CN114273379B - 土壤微塑料连续流动分离浮选系统及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土壤微塑料连续流动分离浮选系统，包括用于对土壤样品进行烘干、粉碎处理的粉碎机，以及将粉碎后土壤中包含的聚乙烯类微塑料进行连续分离浮选的浮选液存储单元、浮选单元、微塑料筛分单元，所述浮选液存储单元、浮选单元、微塑料筛分单元通过相配合的蠕动泵、导管联接。本发明提供一种土壤微塑料连续分离浮选系统，经土壤筛分、液体浮选溢流、微塑料筛分富集、浮选液收集循环等流程，实现土壤微塑料(1‑5mm)的连续分离，回收率不低于70％；进一步地通过采用本系统可以对浮选液的类型及浓度进行优化，配合气流速度、搅拌速度及筛分装置孔径等参数，得到最优化的工作参数，在最优参数下，对土壤微塑料(1‑5mm)回收率不低于80％。

Description

土壤微塑料连续流动分离浮选系统及其应用方法

技术领域

本发明涉及固体废弃物处理技术领域。更具体地说，本发明涉及一种土壤微塑料连续流动分离浮选系统及其应用方法。

背景技术

目前，土壤特别是农用地微塑料（环境中粒径小于 5mm 的塑料类污染物）的积累、迁移、降解及其生态环境和食物链的潜在风险问题尚未引起广泛关注。而土壤中微塑料分离的常规方法，主要是采用溶液初步浮选和人工挑选相结合的方法，该方法效率低下、主观性较强，而在土壤直径较小的情况下，如毫米级以下的微塑料，目前的技术分离困难，如何从大量土壤样品中分离获得微塑料，以为后期的揭示土壤中微塑料的降解规律，为发展土壤微塑料分析、评估方法与污染修复技术提供科学依据和技术支撑，是目前研究的目标。

而现有技术中，也有用于实验室中的分离系统，但通常在使用中需要使用消解剂对土壤进行前消解处理或后消解处理，这使得土壤中包含了大量的干扰消化溶剂，为后期的研究带来不利因素，同时对于回收的浮选液质量造成影响，影响其循环利用。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种土壤微塑料连续流动分离浮选系统，包括用于对土壤样品进行烘干、粉碎处理的粉碎机，以及将粉碎后土壤中包含的聚乙烯类微塑料进行连续分离浮选的浮选液存储单元、浮选单元、微塑料筛分单元；

其中，所述浮选单元被配置为包括：

用于容纳待浮选土壤的样品杯；

设置在样品杯外部用于回收溢流液的溢流杯；

与溢流杯相配合的磁力搅拌器；

所述微塑料筛分单元被配置为包括：

与溢流杯连通的筛分柱；

设置于筛分柱外部用于回收浮选液的回液杯；

所述溢流杯与筛分柱之间通过相配合的第一蠕动泵、第一导管联接，所述回液杯与浮选液存储单元之间通过相配合的第二蠕动泵、第二导管联接，所述浮选液存储单元与样品杯之间通过相配合的第三蠕动泵、第三导管联接；

