CN112720932A - 一种微塑料分离回收装置及其使用方法 - Google Patents

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黄微竹
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Abstract

本发明属于微塑料回收技术领域，具体为一种微塑料分离回收装置及其使用方法，包括气泵、进气管、曝气石、U型分离柱、玻璃塞、分级过滤装置、液体收集柱、出气管和抽滤泵，所述U型分离柱的左侧底部设置有曝气石，所述U型分离柱左侧底部通过进气管与气泵相连，所述U型分离柱的的顶部设置有玻璃塞，所述U型分离柱的右侧底部设置有分级过滤装置，所述分级过滤装置的底部设置有液体收集柱，所述液体收集柱的底部通过出气管与抽滤泵连接，其结构合理，在对沉积物中分离中装置更加简单便捷，无需密度溶液，浮选液为低浓度的APG0810溶液，分离回收率可接近100％，效果更好。在3min内即可完成微塑料的分离和收集过程，效率更高，节省了时间。

Description

一种微塑料分离回收装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及微塑料回收技术领域，具体为一种微塑料分离回收装置及其使用方法。
背景技术
自塑料制品面世以来，从最初1945年的170万吨上升至2016年的约3.35亿吨(Plastic Europe 2017)，全球塑料产量呈现出以指数型增长的现象。有研究表明大约80％的塑料已经在垃圾填埋场或者自然环境中被遗弃，而这些塑料大部分存在于各类沉积物中。这些塑料经过物理，化学和生物等过程碎裂和分解形成了小于5mm的塑料颗粒，这些微塑料粒径微小，难以进行准确的定性定量分析，因此如何将微塑料从沉积物中分离已经成为对微塑料进行研究的一个首要问题。
泡沫浮选法是一项利用物质在气泡表面上吸附性质的差异进行分离的技术，已在矿物浮选，环保，生物和医药工程等大量领域得到了广泛应用。
2017年，陈亚君等人在上述装置基础上发明了一种微塑料的连续分离富集装置(申请专利号201711447702.4)，包括气泵、曝气支管、分离器、筛网、连接头、入口支管、溢流支管和储存槽,曝气支管一端与气泵相连,另一端与分离器内部相连通溢流支管一端与分离器上部的溢流出口相连,另一端与储存槽相连通,筛网通过溢流支管固定在储存槽上方入口支管一端与分离器下部的入口相连,另一端连通入储存槽内。利用循环的方式对沉积物中微塑料进行连续分离和富集，然而其分离过程时间长，循环时间最少要达到3h，且需要搅拌装置，各装置连接处不平滑，微塑料容易粘附在分离柱内壁降低分离效率。
基于此，我们发明了一种微塑料分离回收装置及其使用方法。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
因此，本发明的目的是提供一种微塑料分离回收装置及其使用方法，能够实现对沉积物中分离中装置更加简单便捷，无需密度溶液，浮选液为低浓度的APG0810溶液，分离回收率可接近100％，效果更好。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：
一种微塑料分离回收装置及其使用方法，其包括气泵、进气管、曝气石、U型分离柱、玻璃塞、分级过滤装置、液体收集柱、出气管和抽滤泵，所述U型分离柱的左侧底部设置有曝气石，所述U型分离柱左侧底部通过进气管与气泵相连，所述U型分离柱的的顶部设置有玻璃塞，所述U型分离柱的右侧底部设置有分级过滤装置，所述分级过滤装置的底部设置有液体收集柱，所述液体收集柱的底部通过出气管与抽滤泵连接。
作为本发明所述的一种微塑料分离回收装置及其使用方法的一种优选方案，其中：所述U型分离柱与曝气石的连接处设置有密封圈，所述分级过滤装置与U型分离柱和液体收集柱的连接处设置有密封圈。
作为本发明所述的一种微塑料分离回收装置及其使用方法的一种优选方案，其中：所述U型分离柱的左侧底部设置有与进气管相配合的管套，所述液体收集柱上设置有与出气管相配合的管套。
作为本发明所述的一种微塑料分离回收装置及其使用方法的一种优选方案，其中：所述玻璃塞上设置有把手。
作为本发明所述的一种微塑料分离回收装置及其使用方法的一种优选方案，其中：包括如下步骤：
步骤一：打开玻璃塞，先将待分离的样品加入到U型分离柱中；
步骤二：然后加入浮选液(APG0810浓度0.05-0.5g/L内均可)，盖上玻璃塞,在分级过滤装置中添加滤膜；
步骤三：打开气泵，而后打开抽滤泵，调节气体流量，气体从曝气石在中不断冒出，形成气体湍流产生搅拌作用，带有微塑料颗粒的泡沫经过U型管道到达分级过滤装置；
步骤四：泡沫在抽滤作用下直接转化为液滴滴入液体收集柱中，微塑料被截留在各层滤膜上，3min后取下滤膜，完成微塑料分离回收。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：在对沉积物中分离中装置更加简单便捷，无需密度溶液，浮选液为低浓度的APG0810溶液，分离回收率可接近100％，效果更好。在3min内即可完成微塑料的分离和收集过程，效率更高，节省了时间。微塑料的分离提取过程对环境要求很高，整个装置密闭，避免了微塑料分离过程中人工干预和转移过程中造成的误差和损失。整个分离装置全采用亲水材料且平滑，避免了微塑料因为疏水相互作用等产生的粘附，在达到了高效分离微塑料的同时保证了准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将结合附图和详细实施方式对本发明进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明步骤流程图。
图中；1气泵、2进气管、3曝气石、4U型分离柱、5玻璃塞、6分级过滤装置、7液体收集柱、8出气管、9抽滤泵。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
实施例1
将100个5mm的PVC、PET、PS、PE和PP塑料与5g砂土充分混合均匀，模拟沉积物样品；打开玻璃塞5，先将待分离的样品加入到U型分离柱4中，然后加入不同浓度的APG0810浮选液，盖上玻璃塞5；在分级过滤装置6中添加0.45μm孔径滤膜；打开气泵1，而后打开抽滤泵9，调节气体流量为200mL/min，气体从曝气石3在中不断冒出，形成气体湍流产生搅拌作用，带有微塑料颗粒的泡沫经过U型管道到达分级过滤装置6，泡沫在抽滤作用下直接转化为液滴滴入液体收集柱7中，微塑料被截留在滤膜上，实验发现，在APG0810浓度为0.05g/L时,产生泡沫量足够支持完成微塑料收集，当APG0810浓度达到0.5g/L时，对5mm微塑料浮选产生抑制效果，浮选液APG浓度为0.05-0.5g/L时，通气3min取下滤膜即可完成5mm微塑料100％分离回收。
实施例2
将100个3mm的PVC、PET、PS、PE和PP塑料与5g砂土充分混合均匀，模拟沉积物样品；打开玻璃塞5，先将待分离的样品加入到U型分离柱4中，然后加入不同浓度的APG0810浮选液，盖上玻璃塞5；在分级过滤装置6中添加0.45μm孔径滤膜；打开气泵1，而后打开抽滤泵9，调节气体流量为200mL/min，气体从曝气石3在中不断冒出，形成气体湍流产生搅拌作用，带有微塑料颗粒的泡沫经过U型管道到达分级过滤装置6，泡沫在抽滤作用下直接转化为液滴滴入液体收集柱7中，微塑料被截留在滤膜上，实验发现，在APG0810浓度为0.05g/L时,产生泡沫量足够支持完成微塑料收集，当APG0810浓度达到0.7g/L时，对3mm微塑料浮选产生抑制效果，浮选液APG浓度为0.05-0.7g/L时，通气3min取下滤膜即可完成3mm微塑料100％分离回收。
实施例三
将100个500μm的PVC、PET、PS、PE和PP塑料与5g砂土充分混合均匀，模拟沉积物样品；打开玻璃塞5，先将待分离的样品加入到U型分离柱4中，然后加入不同浓度的APG0810浮选液，盖上玻璃塞5；在分级过滤装置6中添加0.45μm孔径滤膜；打开气泵1，而后打开抽滤泵9，调节气体流量为200mL/min，气体从曝气石3在中不断冒出，形成气体湍流产生搅拌作用，带有微塑料颗粒的泡沫经过U型管道到达分级过滤装置6，泡沫在抽滤作用下直接转化为液滴滴入液体收集柱7中，微塑料被截留在滤膜上，实验发现，在APG0810浓度为0.05g/L时,产生泡沫量足够支持完成微塑料收集，当APG0810浓度达到0.9g/L时，对500μm微塑料浮选产生抑制效果，浮选液APG浓度为0.05-0.9g/L时，通气3min取下滤膜即可完成500μm微塑料100％分离回收。
对比三个实施例的数据可以发现，本发明在对沉积物中分离中装置更加简单便捷，无需密度溶液，浮选液为低浓度的APG0810溶液，分离回收率可接近100％，效果更好。在3min内即可完成微塑料的分离和收集过程，效率更高，节省了时间。微塑料的分离提取过程对环境要求很高，整个装置密闭，避免了微塑料分离过程中人工干预和转移过程中造成的误差和损失。整个分离装置全采用亲水材料且平滑，避免了微塑料因为疏水相互作用等产生的粘附，在达到了高效分离微塑料的同时保证了准确性
虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (5)

