所述漏斗式錐形瓶上，所述溢流管靠近所述浮選液收集組件的一端為平口向上呈45°仰角設置。
5.根據權利要求1所述的一種微塑料的高效浮選分級分離的裝置，其特征在于，所述分級過濾機構包括分級過濾杯、真空抽濾泵、濾頭和回收瓶；
6.根據權利要求5所述的一種微塑料的高效浮選分級分離的裝置，其特征在于，所述分級過濾杯包括濾杯、不銹鋼接口和2個濾膜；
7.根據權利要求1所述的一種微塑料的高效浮選分級分
8.根據權利要求1所述的一種微塑料的高效浮選分級分離的裝置，其特征在于，所述浮選液收集組件為燒杯。
9.一種微塑料的高效浮選分級分離方法，使用上述權利要求1-8中任一所述的微塑料的高效浮選分級分離的裝置，其特征在于，包括如下步驟：
10.根據權利要求9所述的一種微塑料的高效浮選分級分離方法，其特征在于，位于分級過濾機構的回收瓶和漏斗式錐形瓶中的浮選液，經過1μm玻璃纖維素膜過濾后可重復使用。
...【技術特征摘要】
1.一種微塑料的高效浮選分級分離的裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種微塑料的高效浮選分級分離的裝置，其特征在于，所述浮選分離機構包括漏斗式錐形瓶體和溢流管；
3.根據權利要求2所述的一種微塑料的高效浮選分級分離的裝置，其特征在于，還包括漏斗，所述漏斗設置在所述鐵架臺上，且所述漏斗的下端開口的上方設置有橢球形緩沖部，用于降低浮選液進入所述漏斗式錐形瓶體的流速；所述漏斗的下端開口處與所述漏斗式錐形瓶體的開口處連通。
4.根據權利要求2所述的一種微塑料的高效浮選分級分離的裝置，其特征在于，所述溢流管向下傾斜設置在所述漏斗式錐形瓶上，所述溢流管靠近所述浮選液收集組件的一端為平口向上呈45°仰角設置。
5.根據權利要求1所述的一種微塑料的高效浮選分級分離的裝置，其特征在于，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張艷杰，王麗婧，朱延忠，周娟，聶沖，趙艷民，劉偉玲，李歡，
申請(專利權)人：中國環境科學研究院，
類型：發明
國別省市：
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