所述样品杯的混合物通过第一空气泵、第一进气管与外界连通，且所述进气管上设置有相配合的流量计。

优选的是，所述第一进气管在与样品杯相配合的一侧设置有发泡石。

优选的是，所述回液杯与浮选液存储单元之间设置有相配合的过滤机构。

优选的是，所述筛分柱被配置包括呈筒状结构的筛分筒， 以及以可拆卸的方式设置在筛分筒内部的多层筛网；

其中，各层筛网的孔径从上至下呈递减状态；

各层筛网通过相配合的安装机构卡设在筛分筒内部，所述筛分筒内侧壁上设置有多条纵向分布的卡槽；

所述安装机构被配置为包括：

与各卡槽上配合的卡件，其在与筛网相配合的一侧间隔设置有多个卡柱；

与各层卡柱相配合的双层卡环；

所述筛网设置双层卡环之间，且各卡环、筛网上分别设置有可供卡柱穿出的固定孔；

所述固定孔上设置有对双层卡环进行固定的螺帽。

优选的是，所述溢流杯、回液杯内分别设置有对样品杯、筛分柱进行支撑的固定件相配合的固定架。

优选的是，所述粉碎机被配置为包括：

外桶以及与外桶可拆卸设置的内桶；

与内桶相配合的破碎机构；

其中，所述破碎机构被配置为包括：动力机构以及与其动力输出轴相配合的螺旋破碎轴；

其中，所述螺旋破碎轴内部或表面设置有相配合的第一电加热机构，所述外桶内设置有相配合的第二电加热机构；

所述螺旋破碎轴的外侧设置有多个叶片；

所述内桶上设置有可供破碎后土壤甩出的多个漏孔。

优选的是，还包括对动力机构进行固定的盖体，所述盖体上设置有与外桶相配合的外缘，所述外桶上设置有与外缘相配合的卡锁；

所述内桶的外侧顶端设置有第一轴承，所述第一轴承的外侧面设置有第一倾斜部；

所述外桶顶部的内侧壁上设置有与第一倾斜部相配合，以对内桶进行固定的第二倾斜部；

所述内桶顶部的内侧壁上设置有第一齿条，所述动力机构的动力输出端上设置有相配合的第二齿条，所述第一齿条、第二齿条通过相配合的至少一个传动齿轮传动连接；

所述传动齿轮通过传动轴配置在盖体上。

优选的是，所述内桶底部被配置为呈曲面或锥形结构；

所述盖体上设置有与第二空气泵相配合的第二进气管，所述盖体与第二进气管相配合的位置上设置有第二轴承。

优选的是，还包括工作台，所述导管通过设置在工作台上的固定架进行固定，所述工作台内部在与溢流杯、回液杯、浮选液存储单元相配合的位置上设置有升降台：

所述工作台内部设置有与升降台相配合的滑槽，所述升降台底部设置有与滑槽相配合的滑块；

所述工作台在与滑块滑行轨迹相配合，且与溢流杯、回液杯、浮选液存储单元工作位相错开的位置上，设置有供溢流杯、回液杯、浮选液存储单元穿出的贯通槽，所述贯通槽的边缘在空间上呈台阶状，且枢接设置有对开的门体；

所述工作台内部设置有与升降台相配合的伸缩机构。

一种土壤微塑料连续流动分离浮选系统的应用方法，包括：

步骤一，将待分板土壤放入破碎机中进行烘干、破碎处理；

步骤二，向完成破碎后内桶中通入气体，以将内桶中的小粒径土壤吹送至外桶中；

步骤三，将外桶中的土壤放入至样品杯中，通过第三蠕动泵、第一空气泵向样品杯中分别通入气体和浮选液；

步骤三，通过第一蠕动泵以恒定的速度将溢流杯中待分选液体泵入筛分柱中，经筛分柱不同孔径的筛网对溢流的悬浊液进行固液分离，以得到停留在筛分柱上的微塑料；

步骤四，通过第二蠕动泵将回液杯中的过滤液进行回收循环，经过滤机构过滤后泵回至浮选液存储单元重复使用。

本发明至少包括以下有益效果：本发明的土壤连续分离浮选系统，经土壤筛分、液体浮选溢流、微塑料筛分富集、浮选液收集循环等流程，可以实现不同土壤类型、不同分子量聚乙烯微塑料的连续分离、富集，实现土壤微塑料（1-5 mm）的连续分离，回收率不低于70%；进一步地通过采用本系统可以对浮选液的类型及浓度进行优化，配合气流速度、搅拌速度及筛分装置孔径等参数，得到最优化的工作参数，在最优参数下，对土壤微塑料（1-5mm）回收率不低于80%。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的一个实施例中土壤微塑料连续流动分离浮选系统的示意图；

图2为本发明安装机构与各层筛网配合的截面结构示意图；

图3为本发明粉碎机的截面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明以控制性栽植体-大型根窖实验装置为研究对象，依托研究团队修建的控制性栽植体-大型根窖实验装置（47 个立方体窖池，开口均为0.5 m×0.5 m，分为 50 cm浅窖、 100 cm 中窖和 150 cm 深窖），前期开展了不同土壤类型、不同分子量的地膜主要成分聚乙烯（PE）残余粉末、不同地膜使用后 残留量以及不同土 层深度的正交试验组合，埋藏聚乙烯粉末后，在连续 10 年、每年 2 茬作物种植累积作用的基础数据上（包括土壤理化性质、土壤酶活性、土壤微生物群落及作物生长农艺性状等基础数据），开展土壤中聚乙烯类微塑料的高效分离，为开展不同类型土壤（沙土、粘土和壤土）中地膜残留物聚乙烯类微塑料的筛分提供硬件支撑，可用于后期表征及降解规律研究，构建土壤微塑料的分析方法的提供技术支撑，以利于后期揭示聚乙烯类微塑料在长期自然条件下的降解机理及其对土壤生态系统的影响。

