一种用于海洋沉积物中微塑料的快速分离装置的制作方法

1.本实用新型涉及微塑料分离技术领域，具体而言，涉及一种用于海洋沉积物中微塑料的快速分离装置。


背景技术：

2.目前，微塑料是指直径较小的塑料微粒，近年来，重要江河湖海的水域微塑料污染逐年加剧，微塑料污染已经威胁着我们的生态系统，成为了全球科学家共同关注的重大全球环境问题。
3.水体中的微塑料主要来源于人类使用含有微塑料颗粒产品导致微塑料进入环境和大块塑料垃圾分解或破碎成微小颗粒进入环境。人类使用的微塑料颗粒通过会进入生活污水，由于塑料微珠体积小、密度轻、数量多，以当前污水的常规处理工艺很难有效去除，因此绝大部分塑料微珠会进入自然水体。大块塑料垃圾在降解过程中也会产生大量的塑料微粒，这些塑料微粒通过垃圾、土壤及地表水循环途径进入江河湖海水域中，造成微塑料污染，进而通过食物链对淡水和海洋生态系统甚至人体健康造成潜在危害。
4.然而，如何从海水中将海水内的沉积物与微塑料进行分离，并且如何有效地提高分离速度，成为急需解决的问题。


技术实现要素：

5.鉴于此，本实用新型提出了一种用于海洋沉积物中微塑料的快速分离装置，旨在解决在将海水内的沉积物与微塑料进行分离时，如何有效地提高分离速度的问题。
6.一个方面，本实用新型提出了一种用于海洋沉积物中微塑料的快速分离装置，包括：
7.第一分离筒，其包括位于上部的竖直段和位于下部的倒锥形段，所述竖直段的上端开口，且所述竖直段与海水输送管道相连通，以将海水注入所述第一分离筒内；
8.第二分离筒，其上部与所述竖直段之间通过连接管道相连通，所述连接管道内设置有第一过滤网，所述第一分离筒内的海水经过所述第一过滤网过滤后，通过所述连接管道流入所述第二分离筒内，所述第二分离筒的下部设置有出水管道，所述出水管道的端部设置有第二过滤网，所述第二过滤网的粒径小于所述第一过滤网的粒径，所述第一过滤网用于对所述第二分离筒内的海水进行过滤；
9.高压气泵，其通过送气管道与所述倒锥形段的下端部连接，以向所述倒锥形段内输送高压气体；
10.双氧水供给箱，其通过送料管道与所述第一分离筒相连通，以向所述第一分离筒内注入双氧水。
11.进一步地，所述第一过滤网为5000微米的滤网，第二过滤网为300微米的滤网
12.进一步地，所述高压气泵与所述倒锥形段之间设置有空气加热器，所述空气加热器的进气端与所述高压气泵通过所述送气管道相连通，所述空气加热器的输出端通过输气
管道与所述倒锥形段的下端部相连通，所述空气加热器用于将所述高压气泵输出的高压气体加热后输送至所述倒锥形段内。
13.进一步地，所述输气管道的最大高度大于所述竖直段最大的高度。
14.进一步地，所述输气管道上设置有分支管道，所述分支管道与所述双氧水供给箱相连通，所述分支管道用于向所述双氧水供给箱内输入加热后的高压气体。通过所述分支管道输出的加热后的高压气体对所述双氧水供给箱内的双氧水进行加热，并驱动加热后的双氧水流入所述第一分离筒内。
15.进一步地，所述分支管道上设置有一电磁阀。
16.进一步地，所述输气管道的末端通过射流管道与所述倒锥形段的下端部连接，所述射流管道设置在所述倒锥形段的下部；其中，
17.所述射流管道由所述倒锥形段的锥顶处插设至所述倒锥形段内部，所述射流管道沿所述倒锥形段的母线方向设置，并且所述射流管道与所述倒锥形段的母线之间保持预设角度的夹角。
18.进一步地，所述送料管道的末端插设至所述倒锥形段内部，且所述送料管道的末端设置有倾斜段，所述倾斜段与所述倒锥形段的内侧壁之间保持预设间距。
19.进一步地，所述倾斜段的上端与所述送料管道的末端相连通，所述倾斜段沿所述倒锥形段的母线方向设置，且所述倾斜段的下端部朝向所述射流管的上端出口处。
