CN218865626U - 一种微塑料分级分离过滤套装及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种微塑料分级分离过滤套装及装置，属于微塑料分析技术领域。所述过滤套装主要由滤膜片和滤网组成，还可以包括滤膜和压片；滤膜片为中空环形片状，厚度由外周向内周逐渐变薄，表面形成以中空部分为最低点的斜面；滤网的形状大小与滤膜片的中空部分相匹配，且厚度小于滤膜片内周厚度，滤网位于滤膜片的中空部分且通过其外周固定在滤膜片的环形内周上；所述装置主要由所述的过滤套装和分级分离器组成。所述过滤套装通过结构巧妙设计，解决了现有滤膜烘干易变形的技术问题，使用更加方便；所述装置进一步简化了现有微塑料分级分离装置的分离腔结构，使得生产使用更加便捷。

Description

一种微塑料分级分离过滤套装及装置

技术领域

本实用新型涉及一种微塑料分级分离过滤套装及装置，属于微塑料分析技术领域。

背景技术

微塑料是指粒径小于5mm的塑料碎片、颗粒和纤维等。由于环境中的微塑料具有较强的化学稳定和难以降解的特性，可在环境中可长期存在；同时具有粒径小、比表面积大以及疏水性强的特点，对众多疏水性有机污染物和重金属具有富集作用，成为这些污染物的理想载体，从而会威胁食品的安全和人类的健康。作为一种新型的环境污染物，微塑料己经受到国内外越来越多人的关注。

近年来，有关微塑料污染相关的研究报道迅速增加，相关研究工作也在开展，如何从环境样品中分离出微塑料，是研究的关键。国内外许多学者对此进行研究，并设计出微塑料的提取和分离装置。如王元元等进行的沉积物中微塑料的提取方法研究(王元元，李先国，张大海.沉积物中微塑料的提取方法研究[J].世界科技研究与发展，2016,(1):105-109.)、周倩等进行的滨海潮滩土壤中微塑料的分离及其表面微观特征研究(周倩，章海波，周阳等.滨海潮滩土壤中微塑料的分离及其表面微观特征[J].科学通报，2016,61(14):1604-1611.)以及Wessel等进行的海滩沉积物中微塑性的丰度和特征：墨西哥湾北部河口微塑性聚集的洞察的研究(Wessel C C,Lockridge G R,Battiste D,et al.Abundanceand characteristics of microplastics in beach sediments:Insights intomicroplastic accumulation in northern Gulf of Mexico estuaries[J].MarinePollution Bulletin,2016,109(1):178-183.)。这些研究中，采用的微塑料的提取和分离装置多采取用简易的器材搭建，通过浮选、筛分、过滤，提取分离样品中的微塑料。但由于样品的复杂性，致使分离效率不高，回收率存在问题。制约回收率的关键是滤膜的孔径，滤膜孔径小，回收率高，但滤膜易堵塞，需要多次更换滤膜，操作繁琐，影响效率；滤膜孔径大，过滤效率高，但易丢失小粒径微塑料，回收率低。

申请号为202120343997.6的中国专利一种土壤中微塑料的提取分离及净化分级系统，改进了提取分离装置，大大提高了样品的分效率，回收率得到保证。但是，仍存在改进的空间：一是分离腔不够简化，二是存在滤膜在收集样品时需要烘干，极易变形，给微塑料的仪器分析和数理统计带来麻烦，大大影响分析效率和准确性。

发明内容

为克服现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种微塑料分级分离过滤套装及装置；所述过滤套装通过结构巧妙设计，解决了现有滤膜烘干易变形的技术问题，使用更加方便；同时进一步简化了现有微塑料分级分离装置的分离腔结构，使得生产使用更加便捷。

