[发明专利]一种微塑料高效分离装置及方法

说明书

本发明公开了一种微塑料高效分离装置及方法，所述分离装置可以通过水流的扰动作用，增加附有杂质的微塑料颗粒的碰撞频率，使微塑料和杂质能够很好的分离；可以根据目标分离微塑料的尺寸调节洗脱流速，使分离效率达到最大，减少了人力物力和时间的消耗；可以根据样品类型改变洗脱液的密度，实现有针对性地对某类型粒径的微塑料进行分离。所述分离方法可以通过调节洗脱流速和洗脱液密度，针对每一种类型不同尺寸的微塑料分别进行洗脱分离，使其分离效率达到最好。本方法通过染色的方法来鉴别微塑料，并进行计数，简单易操作。

技术领域

本发明涉及固体废弃物处理技术领域，具体为一种微塑料高效分离装置及方法。

背景技术

微塑料是一类尺寸小于5mm的塑料污染物，是当前最受关注的污染物之一。最常见的微塑料污染种类有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯等等，其中以聚氨酯为主要成分的纤维占比最大。微塑料与一般塑料污染的不同在于其尺寸小、比表面积大，可以吸附更多的污染物质。

沉积物中的微塑料很难被完全分离出来。现有普遍使用的方法是密度分离，这种方法利用塑料密度小的特性，通过向沉积物样品中加入较大密度的盐溶液使微塑料漂浮从而被分离出来。但是这种方法存在着一些问题：

第一，药品用量大。使用密度分离法分离沉积物中微塑料时，需要配制大量高浓度的盐溶液作为洗脱液，并且需进行多次分离提高分离效率。

第二，分离效果较差。由于样品中微塑料的尺寸不唯一、类型也不唯一，因此所配制的分离盐溶液不一定能使沉积物中所有的微塑料被分离出来，而且有些微塑料与泥沙结合较强，质量大于塑料本身，也很难在盐溶液中漂浮，微塑料的分离效率低。

第三，耗时较长。若仅仅通过静置靠重力沉降来分离，当分离样品量过多或者分离效果较差需要多次分离时，耗时较长。

上述方法忽略了由于污泥中微塑料的尺寸和种类的差异而引起的密度差异，以及与泥沙颗粒结合较紧密的微塑料的分离。

发明内容

本发明的目的是测定出不同尺寸的微塑料所对应的最佳洗脱速率以及洗脱液密度，通过控制洗脱液的密度和流速，尽可能大的提高分离效率。

本发明通过以下技术方案实现：

一种微塑料高效分离装置，包括洗脱柱体，洗脱柱体的上、下端均为敞口，洗脱柱体的上端为样品进口，洗脱柱体的下端连接分流管，洗脱柱体与分流管之间通过法兰连接不锈钢网筛二，分流管的下端连接进水管，进水管通过水泵与总进水管连通，总进水管与洗脱液连通，分流管与水泵之间的进水管上依次连接有三号阀门和流量计；靠近样品进口的洗脱柱体上设置有微塑料出口，微塑料出口处连接出水管，出水管经过一号阀门和不锈钢网筛一，连接至液体收集装置。

作为优选，不锈钢网筛一的孔径范围为50-80μm，从微塑料出口进入出水管的微塑料经过不锈钢网筛一的过滤后进入液体收集装置中。微塑料出口可以设置在距洗脱柱体顶端2-5cm范围处，微塑料出口上连接从出水管与洗脱柱体表面夹角范围为100°-120°，保证微塑料能从该出口流出。

作为优选，不锈钢网筛二的孔径范围为10-37μm。样品通过样品进口进入洗脱柱体内，不锈钢网筛二的网孔会阻隔样品，防止样品掉入分流管中。

作为优选，洗脱柱体和分流管均为玻璃管，可以直观地观察到洗脱柱体内样品及微塑料上浮过程。

优选地，洗脱柱体的柱长与内径比为20﹕1，内径尺寸范围为5-10cm，其玻璃壁厚度范围为1-4mm。

作为优选，液体收集装置上连接有洗涤剂出水管，洗涤剂出水管另一端连通至分流管，洗涤剂出水管上设置有二号阀门。