[發明專利]一種基于氣浮法進行的微塑料分離方法

有效

• 申請號: 201910333601.7
• 申請日: 2019-04-24
• 公開（公告）號: CN109909073B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 王瓊杰;汪金曉雪;張勇;王育來;徐淑君;孟冠華
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: B03D1/018
• 分類號: B03D1/018;B03D1/22
• 代理公司: 南京源古知識產權代理事務所(普通合伙) 32300
• 代理人: 杜杰

本發明屬于固體廢棄物處理方法技術領域，特別涉及一種基于氣浮法進行的微塑料分離方法：先向分散有微塑料的水體中加入三庚基十二烷基碘化銨并混合充分，再向分散液中加入無機酸并混合充分后，持續通入空氣或氧氣，使通入的空氣或氧氣在分散液中形成氣泡并上升，氣泡上升的同時也帶動水體中的微塑料進行上浮，最后將水體上層大量含有微塑料的液體分流出去，實現了水體與微塑料的分離。

技術領域

本發明屬于固體廢棄物處理方法技術領域，特別涉及一種基于氣浮法進行的微塑料分離方法。

背景技術

塑料及其制品在工業、農業以及日常生活中被廣泛應用，全球每年使用塑料不少于2.4億噸。環境中的塑料殘體可以通過風力、河流、洋流等外力進行遠距離遷移，污染地球上的各個角落。自然界水體中的塑料在光降解、化學氧化及生物降級等作用下，分裂成直徑小于5mm甚至更微小的塑料碎片，稱之為微塑料。

微塑料在環境中具有粒徑小、比表面積大等特點，容易吸附環境中的其他污染物包括有機污染物和重金屬等，將污染物富集在微塑料表面，進一步影響環境中污染物的遷移行為。同時，微塑料極易被生物體誤食而攝入體內，一方面本身會對生物造成物理性損傷；另一方面，其表面富集的污染物會在生物體中釋放，影響生物體的發育，甚至導致其死亡。微塑料由于粒徑小、分布廣，容易和其他污染物混合在一起，難以從水體、沉積物和土壤中進行分離。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種基于氣浮法進行的微塑料分離方法：

(1)向分散有微塑料的水體中加入三庚基十二烷基碘化銨并混合充分，

其中，三庚基十二烷基碘化銨與水體中的微塑料的質量比為1～2：1，加入時先將三庚基十二烷基碘化銨分散于丙三醇中，再將得到的三庚基十二烷基碘化銨的丙三醇分散液加入到水體中，三庚基十二烷基碘化銨與丙三醇的質量比為1：20～1：25，

作為優選：加入三庚基十二烷基碘化銨之前，先向分散有微塑料的水體中加入消解劑并攪拌充分，加入消解劑可以去除水體中游離的大部分有機污染物，實現初步凈化的同時，也避免了在后續分離過程中產生干擾，

消解劑為FeCl₂和H₂O₂；

(2)向步驟(1)中得到的分散液中加入無機酸并混合充分后，持續通入空氣或氧氣，使通入的空氣或氧氣在分散液中形成氣泡并上升，

無機酸的加入量按無機酸中氫離子與三庚基十二烷基碘化銨的摩爾比為1.2：1～1.6：1計算，

作為優選：在加入無機酸之前，先向步驟(1)中得到的分散液中加入飽和的氯化鈉水溶液或飽和的氯化鋅水溶液并混合充分，

加入飽和的氯化鈉水溶液或飽和的氯化鋅水溶液后可提高水體分散液的密度，增大微塑料在分散液中上升的效率，提高分離效果，飽和的氯化鈉水溶液或飽和的氯化鋅水溶液與步驟(1)中得到的分散液的體積比為1：10～1：4。

本方案在對微塑料和水體進行分離時，一方面將不溶于水的空氣或氧氣通入到水體內靠近底部的位置，通入的空氣或氧氣在水體內形成氣泡上升，氣泡上升的同時也帶動水體中的微塑料進行上浮；另一方面，本方案中加入的三庚基十二烷基碘化銨通過其分子結構上的有機鏈基團靠近甚至吸附到水體中的微塑料上，同時三庚基十二烷基碘化銨分子上還含有碘負離子，本來三庚基十二烷基碘化銨于水中電離后生成的碘負離子是自由游離于水體中的，但是申請人認為，由于三庚基十二烷基碘化銨上存在三個庚基，造成了很強的位阻效應，因此在水體中，生成的碘負離子很大程度上還是被庚基所束縛住，從而依然與長鏈銨離子存在結合。