为实现本实用新型的目的，提供以下技术方案。

一种微塑料分级分离过滤套装，所述过滤套装主要由滤膜片和滤网组成。

其中，滤膜片为中空环形片状结构，滤膜片的厚度由外周向内周逐渐变薄；表面形成以中空部分为最低点的斜面以便于样品的过滤收集；滤膜片用于支撑固定滤网。

滤网的形状大小与滤膜片的中空部分相匹配，且厚度小于滤膜片内周厚度，过滤套装的规格主要由滤网的孔径决定。

滤网位于滤膜片的中空部分且通过其外周固定在滤膜片的环形内周上，固定方式可采用焊接、粘接或夹扣。

优选滤膜片的材质为不锈钢；优选滤网的材质为不锈钢或氧化铝。

优选滤网的孔径为1μm～50μm。

优选滤膜片为中空圆环形片状，滤网为圆片状。

优选滤膜片外周边缘上设有滤膜片凸起，便于滤膜片的安放和取出。

优选所述过滤套装还包括滤膜和压片。

滤膜的大小形状与滤网的大小形状一致，放置在滤网上用于进一步过滤；可以根据使用需要选择不同材质和不同孔径的滤膜。

压片为中空环形片状，外周形状大小与滤膜片内周形状大小相匹配，压片的厚度由外周向内周逐渐变薄。当使用滤膜时配合使用压片，压片放置在滤膜上，并需保持滤膜片、压片和位于压片中空部分的滤膜表面共同形成以中空部分滤膜处为最低点的斜面，以便于样品的过滤收集。通过更换不同中空部分大小的压片即可实现不同的过滤面积。压片用于固定滤膜的位置、保持滤膜平整，并控制滤膜的过滤面积，便于微塑料表征和微塑料鉴别分析。

优选压片的材质为不锈钢。

优选压片为中空圆环形片状。

优选压片外周边缘上设有压片凸起，便于压片的安放和取出。

一种微塑料分级分离装置，所述装置主要由本实用新型所述的过滤套装和分级分离器组成。

分级分离器为一个上部开口容器，其内部中空，截面形状大小与滤膜片的形状大小相配，下部开口呈漏斗状，分级分离器的内侧壁上同一高度对称设有两个向内横向凸起的隔档形成一对隔档，沿分级分离器的内侧壁不同高度设有两对以上的隔档，每对位于同一高度的隔档用于放置所述一套本实用新型所述过滤套装，形成一个以上的分离腔；下层分离腔的过滤套装中的滤网或滤膜孔径小于上层分离腔的过滤套装中的滤网或滤膜孔径，以实现由大到小的多级过滤分离。

优选所述装置还设有密封圈，密封圈套在滤膜片的外周沿上，用于使滤膜片与分级分离器的内侧壁紧密贴合实现密封连接。

优选所述装置通过抽滤进行过滤。

当抽滤时，所述装置还包括抽滤瓶和抽滤泵。

分级分离器下部开口底部为磨砂口，与抽滤瓶的顶部密封连接；抽滤瓶的侧壁上设有支管，通过管路与抽滤泵连接进行抽滤。

优选所述装置还设有密封垫片，放置于分级分离器下部开口与抽滤瓶顶部连接处，用于密封连接。

本实用新型所述的一种微塑料分级分离过滤套装及装置的工作方式如下：

根据样品特点，选择具有不同数量分离腔的分级分离器，向分离腔内放入不同规格的过滤套装，并按照上层分离腔内滤网或滤膜孔径大于下层分离腔内滤网或滤膜孔径的顺序放置，放置时可采用密封圈套在滤膜片外周沿上，使滤膜片与分级分离器的内侧壁紧密贴合，实现密封连接。

将微塑料分级分离装置直接过滤或连接至过滤装置进行使用；可以与密封垫片与过滤装置连接。

当过滤采用抽滤时，将微塑料分级分离装置通过密封垫片安置在抽滤瓶上，并连接抽滤泵。

将经处理的环境微塑料样品，例如浮选的土壤、沉积物水溶液或环境水体样品，量取适量体积注入微塑料分级分离装置的分级分离器中；过滤或抽滤，不同粒径范围的微塑料初步分离样品即可过滤或抽滤到不同孔径的滤网或滤膜上。

