CN111805803A - 一种用于分离土壤中微塑料的浮选溢流瓶及浮选装置 - Google Patents

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赵斌
李曼
宋莉
王鑫
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Abstract

本发明公开一种用于分离土壤中微塑料的浮选溢流瓶及浮选装置，涉及土壤分离技术领域，浮选溢流瓶包括浮选作业瓶、溢流液收集瓶和出液管，浮选作业瓶包括锥形瓶身和连接于锥形瓶身上端的圆筒形颈部，溢流液收集瓶嵌套于圆筒形颈部外侧，溢流液收集瓶与圆筒形颈部之间形成密封连接，溢流液收集瓶底部设置有出液口，出液口下部连接有出液管。浮选装置包括浮选溢流瓶、搅拌装置、超声装置、沉淀装置和连接导管，浮选溢流瓶放置于超声装置中，搅拌装置用于搅拌浮选作业瓶中的溶液，连接导管一端与出液管连接，连接导管另一端放入沉淀装置中，沉淀装置设置于出液口下方。该装置能够简化操作过程，减少微塑料的丢失，提高回收率，提高工作效率。

Description

一种用于分离土壤中微塑料的浮选溢流瓶及浮选装置
技术领域
本发明涉及土壤分离技术领域，特别是涉及一种用于分离土壤中微塑料的浮选溢流瓶及浮选装置。
背景技术
现有土壤中微塑料的浮选方法主要是通过密度分离法实现轻组分微塑料和重组分杂质的分离。具体操作中，将土壤样品置于比例容器内(锥形瓶、烧杯)，向土壤样品中加入蒸馏水、饱和盐水(溶质一般为NaCl或ZnCl2)，可通过磁力、机械、手动等方式充分搅拌使之混合均匀，静置至溶液分层，重组分脱离水相体系重新沉降，而微塑料继续保持悬浮状态或漂浮于溶液表面，通过倾倒、溢出、抽取等方式收集上层溶液中的微塑料，再过滤使微塑料富集到滤膜上，最终实现土壤微塑料的分离提取。现有土壤中微塑料的浮选装置及使用方法操作不便，作业时间长，易导致微塑料丢失，回收率低。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种用于分离土壤中微塑料的浮选溢流瓶及浮选装置，简化操作过程，减少微塑料的丢失，提高回收率，提高工作效率。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种用于分离土壤中微塑料的浮选溢流瓶，包括浮选作业瓶、溢流液收集瓶和出液管，所述浮选作业瓶包括锥形瓶身和连接于所述锥形瓶身上端的圆筒形颈部，所述溢流液收集瓶顶部敞口且底部封闭，所述溢流液收集瓶嵌套于所述圆筒形颈部外侧，所述溢流液收集瓶与所述圆筒形颈部之间形成密封连接，所述溢流液收集瓶底部设置有出液口，所述出液口下部连接有所述出液管。
优选地，所述圆筒形颈部的顶端设置有倾倒口，所述倾倒口与所述出液口设置于同一侧。
优选地，所述出液口的内径和所述出液管的内径均大于5mm。
优选地，所述溢流液收集瓶底部朝向所述出液口设置有流水坡度，所述流水坡度为5％-10％。
优选地，所述浮选作业瓶、所述溢流液收集瓶和所述出液管为一体式结构。
优选地，所述浮选作业瓶、所述溢流液收集瓶和所述出液管均采用透明玻璃材质。
优选地，所述溢流液收集瓶为底部封闭的圆筒形结构，所述溢流液收集瓶的内径大于所述圆筒形颈部的内径，所述溢流液收集瓶的内径与所述圆筒形颈部的内径之差为3-5cm。
优选地，所述溢流液收集瓶的瓶口高于所述浮选作业瓶的瓶口，所述溢流液收集瓶的瓶口与所述浮选作业瓶的瓶口的高度差为1-3cm。
本发明还提供一种浮选装置，包括用于分离土壤中微塑料的浮选溢流瓶、搅拌装置、超声装置、沉淀装置和连接导管，所述浮选溢流瓶放置于所述超声装置中，所述搅拌装置用于搅拌所述浮选作业瓶中的溶液，所述连接导管一端与所述出液管连接，所述连接导管另一端放入所述沉淀装置中，所述沉淀装置设置于所述出液口下方。