20.进一步地，所述海水输送管道上串联有一加热器，所述加热器用于对流经所述海水输送管道的海水进行加热。
21.进一步地，所述第二分离筒内设置有坡道单元，所述坡道单元上设置有一倾斜的坡道，以使得流入所述第二分离筒内的海水顺着所述坡道流向所述第二过滤网。
22.进一步地，所述坡道单元包括环形支架和弧形板，所述弧形板倾斜的设置在所述环形支架的上侧，所述环形支架用于支撑所述弧形板；其中，
23.所述弧形板的截面为圆形，且所述弧形板的上侧面中部设置有通过弯折所述弧形板而成的凹槽，所述凹槽由所述第二分离筒的进水口方向朝向所述第二过滤网的方向进行设置。
24.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，通过设置第一分离筒和第二分离筒，并在第一分离筒的出水口处设置第一过滤网，以对第一分离筒内海水进行初步的过滤，将海水中的沉积物过滤出来使其留在第一分离筒内，并将过滤后的海水注入第二分离筒，通过第二分离筒出水口处的第二过滤网对海水再次进行过滤，将微塑料留在第二分离筒内，并通过出水口将海水排出，从而能够有效地对海水内的沉积物与微塑料进行分离，同时，通过使海水在不同的过滤网和分离筒之间的流动，不仅提高了沉积物与微塑料的分离效率，还能够有效地进行海水内的微塑料的采集，并极大地提高了微塑料的采集效率。
25.进一步地，通过在第一分离筒的下部设置倒锥形段，即，在第一分离筒的下部设置倒锥形的结构，并通过高压气泵，从倒锥形段向第一分离筒内注入高压气体，从而使得气体带动海水沿着倒锥形段的侧壁转动，并在第一分离筒形成海水旋流，不仅能够有效地提高海水的沉积物的运动效率，还能够对海水快速进行初步过滤，并使海水快速的流入第二分离筒，从而能够有效地提高工作效率。
26.进一步地，通过设置双氧水供给箱向所述第一分离筒内注入双氧水，使得双氧水
与海水中的沉积物进行氧化作用，能够有效地使得沉积物与微塑料进行分类，从而提高微塑料和沉积物之间分离速度，进而能够有效地提高微塑料的采集效率。
附图说明
27.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
28.图1为本实用新型实施例提供的用于海洋沉积物中微塑料的快速分离装置的结构示意图。
具体实施方式
29.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
30.参阅图1所示，本实施例提供了一种用于海洋沉积物中微塑料的快速分离装置，包括第一分离筒1、第二分离筒2、高压气泵6和双氧水供给箱8，第一分离筒1和第二分离筒2并排设置，且两者相连通，高压气泵6和双氧水供给箱8分别设置在第一分离筒1和第二分离筒2的外部。
31.具体而言，第一分离筒1包括位于上部的竖直段11和位于下部的倒锥形段10，竖直段11的上端开口，且竖直段11与海水输送管道51相连通，以将海水注入第一分离筒1内。竖直段11内的竖直腔体110与倒锥形段10内部倒锥形腔体101为一体结构，两者内用于盛放海水。
32.具体而言，第二分离筒2的上部与竖直段11之间通过连接管道3相连通，连接管道3内设置有第一过滤网31，第一分离筒1内的海水经过第一过滤网31过滤后，通过连接管道3流入第二分离筒2内，第二分离筒2的下部设置有出水管道4，出水管道4的端部设置有第二过滤网41，第二过滤网41的粒径小于第一过滤网31的粒径，第一过滤网31用于对第二分离筒2内的海水进行过滤。
33.具体而言，高压气泵6通过送气管道61与倒锥形段10的下端部连接，以向倒锥形段10内输送高压气体。
34.具体而言，双氧水供给箱8通过送料管道83与第一分离筒1相连通，以向第一分离筒1内注入双氧水。
