[發明專利]一種土壤/沉積物中微塑料的提取裝置及提取方法

在審

• 申請號: 202110909934.7
• 申請日: 2021-08-09
• 公開（公告）號: CN113567198A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 管運濤;張慧旻
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳國際研究生院
• 主分類號: G01N1/14
• 分類號: G01N1/14
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 劉莉

1.一種土壤/沉積物中微塑料的提取裝置，其特征在于，包括：

分離柱，其從上到下被分為溢流部、進液與氣浮部、以及混勻與沉降部，在所述進液與氣浮部上設有進液口，在所述混勻與沉降部的底部設有排泥口；

曝氣裝置，其包括曝氣頭、第一氣泵、第一流量計和第一氣管，所述第一氣管的一端連接所述曝氣頭，另一端連接所述第一氣泵，所述第一流量計連接在所述第一氣管上，所述曝氣頭設置于所述混勻與沉降部的內部；

氣體細化器，其包括氣體細化頭、第二氣泵、第二流量計和第二氣管，所述第二氣管的一端連接所述氣體細化頭，另一端連接所述第二氣泵，所述第二流量計連接在所述第二氣管上，所述氣體細化頭設置于所述進液與氣浮部的內部，并低于所述進液口；

溢流池，其套合于所述溢流部，且所述溢流池的頂面高于所述分離柱的頂面，在所述溢流池的底部設有出液口；

收集裝置，其通過所述溢流口與所述溢流池連通。

2.如權利要求1所述的提取裝置，其特征在于，所述溢流池的底面為傾斜面，所述出液口位于所述傾斜面的最低點，所述傾斜面與水平面的夾角為15°～30°，優選地，所述夾角為30°。

3.如權利要求1所述的提取裝置，其特征在于，所述提取裝置還包括儲液罐、蠕動泵、進液管和進液閥門，所述進液管的一端插入所述儲液罐內液面以下，一端與所述進液口連接，所述蠕動泵連接在所述進液管上，所述進液閥門連接在所述進液管上靠近所述進液口的位置。

4.如權利要求1所述的提取裝置，其特征在于：所述曝氣頭設置于所述混勻與沉降部的內部的靠近底部的位置；所述氣體細化頭位于所述進液與氣浮部的內部的中部位置，所述進液口位于所述進液與氣浮部的中部靠上位置。

5.如權利要求3所述的提取裝置，其特征在于：所述收集裝置還包括出液管、出液閥門、過濾部件、回收瓶和真空抽濾泵，所述出液管的一端與所述出液口連接，另一端伸入所述回收瓶，所述過濾部件位于所述回收瓶內并位于所述出液管下端，所述回收瓶與所述真空抽濾泵通過管道相連；優選地，所述過濾部件為孔徑20μm的不銹鋼篩片。

6.如權利要求1所述的提取裝置，其特征在于：所述分離柱是圓柱體，其高徑比≥2:1；所述溢流部、所述進液與氣浮部、以及所述混勻與沉降部的體積相等；優選地，所述分離柱的直徑為5cm，高度為15cm；優選地，所述溢流池為上部開口的斜底圓柱，直徑為9cm，優選地，所述溢流池的頂面高于所述分離柱的頂面2cm。

7.一種采用權利要求1所述的提取裝置進行土壤/沉積物中微塑料的提取方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、將待處理樣品加入分離柱中的混勻與沉降部，并加入浮選液至距離所述分離柱頂面3-5cm處，以與待處理樣品形成混合液，其中，所述待處理樣品為含微塑料顆粒的土壤和/或沉積物；

S2、打開第一氣泵，通過曝氣頭將所述混合液攪拌均勻，靜置直至所述混合液分為上層的非沉淀層和下層的沉淀層，其中，所述非沉淀層含所述微塑料顆粒；

S3、打開第二氣泵，同時通過所述進液口通入浮選液，隨著浮選液的通入，分離柱內液面不斷上升，并在氣體細化器不斷產生細小氣泡的作用下，將懸浮在所述非沉淀層的微塑料帶至所述分離柱的頂部并溢出，進入所述溢流池內；

S4、所述溢流池內的液體通過重力自流進入所述收集裝置。

8.如權利要求7所述的提取方法，其特征在于，所述步驟S1和所述步驟S3中的浮選液的密度≥1.5g/cm³。

9.如權利要求7所述的提取方法，其特征在于，所述步驟S2中的進氣流量為0.4-2L/s；所述步驟S3中的進氣流量為0.2-0.5L/s；所述步驟S2中的進液流量為0.5-2L/min。

10.如權利要求7所述的提取方法，其特征在于，所述浮選液中的溶質是氯化鋅、碘化鋅、氯化鈉和碘化鈉中的至少一種。