一种污水中微塑料污染物的快速分级采集装置的制作方法

本实用新型涉及微塑料采样技术领域，具体涉及一种污水中微塑料污染物的快速分级采集装置。

背景技术：

近来，塑料制品在生活所占的比重越来越高，其在国内外被广泛使用。尽管塑料制品给社会生活带来了便利，但是，“塑料时代”的消极面也逐渐显现出来。事实上，塑料在水环境(海洋和江河湖泊)中的累积不仅产生景观问题和一系列的生态影响，当它们随着时间增长，在物理、化学、生物等的作用下降解、裂变成更小尺寸的污染物——“微塑料”(直径<5mm)后，其被生物摄入的可能性将显著增加，该现象已引起科学界的广泛关注。作为一种人工合成产品，微塑料多来源于工业、生活上的污水排放和垃圾降解，其常见的聚合物类型为：聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚乳酸(PLA)及聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等聚合物。微塑料具有粒径小、比表面积大、疏水性强的特性，不仅自身会释放有害物(邻苯二甲酸酯、双酚A、甲醛等)，而且极易吸附水体中的污染物，包括多环芳烃(PAH)、多氯联苯(PCBs)等。当微塑料被水生生物摄食后，会释放携带的污染物并对生物体产生毒性。此外，塑料本身含有多种添加剂(例如增塑剂、稳定剂、填料等)，且大多不具有生物降解性，大污染物塑料在环境中形成微塑料的过程中可释放这些添加剂，对水体造成有害影响。因此，作为一种新型的环境污染物，微塑料已然成为了近年来及未来的研究热点。

目前水样中微塑料采集的装置及办法并未标准化，且随着研究的深入，关注微塑料的尺寸也越来越小，那么，分离的难度就越来越大，现有技术中的微塑料采集的装置不能对微塑料进行有效地分级采集。对于尺寸＜5mm肉眼可见(或非可见)的微塑料，过筛时并不能拦截周围环境中的微塑料纤维的污染。同时，样品在转移过程中不仅操作重复且繁琐耗时，还会增加外部环境的污染几率。因此研发出一种污水处理厂中微塑料污染物分级采集装置，能够减少空气及周边环境物体的污染，并且快速、高效地采集出微塑料(不同粒径范围)，方便后续的粒径测量及鉴定。

技术实现要素：

针对上述存在的问题，本实用新型提供了一种污水中微塑料污染物的快速分级采集装置。

本实用新型的设计方案为：一种污水中微塑料污染物的快速分级采集装置，主要包括过滤分级装置和取样装置；所述过滤分级装置包括分级箱、连接器和过滤盘，所述分级箱上设置有污水进口、缓冲腔、漏水盘和排水口；所述取样装置包括第一取样器、第二取样器、第三取样器、第四取样器；所述污水进口与分级箱连接，污水进口用于向分级箱内加入待收集污水源，所述缓冲腔设置在污水进口与分级箱连接处；所述连接器有4个，4个连接器从上之下依次均匀设置在所述分级箱的内壁上，所述过滤盘包括第一滤盘、第二滤盘、第三滤盘、第四滤盘，所述第一滤盘、第二滤盘、第三滤盘、第四滤盘分别为孔径从大到小的不锈钢滤片，第一滤盘、第二滤盘、第三滤盘、第四滤盘分别活动放置在4个连接器上，第一滤盘、第二滤盘、第三滤盘、第四滤盘将过滤分级装置内部从上至下分为原水区、一级水区、二级水区、三级水区和四级水区；所述第一取样器、第二取样器、第三取样器、第四取样器分别设置在分级箱的外壁上；所述第一取样器包括筛选瓶、筛选网和取样试管，所述筛选网设置在所述筛选瓶内部底端，所述取样试管贯穿设置筛选瓶上端，取样试管上设置有取样口，且取样试管与筛选瓶活动连接，筛选瓶底部与一级水区连接，筛选网的孔径大小介于第一滤盘和第二滤盘之间；所述第二取样器与第一取样器不同之处在于，第二取样器的筛选瓶与二级水区连接，第二取样器的筛选网的孔径大小介于第二滤盘和第三滤盘之间；所述第三取样器与第一取样器不同之处在于，第三取样器的筛选瓶与三级水区连接，第三取样器的筛选网的孔径大小介于第三滤盘和第四滤盘之间；所述第四取样器与第一取样器不同之处在于，第四取样器的筛选瓶与四级水区连接，第四取样器的筛选网的孔径孔径小于第四滤盘的孔径。

进一步地，分级箱采用的的圆台形不锈钢过滤容器，上宽下窄，过滤容器的上底宽30cm，下底宽20cm，高25cm；在对第一滤盘、第二滤盘、第三滤盘、第四滤盘设置时更加便捷。

进一步地，分级箱上端活动设置箱盖，所述污水进口和缓冲腔设置在箱盖上；方便取出各层滤网，便于定期进行清洗。

进一步地，漏水盘上设置有4种孔径大小的漏水孔，且4种孔径大小的漏水孔按照孔径从小到大在漏水盘上由内到外呈圆周状均匀分布；污水源在进入分级箱时，能够均匀的流入，有效地防止发生堵塞，避免水流击打在第一滤盘的一处，造成筛选效果不佳。

进一步地，第一滤盘、第二滤盘、第三滤盘、第四滤盘都为圆锥形，且在边缘处设置有两个拉环；圆锥形结构更有助于水流随重力作用均匀的透过滤盘，拉环的设置使得取出滤网更加便捷。