图1-2示出了根据本发明的一种土壤微塑料连续流动分离浮选系统的实现形式，其中包括用于对土壤样品进行烘干、粉碎处理的粉碎机1，以及将粉碎后土壤中包含的聚乙烯类微塑料进行连续分离浮选的浮选液存储单元2、浮选单元3、微塑料筛分单元4，在这种方案中，粉碎机用于将粉碎大块土壤，释放出微塑料成分，而浮选液存储单元包括对溶液（浮选液或清洗液）进行存储的存储桶，浮选单元主要是通过浮选液将土壤中的微塑料部分与土壤进行浮选分离，即通过浮选液将土壤中的微塑料通过溢流的作用从土壤中进行分离操作，而微塑料筛分单元的作用在于将溢流液中的微塑料通过相配合的筛网进行分离处理，以得到土壤中的微塑；

其中，所述浮选单元被配置为包括：

用于容纳待浮选土壤的样品杯5，（3 L），用于盛放土壤样品，整个粗分过程在此实现，这是样品、溶液和气体相互作用的部分；

设置在样品杯外部用于回收溢流液的溢流杯6，也称为溢流收集杯（10 L），用于收集溢流的混合物；

与溢流杯相配合的磁力搅拌器7，其用于将土壤与浮选进行混合以得到混合悬浊液，进而使得土壤中的微塑料能从土壤从析出；

所述微塑料筛分单元被配置为包括：

与溢流杯连通的筛分柱8，其用于通过筛分柱的作用，将浮选液与微塑料进行分离；

设置于筛分柱外部用于回收浮选液的回液杯9，其用于筛分处理后的浮选 液进行收集，以便于二次利用；

所述溢流杯与筛分柱之间通过相配合的第一蠕动泵12、第一导管联接13，所述回液杯与浮选液存储单元之间通过相配合的第二蠕动泵14、第二导管15联接，所述浮选液存储单元与样品杯之间通过相配合的第三蠕动泵10、第三导管11联接，在这种结构中，第三蠕动泵，用于以恒定的速度泵入样品杯中的液体中，第一蠕动泵用于以恒定的速度将待分选的溢流液体泵入至筛分柱中，第二蠕动泵用于以恒定的速度泵回浮选液至储液桶，过滤重复使用，实现循环利用；

所述样品杯的混合物通过第一空气泵16、第一进气管17与外界连通，且所述进气管上设置有相配合的流量计18（气体流量计），第一空气泵用于向样品杯中通入一定速度的气流；气体流量计用于测量向样品杯中通入气体的流量，通过气体流量计调节并监测气流大小，保证气体流速在一个合适的范围内；本方案基于液体浮选原理，设计了土壤微塑料连续流动分离浮选系统，包括土壤粉碎、浮选液贮存、气浮溢流、微塑料筛分富集、浮选液循环五个部分，各部分之间用蠕动泵和导管联接，以实现大体积量土壤样品的连续流动-浮选一体化，即通过各蠕动泵实现各环节中液体的连续流动，并在连续流动中实现土壤中微塑料的浮选式分离操作，在实际应用中，本系统可用于筛选适用于不同类型微塑料的浮选液类型；进一步地通过外源添加聚乙烯颗粒至土壤中，验证该系统分离土壤样本中微塑料的可行性和可靠性，通过模拟回收试验对其参数条件及回收率的验证，基于优化方法，以根窖土壤样品为研究对象，筛选、分离供试土壤样品中的聚乙烯微塑料，即通过开展模拟回收实验和基于最优化方法的土壤聚乙烯微塑料丰度与粒径分布特征研究，检验该装置浮选分离农田土样本中微塑料的可靠性与适用性， 达到利用该装置浮选分离土壤中微塑料的目的。