35.本实施例在具体实施时，首先设置第一分离筒1和第二分离筒2，并在第一分离筒1的出水口处设置第一过滤网31，以对第一分离筒1内海水进行初步的过滤，将海水中的沉积物过滤出来使其留在第一分离筒1内，并将过滤后的海水注入第二分离筒2，通过第二分离筒2出水口处的第二过滤网41对海水再次进行过滤，将微塑料留在第二分离筒2内，并通过出水口将海水排出，从而能够有效地对海水内的沉积物与微塑料进行分离，同时，通过使海
水在不同的过滤网和分离筒之间的流动，不仅提高了沉积物与微塑料的分离效率，还能够有效地进行海水内的微塑料的采集，并极大地提高了微塑料的采集效率。同时，还在第一分离筒1的下部设置倒锥形段10，即，在第一分离筒1的下部设置倒锥形的结构，并通过高压气泵6，从倒锥形段10向第一分离筒1内注入高压气体，从而使得气体带动海水沿着倒锥形段10的侧壁转动，并在第一分离筒1形成海水旋流，不仅能够有效地提高海水的沉积物的运动效率，还能够对海水快速进行初步过滤，并使海水快速的流入第二分离筒2，从而能够有效地提高工作效率。同时，在第一分离筒1内进行沉积物分离时，通过设置双氧水供给箱8向第一分离筒1内注入双氧水，使得双氧水与海水中的沉积物进行氧化作用，能够有效地使得沉积物与微塑料进行分类，从而提高微塑料和沉积物之间分离速度，进而能够有效地提高微塑料的采集效率。
36.具体而言，通过高压气泵6向第一分离筒1内注入高压气体，能够使得高压气体驱动海水运动，同时，通过气体能够带动第一分离筒1下部的沉积物向上部运动，以加快沉积物与微塑料之间的分离速度，同时，通过双氧水供给箱8进行双氧水的供给，能够使得双氧水与海水内的沉积物进行快速的氧化反应，进一步加快沉积物与微塑料之间的分离。
37.具体而言，第一过滤网31优选为5000微米的滤网，第二过滤网41优选为300微米的滤网
38.具体而言，高压气泵6与倒锥形段10之间设置有空气加热器7，空气加热器7的进气端与高压气泵6通过送气管道61相连通，空气加热器7的输出端通过输气管道71与倒锥形段10的下端部相连通，空气加热器7用于将高压气泵6输出的高压气体加热后输送至倒锥形段10内。
39.可以理解的是，通过空气加热器7对高压气泵6输出的高压气体进行加热，能够在高压气体进入第一分离筒1内后，使得高压气体与海水之间进行热量传递。以对海水进行加热，从而能够加快双氧水与沉积物之间的氧化速度，进而能够有效地提高沉积物的分离速度。
40.具体而言，输气管道71的最大高度大于竖直段11最大的高度，通过设置输气管道71的高度大于竖直段11的高度，能够有效的防止第一分离筒1内的海水出现逆流，导致海水通过输气管道71流入空气加热器7的问题发生，从而极大地提高了安全性。
41.具体而言，输气管道71上设置有分支管道81，分支管道81与双氧水供给箱8相连通，分支管道81用于向双氧水供给箱8内输入加热后的高压气体。通过分支管道81输出的加热后的高压气体对双氧水供给箱8内的双氧水进行加热，并驱动加热后的双氧水流入第一分离筒1内。具体的，双氧水供给箱8优选为密闭的箱体。
42.通过高压气体驱动双氧水供给箱8内的双氧水的流动，从而极大地节省了双氧水的驱动力来源装置，只需通过高压气泵6即可完成双氧水的驱动，进而节省了能源。
43.具体而言，分支管道81上设置有一电磁阀82，通过电磁阀82的开启与闭合，控制高压气体进入双氧水供给箱8，从而能够在需要向第一分离筒1内进行双氧水供给时开启电磁阀82，进行双氧水的供给，相反则关闭电磁阀82，从而避免了双氧水的过量使用，能够有效地节省资源，降低施工成本。
44.具体而言，输气管道71的末端通过射流管道711与倒锥形段10的下端部连接，射流管道711设置在倒锥形段10的下部。射流管道711由倒锥形段10的锥顶处12插设至倒锥形段