对滤网或滤膜上收集到的微塑料初步分离样品进行净化，如向分级分离器中依次加入酸性溶液、纯净水，重复多次，至过滤液清澈；

取下分离腔中的过滤套装，放入洁净玻璃培养皿中，在不高于80℃的温度条件下烘干，即可在滤网或滤膜上获得微塑料样品。

所述微塑料样品可在常温下密封保存备用。

有益效果

(1)本实用新型提供了一种微塑料分级分离过滤套装，所述过滤套装主要由滤膜片和滤网组成；所述滤网固定在滤膜片中部，通过滤膜片用于支撑固定，能够保烘干时滤网不变形卷曲，便于微塑料表征和微塑料鉴别分析，所述过滤套装可重复使用，节约实验成本；滤膜片的厚度由外周向内周逐渐变薄；表面形成以中空部分为最低点的斜面，以便于微塑料样品的过滤收集。

(2)本实用新型提供了一种微塑料分级分离过滤套装，所述过滤套装还可结合滤膜和压片共同使用，通过在滤网上放置不同材质和不同孔径的滤膜，采用不同规格的压片控制滤膜的过滤面积，保持滤膜平整，便于微塑料表征和微塑料鉴别分析。

(3)本实用新型提供了一种微塑料分级分离过滤套装，所述过滤套装的滤网不易堵塞；样品可直接过滤至滤膜片上，不需再转移，能够直接进行分析，节约时间，提高效率。

(4)本实用新型提供了一种微塑料分级分离装置，所述装置主要由本实用新型所述的过滤套装和分级分离器组成，所述分级分离器结构简单，通过设置隔档，在隔档上放置所述过滤套装即可形成分离腔，操作方便，可重复循环使用。

(5)本实用新型提供了一种微塑料分级分离装置，所述分级分离器结构简单，通过设置多组隔档，在不同高度隔档上放置所述过滤套装，即可形成多个分离腔，通过不同分离腔中放置具有不同孔径的滤网或滤膜的过滤套装，可依据样品特点和研究目的，实现微塑料的不同分级操作。

附图说明

图1为实施例1中过滤套装的结构示意图。

图2为实施例1中压片的结构示意图。

图3为实施例1中微塑料分级分离装置的结构示意图。

其中，1—滤膜片，2—滤网，3—滤膜片凸起，4—压片，5—压片凸起，6—分级分离器，7—隔档，8—密封圈，9—抽滤瓶，10—密封垫片

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来详述本实用新型，但不作为对本实用新型的限定。

实施例1

一种微塑料分级分离过滤套装，所述过滤套装主要由滤膜片1、滤网2、滤膜和压片4组成。

滤膜片1为中空圆环形片状，滤膜片1的厚度由外周向内周逐渐变薄，表面形成以中空部分为最低点的斜面，以便于样品的过滤收集；滤膜片1用于支撑固定滤网2。滤膜片1外周边缘对称位置上设有2个滤膜片凸起3，便于滤膜片1的安装和取出。

滤网2为圆片状，形状大小与滤膜片1的中空部分相匹配，且厚度小于滤膜片1的内周厚度，过滤套装的规格主要由滤网2的孔径决定。

滤网2位于滤膜片1中空部分且通过其外周焊接在滤膜片1的环形内周上。

滤膜片1的材质为不锈钢

滤网2的材质为不锈钢，孔径有两种规格，一种为10μm，另一种为50μm。

滤膜的大小形状与滤网2的大小形状一致，放置在滤网2上用于进一步过滤；可以根据使用需要选择不同材质和不同孔径的滤膜。

压片4为中空圆环形片状，外周形状大小与滤膜片1的内周形状大小相匹配，压片4的厚度由外周向内周逐渐变薄。当使用滤膜时配合使用压片4，压片4放置在滤膜上，并需保持滤膜片1、压片4和位于压片4中空部分的滤膜表面共同形成以中空部分滤膜处为最低点的斜面，以便于样品的过滤收集；通过更换不同中空部分大小的压片4即可实现不同的过滤面积。压片4用于固定滤膜的位置、保持滤膜平整，并控制滤膜的过滤面积，便于微塑料表征和微塑料鉴别分析。压片4外周边缘对称位置上设有2个压片凸起5，便于压片4的安装和取出。