如图1，在另一种实例中，所述第一进气管在与样品杯相配合的一侧设置有发泡石19，在这种结构中，通过在第一进气管的出气口处安装发泡石，保证气体在样品杯中能均匀扩散。

如图1，在另一种实例中，所述回液杯与浮选液存储单元之间设置有相配合的过滤机构20，其用于将回收液中存在的杂质进行分离，以使浮选液满足回收要求，而所述过滤机构可以根据需要设置成活性炭和/或其它能实现过滤机构如小孔径滤网等。

如图1、3，在另一种实例中，所述筛分柱被配置包括呈筒状结构的筛分筒21， 以及以可拆卸的方式设置在筛分筒内部的多层筛网22，各层筛网根据需要可以设置成曲面结构，以增加其过滤的面积；

其中，各层筛网的孔径从上至下呈递减状态，通过不同孔径的筛网对溢流液中的微塑料进行过滤处理，结构简单，易于实现；

各层筛网通过相配合的安装机构23卡设在筛分筒内部，所述筛分筒内侧壁上设置有多条纵向分布的卡槽（未示出），在这种结构中，通安装机构的作用，使得各层筛网可以通过安装机构构成一体式结构，通过卡槽与卡件的配合，将各层筛网固定在筛分筒中，卡槽可以根据需要设置在梯形结构或其它异形结构，使其只能从上向下卡入，而卡槽底部未纵向贯通筛分筒，以使其卡柱不会从卡槽中穿出，也不会因水的作用力太大发生位移，也可以通过拆分抽出将筛网与筛分筒进行分离，便于后期对各层筛网上微塑料的颗粒大小、分布多少等进行分开分析处理，以利于后期对微塑料进行表征处理；

所述安装机构被配置为包括：

与各卡槽上配合的卡件24，其在与筛网相配合的一侧间隔设置有多个卡柱25，其结构可以根据应用场景设置成对应的折弯状，以使其与卡件的内侧壁相配合，具有可对卡环、筛网进行固定的突出结构；

与各层卡柱相配合的双层卡环26，其用于对筛网的边缘进行支撑限定；

所述筛网设置双层卡环之间，且各卡环、筛网上分别设置有可供卡柱穿出的固定孔（未示出）；

所述固定孔上设置有对双层卡环进行固定的螺帽27，其用于将卡环、筛网进行固定、夹紧在卡柱上，在这种结构中，卡环的作用在将各卡柱连接在一体式结构，各层卡环中一层卡环，其作用在于对各层滤网进行固定、支撑，保证滤网的结构稳定性，同时防止液体流速过大时对滤网造成的冲刷变形，而下层卡环的作用在于对滤网进行位置限定，而螺帽的作用在于，对卡环、各层滤网进行二次固定，以保证其结构固定后的稳定性，以上其在使用中出现脱落等不稳定的现象。

如图1，在另一种实例中，所述溢流杯、回液杯内分别设置有对样品杯、筛分柱进行支撑的固定件相配合的固定架28，在溢流收集杯、回液杯内放置固定（支）架，用于对样品杯、筛分柱的空间位置进行提升，以使得其在操作中不会与溢流杯、回液杯的侧壁、底部产生干涉，不会影响溢液或液体释出。

如图2，在另一种实例中，所述粉碎机被配置为包括：

外桶29以及与外桶可拆卸设置的内桶30，所述外桶、内桶的尺寸被控制在试管的2-3倍大小，使得设置结构大小可控性更好，可以直接应用于实验室中土壤样本的破碎处理；

与内桶相配合的破碎机构31，其用于对土壤进行破碎处理，以便于在浮选操作中，对土壤与浮选液进行混合处理；

其中，所述破碎机构被配置为包括：动力机构32以及与其动力输出轴相配合的螺旋破碎轴33，通过螺旋结构的设备，使得土壤在内桶中呈螺旋上升，便于对土壤的加热操作以及破碎操作；