进一步地，第一滤盘、第二滤盘、第三滤盘、第四滤盘的孔径分别为333μm、150μm、74μm和30μm；根据待分离的微塑料污染物的直径确定，能够更有效地的对微塑料污染物进行筛分。

本实用新型工作原理：使用时，从污水进口向分级箱11内加入待收集污水源，污水先经过过滤盘进行筛分，按照需要使得不同孔径的微塑料污染物分别进入第一取样器、第二取样器、第三取样器、第四取样器中的取样试管中。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：本实用新型通过设计连续不间断地分级过滤的方法，为水体中的微塑料污染物的采集提供了一种操作简单、稳定、经济的筛分装置；该装置针对污水处理厂样品中的微塑料的过滤和采集具有较高的工作效率，解决了一定容积的水体样品在提取过程中耗时、精确度低等问题；同时，所有设备均为日常可获得设备，操作流程快速且简单；本实用新型采用上宽下窄型的圆台形过滤器，小底在下，两边侧面向上托举水样，且在这个装置底部安装了底座支架，减小了对整个装置底部的压力，并提高了整个圆台形过滤器的稳固性；本实用新型选用的过滤容器、滤网均为不锈钢材质，均无毒无害，可进行循环再使用，减少了滤膜的使用，经济实惠。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的俯视图；

图3是本实用新型的分级箱、连接器、过滤盘的连接结构示意图；

图4是本实用新型的第一取样器的结构示意图；

图5是本实用新型的取样试管的结构示意图；

图6是本实用新型的漏水盘的仰视图；

其中，其中，1-过滤分级装置、11-分级箱、111-污水进口、112-缓冲腔、113-漏水盘、12-连接器、13-过滤盘、131-第一滤盘、132-第二滤盘、133-第三滤盘、134-第四滤盘、2-取样装置、21-第一取样器、211-筛选瓶、212-筛选网、213-取样试管、2130-取样口、22-第二取样器、23-第三取样器、24-第四取样器。

具体实施方式

实施例：如图1、2、3所示的一种污水中微塑料污染物的快速分级采集装置，主要包括过滤分级装置1和取样装置2；过滤分级装置1包括分级箱11、连接器12和过滤盘13，分级箱11上设置有污水进口111、缓冲腔112、漏水盘113和排水口；取样装置2包括第一取样器21、第二取样器22、第三取样器23、第四取样器24；污水进口111与分级箱11连接，污水进口111用于向分级箱11内加入待收集污水源，缓冲腔112设置在污水进口111与分级箱11连接处；连接器12有4个，4个连接器12从上之下依次均匀设置在分级箱11的内壁上，过滤盘13包括第一滤盘131、第二滤盘132、第三滤盘133、第四滤盘134，第一滤盘131、第二滤盘132、第三滤盘133、第四滤盘134分别为孔径从大到小的不锈钢滤片，第一滤盘131、第二滤盘132、第三滤盘133、第四滤盘134分别活动放置在4个连接器12上，第一滤盘131、第二滤盘132、第三滤盘133、第四滤盘134将过滤分级装置1内部从上至下分为原水区、一级水区、二级水区、三级水区和四级水区；第一取样器21、第二取样器22、第三取样器23、第四取样器24分别设置在分级箱11的外壁上；如图4所示，第一取样器21包括筛选瓶211、筛选网212和取样试管213，筛选网212设置在筛选瓶211内部底端，取样试管213贯穿设置筛选瓶211上端，如图5所示，取样试管213上设置有取样口2130，且取样试管213与筛选瓶211活动连接，筛选瓶211底部与一级水区连接，筛选网212的孔径大小介于第一滤盘131和第二滤盘132之间；第二取样器22与第一取样器21不同之处在于，第二取样器22的筛选瓶与二级水区连接，第二取样器22的筛选网的孔径大小介于第二滤盘132和第三滤盘133之间；第三取样器23与第一取样器21不同之处在于，第三取样器23的筛选瓶与三级水区连接，第三取样器23的筛选网的孔径大小介于第三滤盘133和第四滤盘134之间；第四取样器24与第一取样器21不同之处在于，第四取样器24的筛选瓶与四级水区连接，第四取样器24的筛选网的孔径孔径小于第四滤盘134的孔径。

其中，分级箱11采用的的圆台形不锈钢过滤容器，上宽下窄，过滤容器的上底宽30cm，下底宽20cm，高25cm，在对第一滤盘131、第二滤盘132、第三滤盘133、第四滤盘134设置时更加便捷；分级箱11上端活动设置箱盖，污水进口111和缓冲腔112设置在箱盖上；方便取出各层滤网，便于定期进行清洗；漏水盘113上设置有4种孔径大小的漏水孔，且4种孔径大小的漏水孔按照孔径从小到大在漏水盘上由内到外呈圆周状均匀分布，污水源在进入分级箱时，能够均匀的流入，有效地防止发生堵塞，避免水流击打在第一滤盘的一处，造成筛选效果不佳；第一滤盘、第二滤盘、第三滤盘、第四滤盘都为圆锥形，且在边缘处设置有两个拉环，圆锥形结构更有助于水流随重力作用均匀的透过滤盘，拉环的设置使得取出滤网更加便捷；第一滤盘、第二滤盘、第三滤盘、第四滤盘的孔径分别为333μm、150μm、74μm和30μm，根据待分离的微塑料污染物的直径确定，能够更有效地的对微塑料污染物进行筛分。

本实用新型的工作原理：使用时，从污水进口111向分级箱11内加入待收集污水源，污水先经过过滤盘13进行筛分，按照需要使得不同孔径的微塑料污染物分别进入第一取样器21、第二取样器22、第三取样器23、第四取样器24中的取样试管214中。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。