优选地，所述搅拌装置为电动机械搅拌器，所述超声装置为超声波清洗机，所述连接导管为透明硅胶管，所述沉淀装置为梨形分液漏斗。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提供的用于分离土壤中微塑料的浮选溢流瓶及浮选装置，浮选溢流瓶包括浮选作业瓶、溢流液收集瓶和出液管，浮选作业瓶采用锥形瓶，可减少浮选溶液的使用量，利于静置分层，溢流液收集瓶嵌套于浮选作业瓶的圆筒形颈部外侧，方便浮选过程中上层溶液和漂浮物的溢出回收，可以简化上层溶液中微塑料的溢出回收操作，减少微塑料的丢失，提高回收率，方便与搅拌装置和超声装置进行组装。通过对土壤样品同时进行超声和机械搅拌，能够加快样品分散，缩短搅拌时间和提高微塑料的回收率。通过将溢出溶液收集至沉淀装置静置沉淀，可缩短浮选过程中静置时间，并能有效进一步去除重组分杂质。本发明中的浮选装置具有简单高效、易操作、可拆分、便于冲洗、制作成本低的特点，便于广泛推广使用，并解决了土壤中微塑料浮选分离作业时间长、效率低、步骤繁琐、漂浮物易粘壁、微塑料易丢失以及溢出中有大量土壤颗粒等杂质等问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的用于分离土壤中微塑料的浮选溢流瓶的结构示意图；
图2为本发明提供的浮选装置的结构示意图。
附图标记说明：1、浮选作业瓶；11、锥形瓶身；12、圆筒形颈部；13、倾倒口；2、溢流液收集瓶；21、出液口；3、出液管；4、超声装置；5、搅拌装置；6、连接导管；7、沉淀装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种用于分离土壤中微塑料的浮选溢流瓶及浮选装置，简化操作过程，减少微塑料的丢失，提高回收率，提高工作效率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本实施例提供一种用于分离土壤中微塑料的浮选溢流瓶，包括浮选作业瓶1、溢流液收集瓶2和出液管3，浮选作业瓶1包括锥形瓶身11和连接于锥形瓶身11上端的圆筒形颈部12，即浮选作业瓶1为锥形瓶，采用锥形瓶可减少浮选溶液的使用量，利于静置分层，溢流液收集瓶2顶部敞口且底部封闭，溢流液收集瓶2嵌套于圆筒形颈部12外侧，溢流液收集瓶2与圆筒形颈部12之间形成密封连接，即溢流液收集瓶2与圆筒形颈部12的连接处光滑无缝，溢流液收集瓶2底部设置有出液口21，出液口21下部连接有出液管3。
为了便于倾倒浮选作业瓶1中的液体，圆筒形颈部12的顶端设置有倾倒口13，倾倒口13与出液口21设置于同一侧。
于本具体实施例中，出液口21的内径和出液管3的内径均大于5mm。
为了便于溢流液收集瓶2中的液体汇集至出液口21并由出液管3流出，溢流液收集瓶2底部朝向出液口21设置有流水坡度，具体地，流水坡度为5％-10％。
于本具体实施例中，浮选作业瓶1、溢流液收集瓶2和出液管3为一体式结构。浮选作业瓶1、溢流液收集瓶2和出液管3均采用透明玻璃材质。
具体地，溢流液收集瓶2为底部封闭的圆筒形结构，溢流液收集瓶2的内径大于圆筒形颈部12的内径，溢流液收集瓶2的内径与圆筒形颈部12的内径之差为3-5cm。
具体地，溢流液收集瓶2的瓶口高于浮选作业瓶1的瓶口，溢流液收集瓶2的瓶口与浮选作业瓶1的瓶口的高度差为1-3cm。
如图2所示，本实施例还提供一种浮选装置，包括用于分离土壤中微塑料的浮选溢流瓶、搅拌装置5、超声装置4、沉淀装置7和连接导管6，浮选溢流瓶放置于超声装置4中，搅拌装置5用于搅拌浮选作业瓶1中的溶液，连接导管6一端与出液管3连接，连接导管6另一端放入沉淀装置7中，沉淀装置7设置于出液口21下方。
于本具体实施例中，搅拌装置5为电动机械搅拌器，超声装置4为超声波清洗机，连接导管6为透明硅胶管，沉淀装置7为梨形分液漏斗。
具体地，本实施例中的浮选溢流瓶可通过蠕动泵、导管、流量计等与储液瓶连接，实现自动加液。
本实施例中可配置一套真空抽滤装置，将溢出液在沉淀装置7静置分层，放出下层沉淀后，将上层溶液全部转移到装有滤膜的抽滤瓶内过滤即可实现微塑料的收集。
具体使用过程为：将浮选溢流瓶放置在超声装置4中，搅拌装置5置于浮选溢流瓶上方，将搅拌装置5的搅拌桨伸入到浮选作业瓶1内部液面下方；再将连接导管6的一端与浮选溢流瓶的出液管3连接，连接导管6另一端放入沉淀装置7内，使得沉淀装置7位于浮选溢流瓶的出液口21水平面下方。
取土壤样品置于浮选作业瓶1中，加入适量浮选溶液，按上述过程组装装置后，打开搅拌装置5和超声装置4，室温下超声搅拌一定时间后，关闭搅拌装置5和超声装置4，静置一段时间。
待溶液分层后，缓慢加入浮选溶液于浮选作业瓶1中，让浮选作业瓶1内上层漂浮物全部溢出至溢出液收集瓶，从出液口21经出液管3和连接导管6流入沉淀装置7中。再将浮选作业瓶1内上层约50ml溶液由倾倒口13倒入溢流液收集瓶2中，最后用浮选溶液冲洗浮选作业瓶1外壁、溢流液收集瓶2内壁、搅拌桨以及连接导管6等，让漂浮物全部转移至沉淀装置7中。如此至少重复2-3次，直至浮选作业瓶1上层溶液无明显漂浮物，能够减少微塑料的丢失，提高回收率。