其中，所述螺旋破碎轴内部或表面设置有相配合的第一电加热机构（未示出），其可以设置在内部，也可以是在螺旋破碎轴上设置槽体，将第一电加热机构缠绕在螺旋破碎轴的槽体中，所述外桶内设置有相配合的第二电加热机构34，在这种结构中，通过第一电加热机构的作用将内桶内部进行加热处理，其可以对内桶中的土壤进行烘干处理，而在烘干处理过程中，可以将螺旋破碎轴的转速设置为较小，使得其内部的土壤处于烘干阶段，而在烘干一定时间后通过螺旋破碎轴的转速上升将土壤在空间上进行螺旋上升，而在螺旋破碎轴的作用下土壤可以与螺旋破碎轴进行直接接触进行破碎，也可以通过离心的甩出作用力，将土壤甩至内桶中进行破碎处理，而第二电加热机构的作用在于保证内桶中温度的上升，同时将破碎中甩出的细小水份进行烘干处理，以加快破碎速度，在实际使用中，因工作中设置有第一加热机构的螺旋破碎轴处于旋转状态，故第一电加热机构可以设置在螺旋破碎轴外部或内部，其供电可以采用电刷的方式进行，以保证第一电加热机构的供电不影响旋转操作；

所述螺旋破碎轴的外侧设置有多个叶片35，其用于将离心在空中的土壤进行切割处理，以增加其破碎速度；

所述内桶上设置有可供破碎后土壤甩出的多个漏孔36，漏孔的作用有二，一是将土壤中甩出的水分甩出外桶中的进行烘干处理，二是将破碎后符合要求粒径的土壤甩出至外桶中，逐步减小内桶中土壤的容量，提升破碎、烘干的速率，在这种方案中，因其结构相对于现有技术的设备来说，较为简单，体积可控性更好，有利于用于实验式中对土壤进行破碎试验中，对较少的土壤进行破碎处理，所述漏孔的尺寸被配置为1-5mm，其用于配合土壤的粉碎大小，故在实际应用中，一个外桶可以配置多个不同尺寸漏孔大小的内桶，以满足实际试验工作中对土壤破碎粒径的需要。

如图2，在另一种实例中，还包括对动力机构进行固定的盖体37，所述盖体上设置有与外桶相配合的外缘38，所述外桶上设置有与外缘相配合的卡锁39，盖体的作用在于将外桶、内桶与外界进行隔离处理，防止土壤飞出，而卡锁的作用在于将盖体与外桶进行连接固定，保证其在烘干处理中的结构稳定性；

所述内桶的外侧顶端设置有第一轴承40，所述第一轴承的外侧面设置有第一倾斜部41；

所述外桶顶部的内侧壁上设置有与第一倾斜部相配合，以对内桶进行固定的第二倾斜部42，在这种结构中，通过第一倾斜部与第二倾斜部的配合，完成内桶与外桶在空间上的固定，而第一轴承的作用在于保证内桶的旋转不会对外桶造成影响，二者之间不产生干涉；

所述内桶顶部的内侧壁上设置有第一齿条43，所述动力机构的动力输出端上设置有相配合的第二齿条44，所述第一齿条、第二齿条通过相配合的至少一个传动齿轮传动连接；

所述传动齿轮45通过传动轴46配置在盖体上，在这种结构中，螺旋破碎轴在动力机构的作用下产生转动，而其转动的过程中带轴上的第二齿条转动，而与第二齿条啮合的传动齿轮也伴随着转动，进一步通过与传动齿轮啮合的内桶上的第一齿条使得内桶伴随转动，而在实际应用中，通过传动齿轮（一个或几个）的作用，可以使内桶与螺旋破碎轴在空间上同步或异步转动，通过这种配合，增加离心作用力或通过反向旋转增加对土壤的破碎作用力，即在空间上土壤具有分层旋转的效果（即内层伴随螺旋破碎轴的方向转动，外层部分随着内桶的转动方向反向旋转），增加层与层之间土壤的冲击力，同时内部形成相反的气流，对土壤的破碎、烘干作用力更好。