1.一种微塑料分离回收装置，其特征在于：包括气泵(1)、进气管(2)、曝气石(3)、U型分离柱(4)、玻璃塞(5)、分级过滤装置(6)、液体收集柱(7)、出气管(8)和抽滤泵(9)，所述U型分离柱(4)的左侧底部设置有曝气石(3)，所述U型分离柱(4)左侧底部通过进气管(2)与气泵(1)相连，所述U型分离柱(4)的的顶部设置有玻璃塞(5)，所述U型分离柱(4)的右侧底部设置有分级过滤装置(6)，所述分级过滤装置(6)的底部设置有液体收集柱(7)，所述液体收集柱(7)的底部通过出气管(8)与抽滤泵(9)连接。
2.根据权利要求1所述的一种微塑料分离回收装置，其特征在于：所述U型分离柱(4)与曝气石(3)的连接处设置有密封圈，所述分级过滤装置(6)与U型分离柱(4)和液体收集柱(7)的连接处设置有密封圈。
3.根据权利要求1所述的一种微塑料分离回收装置，其特征在于：所述U型分离柱(4)的左侧底部设置有与进气管(2)相配合的管套，所述液体收集柱(7)上设置有与出气管(8)相配合的管套。
4.根据权利要求1所述的一种微塑料分离回收装置，其特征在于：所述玻璃塞(5)上设置有把手。
5.根据权利要求1所述的一种微塑料分离回收装置使用方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：打开玻璃塞(5)，先将待分离的样品加入到U型分离柱(4)中；
步骤二：然后加入浮选液(APG0810浓度0.05-0.5g/L内均可)，盖上玻璃塞(5),在分级过滤装置(6)中添加滤膜；
步骤三：打开气泵(1)，而后打开抽滤泵(9)，调节气体流量，气体从曝气石(3)在中不断冒出，形成气体湍流产生搅拌作用，带有微塑料颗粒的泡沫经过U型管道到达分级过滤装置(6)；
步骤四：泡沫在抽滤作用下直接转化为液滴滴入液体收集柱(7)中，微塑料被截留在各层滤膜上，3min后取下滤膜，完成微塑料分离回收。
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