压片4的材质为不锈钢。

一种微塑料分级分离装置，所述装置主要由本实施例所述的过滤套装、分级分离器6、抽滤瓶9和抽滤泵组成。

分级分离器6为一个柱状上部开口容器，其内部中空，截面形状大小与滤膜片1的形状大小相配，下部开口呈漏斗状；分级分离器6的内侧壁上同一高度对称设有两个向内横向凸起的隔档7形成一对隔档7，沿分级分离器6的内侧壁不同高度设有两对的隔档7，每对位于同一高度的隔档7用于放置一套所述过滤套装，形成两个分离腔；下层分离腔的过滤套装中的滤网2或滤膜孔径小于上层分离腔的过滤套装中的滤网2或滤膜孔径，以实现由大到小的多级过滤分离。

所述装置还设有密封圈8，密封圈8套在滤膜片1外周沿上，用于使滤膜片1与分级分离器6的内侧壁紧密贴合，实现密封连接。

分级分离器6下部开口底部为磨砂口，与抽滤瓶9顶部密封连接；抽滤瓶9侧壁上设有支管，通过管路与抽滤泵连接进行抽滤。

所述装置还设有密封垫片10，放置于分级分离器6下部开口与抽滤瓶9顶部连接处，用于密封连接。

本实施例所述的一种微塑料分级分离过滤套装及装置的工作方式如下：

根据样品特点，选择具有2个分离腔的分级分离器6，向每个分离腔内放入不同规格的过滤套装，并按照上层分离腔内滤膜孔径大于下层分离腔内滤膜孔径的顺序放置，放置时采用密封圈8套在滤膜片1的外周沿上，使滤膜片1与分级分离器6的内侧壁紧密贴合，实现密封连接。

将微塑料分级分离装置通过密封垫片10安置在抽滤瓶9上，并连接抽滤泵。

将经处理的环境微塑料样品，例如浮选的土壤、沉积物水溶液或环境水体样品，量取适量体积注入微塑料分级分离装置的分级分离器6中；抽滤，不同粒径范围的微塑料初步分离样品即可抽滤到不同孔径的滤膜上。

对滤膜上收集到的微塑料初步分离样品进行净化，如向分级分离器6中依次加入酸性溶液、纯净水，重复多次，至过滤液清澈；

取下分离腔中的过滤套装，放入洁净玻璃培养皿中，在不高于80℃的温度条件下烘干，即可在滤膜上获得微塑料样品。

实施例2

一种微塑料分级分离过滤套装，所述过滤套装主要由滤膜片1和滤网2组成，没有设置滤膜和压片4，其余同实施例1所述的一种微塑料分级分离过滤套装。

一种微塑料分级分离装置，所述装置主要由本实施例所述的过滤套装、分级分离器6、抽滤瓶9和抽滤泵组成。其余同实施例1所述的一种微塑料分级分离装置。

本实施例所述的一种微塑料分级分离过滤套装及装置的工作方式如下：

(1)将采集的环境水体样品，量取1000mL注入本实施例所述的微塑料分级分离装置的分级分离器6中，上层过滤套装中的滤网2的孔径为50μm，下层过滤套装中的滤网2的孔径为10μm，抽滤。

(2)待抽滤完毕后，向分级分离器6中依次加入10mL pH值为3的盐酸溶液、20mL的纯净水，抽滤干净；重复3次。

(3)取下分离腔中的过滤套装，放入洁净玻璃培养皿中，在80℃的温度条件下烘干，获得微塑料待测样品。

使用体式显微镜观察本实施例得到的微塑料样品，记录形状、颜色、尺寸大小和数量，然后在波数4000cm^-1～400cm^-1，扫描次数32次，分辨率4cm^-1的条件下，采用显微红外光谱仪对滤网2上的样品进一步鉴别分析，分析出微塑料，并确定微塑料的个数。