如图2，在另一种实例中，所述内桶底部被配置为呈曲面或锥形结构；

所述盖体上设置有与第二空气泵47相配合的第二进气管48，所述盖体与第二进气管相配合的位置上设置有第二轴承，在这种结构中，通过内桶底部的结构设计，使得不与外桶底部接触的内桶在空间上具有更大的筛分面积，进而保证筛分效果，同时第二进气管的作用，在于完成破碎处理后，通过强加的风力将内桶中的土壤进行强力吹扫处理，以使其直接进入至外桶中，而未被破碎的石子则留在内桶中，实现土石分离，进一步因为内桶可以伴随转动，故进气管的位置固定，也能对内桶的各区域进行吹扫操作，同时因内桶、外桶、破碎机构三部分的分离式结构设计，便于实验中进行小样本处理后，对各部分进行分别处理，具有更好的适应性、实用性，所述第二进气管伸入内桶的一端被设置为多段式伸缩结构，通过将第二进气管的一端设置成具有伸缩式的套管结构，保证盖体取出放置后，第二进气管的结构稳定性，即在盖体打开后，将第二进气管推成伸缩状，防止盖体放置对第二进气管造成损伤，而在盖体盖合时，将第二进气管伸张开来，保证其对内桶的吹扫效果。

进一步地，在实际应用中，所述盖体在与内桶顶部相配合的位置上设置有相配合的突出部，而为了保证内桶与突出部的配合度，内桶顶部高于第一轴承所在的连接位置；

其中，所述突出部上设置有与内桶顶部相配合的环形槽，所述环形槽内设置有相配合的第三轴承，在这种结构中，通过盖体上设置的突出部向内桶旋转一定的作用力，防止其在使用时，内桶因受力向外推出，影响其结构件之间配合的稳定性，而环形槽的作用在于保证其对内桶的限定效果，而第三轴承的作用在于保证其施加了向下的作用力，仍然不会对内桶的旋转造成干涉，保证其旋转的顺畅度；

所述盖体上通过可拆卸的方式设置有与动力机构电性连接的蓄电池，通过在这种结构中设置蓄电池，使得其结构可控性更好，不用外接电源，同时可以对蓄电池进行取下外充电，保证其供电满足使用要求，实现设备的小型化、集成化；

还包括与外桶相配合的底座，所述底座内设置有与外桶底部结构相匹配的限定槽；

所述外桶的外侧壁上设置有至少一条卡柱；

所述限定槽的两侧设置有可供卡柱插入的异形卡槽，所述异形卡槽内部设置有与第二电加热机构电性连接的接口，所述底座底部设置有与工作台面相配合的固定部26，在这种结构中，因为本发明的粉碎装置，其结构体积较小，其内桶、外桶的大小只为实验试管的2-4倍大小，故设备工作中的稳定性较差，通过设置底座保证其占用面积较大，通过底座上设置的安装部，使得顶部可以根据需要粘接或螺钉固定在工作台面上，保证设备工作的稳定性，同时底座与外桶向上插入式卡接，使得其在工作中易于分离，将外桶中的土壤取出，结构稳定性更好，同时便于实验室中对土壤的小样本烘干、破碎处理。

在另一种实例中，还包括工作台，所述导管通过设置在工作台上的固定架进行固定，所述工作台内部在与溢流杯、回液杯、浮选液存储单元相配合的位置上设置有升降台，在这种结构中，导管通过相配合的固定架在空间上进行固定，可以减小多次试验中，反复拆装导管，影响实验进度，升降台的作用在于将溢流杯、回液杯、浮选液存储单元顶升至与工作台面齐平，以便与导管所在的位置进行配合，而在完成操作后，通过升降台的作用将将溢流杯、回液杯、浮选液存储单元进行下降处理，以使其与导管进行分离，在空间上错开，便于下一步的实验操作，或者调整相关的实验数据，升降台包括台面、固定座以及设置在台面与固定座之间的伸缩机构，且所述台面上设置有相配合的卡槽或固定框架，卡槽内部或固定框架的内侧壁上设置有相配合柔性层：

所述工作台内部设置有与升降台相配合的滑槽，所述升降台底部设置有与滑槽相配合的滑块，当升降台下降至工作台腹中后，滑槽与滑块的配合，使得升降台可以根据需要将溢流杯、回液杯、浮选液存储单元滑动至需要的位置上；