浮选完成后，将装有溢出液和漂浮物的沉淀装置7密封后静置分层，至上层溶液澄清，静置期间，可不间断从沉淀装置7下端慢慢放出沉淀物。最后，将上层清液和漂浮物全部转移过滤到滤膜上即可。
为保证微塑料回收率，一般需要对浮选过程(搅拌-静置-加液溢出)重复2-3次；每次浮选都需要在搅拌后等待溶液静置分层。如果每次静置时间短，则溢出液中含有重组分杂质较多；如果静置至上层溶液澄清，则需要较长时间(2h-24h)，且浮选液密度越大，静置所需时间越长。沉淀装置7的使用可让每次浮选过程中的静置至出现分层即可，不需静置至上层溶液完全澄清。本实施例中将多次浮选步骤后的溢出液收集至沉淀装置7，一次性静置至上层溶液澄清即可，可大幅缩减静置时间，并能有效去除杂质。
根据以上的使用过程可知，通过设置溢流液收集瓶2嵌套于浮选作业瓶1的圆筒形颈部12外侧，便于浮选过程中上层溶液和漂浮物的溢出回收，可以简化上层溶液中微塑料的溢出回收操作，减少微塑料的丢失，提高回收率，方便与搅拌装置5和超声装置4进行组装。通过对土壤样品同时进行超声和机械搅拌，能够加快样品分散，缩短搅拌时间和提高微塑料的回收率。通过将溢出溶液收集至沉淀装置7静置沉淀，可缩短浮选过程中静置时间，并能有效进一步去除重组分杂质。本实施例中的浮选装置具有简单高效、易操作、可拆分、便于冲洗、制作成本低的特点，便于广泛推广使用，并解决了土壤中微塑料浮选分离作业时间长、效率低、步骤繁琐、漂浮物易粘壁、微塑料易丢失以及溢出中有大量土壤颗粒等杂质等问题。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种用于分离土壤中微塑料的浮选溢流瓶，其特征在于，包括浮选作业瓶、溢流液收集瓶和出液管，所述浮选作业瓶包括锥形瓶身和连接于所述锥形瓶身上端的圆筒形颈部，所述溢流液收集瓶顶部敞口且底部封闭，所述溢流液收集瓶嵌套于所述圆筒形颈部外侧，所述溢流液收集瓶与所述圆筒形颈部之间形成密封连接，所述溢流液收集瓶底部设置有出液口，所述出液口下部连接有所述出液管。
2.根据权利要求1所述的用于分离土壤中微塑料的浮选溢流瓶，其特征在于，所述圆筒形颈部的顶端设置有倾倒口，所述倾倒口与所述出液口设置于同一侧。
3.根据权利要求1所述的用于分离土壤中微塑料的浮选溢流瓶，其特征在于，所述出液口的内径和所述出液管的内径均大于5mm。
4.根据权利要求1所述的用于分离土壤中微塑料的浮选溢流瓶，其特征在于，所述溢流液收集瓶底部朝向所述出液口设置有流水坡度，所述流水坡度为5％-10％。
5.根据权利要求1所述的用于分离土壤中微塑料的浮选溢流瓶，其特征在于，所述浮选作业瓶、所述溢流液收集瓶和所述出液管为一体式结构。
6.根据权利要求1所述的用于分离土壤中微塑料的浮选溢流瓶，其特征在于，所述浮选作业瓶、所述溢流液收集瓶和所述出液管均采用透明玻璃材质。
7.根据权利要求1所述的用于分离土壤中微塑料的浮选溢流瓶，其特征在于，所述溢流液收集瓶为底部封闭的圆筒形结构，所述溢流液收集瓶的内径大于所述圆筒形颈部的内径，所述溢流液收集瓶的内径与所述圆筒形颈部的内径之差为3-5cm。
8.根据权利要求1所述的用于分离土壤中微塑料的浮选溢流瓶，其特征在于，所述溢流液收集瓶的瓶口高于所述浮选作业瓶的瓶口，所述溢流液收集瓶的瓶口与所述浮选作业瓶的瓶口的高度差为1-3cm。
9.一种浮选装置，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的用于分离土壤中微塑料的浮选溢流瓶、搅拌装置、超声装置、沉淀装置和连接导管，所述浮选溢流瓶放置于所述超声装置中，所述搅拌装置用于搅拌所述浮选作业瓶中的溶液，所述连接导管一端与所述出液管连接，所述连接导管另一端放入所述沉淀装置中，所述沉淀装置设置于所述出液口下方。
10.根据权利要求9所述的浮选装置，其特征在于，所述搅拌装置为电动机械搅拌器，所述超声装置为超声波清洗机，所述连接导管为透明硅胶管，所述沉淀装置为梨形分液漏斗。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113618966A (zh) * 2021-08-30 2021-11-09 陕西师范大学 一种微塑料与生物炭的分离方法
CN114018659A (zh) * 2021-09-24 2022-02-08 佛山科学技术学院 一种土壤微塑料的分离装置

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