对比例1

采用微孔滤膜过滤器进行过滤，其中滤膜孔径为10μm，滤膜材质为尼龙。

所述的微孔滤膜过滤器的工作方式如下：

(1)将采集的环境水体样品，量取1000mL注入微孔滤膜过滤器中，抽滤。

步骤(2)和(3)同实施例1中所述工作方法的步骤的(2)和(3)。

实施例2和对比例1的结果见下表1：

表1不同抽滤装置微塑料处理效果比较

	抽滤时间/min	滤膜/滤网平整度	微塑料个数/个	微塑料鉴别和统计时间/min
					实施例2	10	平整	10	50
对比例1:	60	卷曲	8	200

通过以上实施例对比例，本领域技术人员可知，与现有微塑料提取分离装置相比，本实用新型具有以下特点：

(1)过滤套装的使用，能够保证滤网2和滤膜的平整，便于微塑料的显微镜观察和鉴别分析，提高了微塑料鉴别的效率和准确率。

(2)改进并简化了微塑料分离装置，操作更加简便，减少了而滤膜堵塞的几率，缩减了样品提取分离的时间，提高了工作效率。

Claims (10)

1.一种微塑料分级分离过滤套装，其特征在于：所述过滤套装主要由滤膜片和滤网组成；

滤膜片为中空环形片状，厚度由外周向内周逐渐变薄，表面形成以中空部分为最低点的斜面；滤网的形状大小与滤膜片的中空部分相匹配，且厚度小于滤膜片内周厚度，滤网位于滤膜片的中空部分且通过其外周固定在滤膜片的环形内周上。

2.根据权利要求1所述的一种微塑料分级分离过滤套装，其特征在于：滤膜片的材质为不锈钢，滤网的材质为不锈钢或氧化铝；滤网位于滤膜片的中空部分且通过其外周采用焊接、粘接或夹扣固定在滤膜片的环形内周上。

3.根据权利要求1所述的一种微塑料分级分离过滤套装，其特征在于：滤网的孔径为1μm～50μm。

4.根据权利要求1所述的一种微塑料分级分离过滤套装，其特征在于：滤膜片外周边缘上设有滤膜片凸起。

5.根据权利要求1所述的一种微塑料分级分离过滤套装，其特征在于：滤网的孔径为1μm～50μm；滤膜片为中空圆环形片状，滤网为圆片状；滤膜片外周边缘上设有滤膜片凸起。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的一种微塑料分级分离过滤套装，其特征在于：所述过滤套装还包括滤膜和压片；

滤膜的大小形状与滤网的大小形状一致，使用时放置在滤网上；

压片为中空环形片状，外周形状大小与滤膜片内周形状大小相匹配，压片的厚度由外周向内周逐渐变薄；当使用滤膜时配合使用压片，压片放置在滤膜上，并需保持滤膜片、压片和位于压片中空部分的滤膜表面共同形成以中空部分滤膜处为最低点的斜面。

7.根据权利要求6所述的一种微塑料分级分离过滤套装，其特征在于：压片的材质为不锈钢；压片为中空圆环形片状；压片外周边缘上设有压片凸起。

8.一种微塑料分级分离装置，其特征在于：所述装置主要由如权利要求1～7中任一项所述的过滤套装和分级分离器组成；

分级分离器为一个上部开口容器，其内部中空，截面形状大小与滤膜片的形状大小相配，下部开口呈漏斗状，分级分离器的内侧壁上同一高度对称设有两个向内横向凸起的隔档形成一对隔档，沿分级分离器的内侧壁不同高度设有两对以上的隔档，每对位于同一高度的隔档用于放置一套所述过滤套装，形成一个以上的分离腔；下层分离腔的过滤套装中的滤网或滤膜孔径小于上层分离腔的过滤套装中的滤网或滤膜孔径。

9.根据权利要求8所述的一种微塑料分级分离装置，其特征在于：所述装置还设有密封圈，密封圈套在滤膜片的外周沿上，使滤膜片与分级分离器的内侧壁密封连接。

10.根据权利要求8或9所述的一种微塑料分级分离装置，其特征在于：通过抽滤进行过滤时，所述装置还包括抽滤瓶和抽滤泵；分级分离器下部开口底部为磨砂口，与抽滤瓶的顶部密封连接；抽滤瓶的侧壁上设有支管，通过管路与抽滤泵连接进行抽滤；设有密封垫片放置于分级分离器下部开口与抽滤瓶顶部连接处实现密封连接。

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