所述工作台在与滑块滑行轨迹相配合，且与溢流杯、回液杯、浮选液存储单元工作位相错开的位置上，设置有供溢流杯、回液杯、浮选液存储单元穿出的贯通槽，所述贯通槽的边缘在空间上呈台阶状，且枢接设置有对开的门体，在这种结构中，根据工作台的结构可以将各滑槽的滑动方向进行限定，以使溢流杯、回液杯、浮选液存储单元的穿出位置具有更好的便利性和操作性，而贯通槽的作用在于便于溢流杯、回液杯、浮选液存储单元穿出，而门体的作用在于当升降吧进行顶升操作时，通过枢接（合页）的门体可以在顶升的作用下打开，而在顶升后，台面卡在门体上，故门体不会关闭，操作人员可以将溢流杯、回液杯、浮选液存储单元取出进行操作，而贯通槽边缘的台阶可以对关闭后的门体进行限定，保证其关闭后的结构稳定性，在实际应用中，工作台设置相配合的控制箱，其与伸缩机构、升降台的动力机构进行连接，通过软件控制算法，控制其工作流程，保证其运行的稳定性，即当在控制箱上控制溢流杯、回液杯、浮选液存储单元的位置变换时，各升降台先做下降操作，其下降高度由预先设定，或者是配合相配合的位置感应器进行实现，当其下降到指定高度后，伸缩机构处于工作台，以使溢流杯、回液杯、浮选液存储单元移动到对应的门体下方，伸缩机构断电，升降台处于工作态进行顶升操作，将溢流杯、回液杯、浮选液存储单元从门体所在位置升起，便于工作人员进行操作，而其回退与该流程相反，这种结构的限定，使得其与各导管所在位置进行配合，减小每次实验时导管的拆装，更加方便，智能化；

所述工作台内部设置有与升降台相配合的伸缩机构，伸缩机构可以根据需要设置成电机与丝杆、套筒的配合，也可以气缸，作用在于将下降后的溢流杯、回液杯、浮选液存储单元滑动输送至门体所在的位置，再进一步通过升降台的上升作用，将门体顶升开来，使溢流杯、回液杯、浮选液存储单元显露出来，便于实验人员对浮选液存储单元进行补液/换液操作，对样品杯进行清理，再次放入实验样本，对筛分柱进行清理操作。

一种土壤微塑料连续流动分离浮选系统的应用方法，包括：

步骤一，将待分板土壤放入破碎机中进行烘干、破碎处理；

步骤二，向完成破碎后内桶中通入气体，以将内桶中的小粒径土壤吹送至外桶中；

步骤三，将外桶中的土壤放入至样品杯中，通过第三蠕动泵、第一空气泵向样品杯中分别通入气体和浮选液；

步骤三，通过第一蠕动泵以恒定的速度将溢流杯中待分选液体泵入筛分柱中，经筛分柱不同孔径的筛网对溢流的悬浊液进行固液分离，以得到停留在筛分柱上的微塑料；

步骤四，通过第二蠕动泵将回液杯中的过滤液进行回收循环，经过滤机构过滤后泵回至浮选液存储单元重复使用。在这种方案中，通过对系统的应用，可以实现对土壤中微塑料的分离操作，工艺简单，简化了实验处理流程，可以直接应用于模拟回收实验，为了土壤聚乙烯微塑料丰度与粒径分布特征研究提供技术支撑。

以上方案只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种土壤微塑料连续流动分离浮选系统，其特征在于，包括用于对土壤样品进行烘干、粉碎处理的粉碎机，以及将粉碎后土壤中包含的聚乙烯类微塑料进行连续分离浮选的浮选液存储单元、浮选单元、微塑料筛分单元；

其中，所述浮选单元被配置为包括：

用于容纳待浮选土壤的样品杯；

设置在样品杯外部用于回收溢流液的溢流杯；

与溢流杯相配合的磁力搅拌器；

所述微塑料筛分单元被配置为包括：

与溢流杯连通的筛分柱；

设置于筛分柱外部用于回收浮选液的回液杯；

所述溢流杯与筛分柱之间通过相配合的第一蠕动泵、第一导管联接，所述回液杯与浮选液存储单元之间通过相配合的第二蠕动泵、第二导管联接，所述浮选液存储单元与样品杯之间通过相配合的第三蠕动泵、第三导管联接；

所述样品杯的混合物通过第一空气泵、第一进气管与外界连通，且所述进气管上设置有相配合的流量计；

还包括工作台，所述导管通过设置在工作台上的固定架进行固定，所述工作台内部在与溢流杯、回液杯、浮选液存储单元相配合的位置上设置有升降台：

所述工作台内部设置有与升降台相配合的滑槽，所述升降台底部设置有与滑槽相配合的滑块；

所述工作台在与滑块滑行轨迹相配合，且与溢流杯、回液杯、浮选液存储单元工作位相错开的位置上，设置有供溢流杯、回液杯、浮选液存储单元穿出的贯通槽，所述贯通槽的边缘在空间上呈台阶状，且枢接设置有对开的门体；