10内部，射流管道711沿倒锥形段10的母线方向设置，并且射流管道711与倒锥形段10的母线之间保持预设角度的夹角，即，将射流管道711倾斜的设在倒锥形段10内部，从而使得射流管道711射出的气体能够沿着倒锥形段10的内侧壁螺旋上升，从而能够有效地驱动海水转动，并且，还能够有效地带动底部沉积物向上运动，进而能够有效地提高施工效率。
45.具体而言，送料管道83的末端插设至倒锥形段10内部，且送料管道83的末端设置有倾斜段84，倾斜段84与倒锥形段10的内侧壁之间保持预设间距。倾斜段84的上端与送料管道83的末端相连通，倾斜段84沿倒锥形段10的母线方向设置，且倾斜段84的下端部朝向射流管的上端出口处。
46.可以看出，通过设置倾斜段84，能够使得向第一分离筒1内注入的双氧水能够流向高压气体的入射端，从而通过入射端的高速的高压气体对双氧水进行快速的分散，即，使得双氧水能够快速的分散在海水内，以对海水内的沉积物进行氧化，从而能够记得提高双氧水的分散速度，以及提高沉积物的氧化速度，保证了沉积物的分离效率。
47.具体而言，海水输送管道51上串联有一加热器5，加热器5用于对流经海水输送管道51的海水进行加热，通过对流入第一分离筒1的海水进行加热，能够提高双氧水与沉积物进行氧化反应时的反应速率，进而提高沉积物的分离效率。
48.具体而言，第二分离筒2内设置有坡道单元21，坡道单元21上设置有一倾斜的坡道，以使得流入第二分离筒2内的海水顺着坡道流向第二过滤网41。坡道单元21包括环形支架211和弧形板212，弧形板212倾斜的设置在环形支架211的上侧，环形支架211用于支撑弧形板212。
49.具体而言，弧形板212的截面为圆形，且弧形板212的上侧面中部设置有通过弯折弧形板212而成的凹槽，凹槽由第二分离筒2的进水口方向朝向第二过滤网41的方向进行设置。凹槽即为上述坡道。弧形板212优选为防腐金属板，环形支架211优选为一环形结构金属框架，环形支架211与金属板通过焊接进行连接。
50.具体而言，通过在第二分离筒2内设置有坡道单元21，能够使得流入第二分离筒2内的海水快速的流向第二过滤网41，进而极大地提高海水的过滤速度与海水的排放速度，从而能够有效地提高微塑料的采集效率。
51.可以看出，上述实施例通过设置第一分离筒和第二分离筒，并在第一分离筒的出水口处设置第一过滤网，以对第一分离筒内海水进行初步的过滤，将海水中的沉积物过滤出来使其留在第一分离筒内，并将过滤后的海水注入第二分离筒，通过第二分离筒出水口处的第二过滤网对海水再次进行过滤，将微塑料留在第二分离筒内，并通过出水口将海水排出，从而能够有效地对海水内的沉积物与微塑料进行分离，同时，通过使海水在不同的过滤网和分离筒之间的流动，不仅提高了沉积物与微塑料的分离效率，还能够有效地进行海水内的微塑料的采集，并极大地提高了微塑料的采集效率。
52.进一步地，通过在第一分离筒的下部设置倒锥形段，即，在第一分离筒的下部设置倒锥形的结构，并通过高压气泵，从倒锥形段向第一分离筒内注入高压气体，从而使得气体带动海水沿着倒锥形段的侧壁转动，并在第一分离筒形成海水旋流，不仅能够有效地提高海水的沉积物的运动效率，还能够对海水快速进行初步过滤，并使海水快速的流入第二分离筒，从而能够有效地提高工作效率。
53.进一步地，通过设置双氧水供给箱向所述第一分离筒内注入双氧水，使得双氧水
与海水中的沉积物进行氧化作用，能够有效地使得沉积物与微塑料进行分类，从而提高微塑料和沉积物之间分离速度，进而能够有效地提高微塑料的采集效率。
54.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。