所述工作台内部设置有与升降台相配合的伸缩机构。

2.如权利要求1所述的土壤微塑料连续流动分离浮选系统，其特征在于，所述第一进气管在与样品杯相配合的一侧设置有发泡石。

3.如权利要求1所述的土壤微塑料连续流动分离浮选系统，其特征在于，所述回液杯与浮选液存储单元之间设置有相配合的过滤机构。

4.如权利要求1所述的土壤微塑料连续流动分离浮选系统，其特征在于，所述筛分柱被配置包括呈筒状结构的筛分筒，以及以可拆卸的方式设置在筛分筒内部的多层筛网；

其中，各层筛网的孔径从上至下呈递减状态；

各层筛网通过相配合的安装机构卡设在筛分筒内部，所述筛分筒内侧壁上设置有多条纵向分布的卡槽；

所述安装机构被配置为包括：

与各卡槽上配合的卡件，其在与筛网相配合的一侧间隔设置有多个卡柱；

与各层卡柱相配合的双层卡环；

所述筛网设置双层卡环之间，且各卡环、筛网上分别设置有可供卡柱穿出的固定孔；

所述固定孔上设置有对双层卡环进行固定的螺帽。

5.如权利要求1所述的土壤微塑料连续流动分离浮选系统，其特征在于，所述溢流杯、回液杯内分别设置有对样品杯、筛分柱进行支撑的固定件相配合的固定架。

6.如权利要求1所述的土壤微塑料连续流动分离浮选系统，其特征在于，所述粉碎机被配置为包括：

外桶以及与外桶可拆卸设置的内桶；

与内桶相配合的破碎机构；

其中，所述破碎机构被配置为包括：动力机构以及与其动力输出轴相配合的螺旋破碎轴；

其中，所述螺旋破碎轴内部或表面设置有相配合的第一电加热机构，所述外桶内设置有相配合的第二电加热机构；

所述螺旋破碎轴的外侧设置有多个叶片；

所述内桶上设置有可供破碎后土壤甩出的多个漏孔。

7.如权利要求6所述的土壤微塑料连续流动分离浮选系统，其特征在于，还包括对动力机构进行固定的盖体，所述盖体上设置有与外桶相配合的外缘，所述外桶上设置有与外缘相配合的卡锁；

所述内桶的外侧顶端设置有第一轴承，所述第一轴承的外侧面设置有第一倾斜部；

所述外桶顶部的内侧壁上设置有与第一倾斜部相配合，以对内桶进行固定的第二倾斜部；

所述内桶顶部的内侧壁上设置有第一齿条，所述动力机构的动力输出端上设置有相配合的第二齿条，所述第一齿条、第二齿条通过相配合的至少一个传动齿轮传动连接；

所述传动齿轮通过传动轴配置在盖体上。

8.如权利要求7所述的土壤微塑料连续流动分离浮选系统，其特征在于，所述内桶底部被配置为呈曲面或锥形结构；

所述盖体上设置有与第二空气泵相配合的第二进气管，所述盖体与第二进气管相配合的位置上设置有第二轴承。

9.一种如权利要求1-8任一项所述土壤微塑料连续流动分离浮选系统的应用方法，其特征在于，包括：

步骤一，将待分板土壤放入破碎机中进行烘干、破碎处理；

步骤二，向完成破碎后内桶中通入气体，以将内桶中的小粒径土壤吹送至外桶中；

步骤三，将外桶中的土壤放入至样品杯中，通过第三蠕动泵、第一空气泵向样品杯中分别通入浮选液和气体 ；

步骤三，通过第一蠕动泵以恒定的速度将溢流杯中待分选液体泵入筛分柱中，经筛分柱不同孔径的筛网对溢流的悬浊液进行固液分离，以得到停留在筛分柱上的微塑料；

步骤四，通过第二蠕动泵将回液杯中的过滤液进行回收循环，经过滤机构过滤后泵回至浮选液存储单元重复使用。

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