微塑料清洁、收集和自主过滤制造技术

一种用于清洁和收集微塑料以及建模用于微塑料自主过滤的工作流程的装置、方法和计算机程序产品。装置(100)可以包括清洁室(116)，包含微塑料的水流过清洁室。装置(100)还可以包括换能器(102)，被配置为生成使得微泡(104)清洁流过清洁室(116)的微塑料(122)的尺寸的微泡(104)。装置(100)还可以包括位于清洁室(116)上方的过滤器室(108)，其中过滤器室(108)包括可操作以收集微塑料(122)的微塑料收集设备。收集设备。收集设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微塑料清洁、收集和自主过滤

技术介绍

[0001]本专利技术涉及微塑料(microplastic)清洁和收集以及自主过滤，并且更特定地涉及清洁和收集微塑料以及建模用于微塑料自主过滤的工作流程。

技术实现思路

[0002]本专利技术提供了一种用于清洁和收集微塑料以及建模用于微塑料自主过滤的工作流程的装置、方法和计算机程序产品。装置可以包括清洁室，包含微塑料的水流过清洁室。装置还可以包括换能器，被配置为生成使得微泡清洁流过清洁室的微塑料的尺寸的微泡。装置还可以包括过滤器室，位于清洁室上方，其中过滤器室包括可操作以收集微塑料的微塑料收集设备。
[0003]一种用于清洁和收集微塑料以及建模用于微塑料自主过滤的工作流程的方法可包括使来自水生环境的包含微塑料的水通过清洁室。该方法还可包括使用换能器在清洁室中生成微泡。该方法还可以包括使用微塑料收集设备从清洁室的上部收集已由微泡清洁的微塑料。
[0004]一种用于清洁和收集微塑料以及建模用于微塑料自主过滤的工作流程的计算机程序产品可以被配置为执行方法，该方法包括在中央控制器处接收外部数据和模拟结果。该方法还可包括从多个远程设备接收关于局部环境条件和实际微塑料浓度的数据。该方法还可包括在清洁室中生成微气泡。该方法还可包括收集远程设备中的至少一个上的局部环境条件和实际微塑料浓度。该方法还可以包括使用局部环境条件和实际微塑料浓度来重新训练微塑料的可能位置和浓度的局部模型。该方法还可以包括应用重新训练的模型。
[0005]上述
技术实现思路
并非旨在描述本专利技术的每个所示实施例或每种实施方式。
附图说明
[0006]本申请中包括的附图并入说明书中并形成说明书的一部分。它们示出了本专利技术的实施例，并且与说明书一起用于解释本专利技术的原理。附图仅是某些实施例的说明，而不是限制本专利技术。
[0007]图1描绘根据一些实施例的用于清洁和收集水生环境中的微塑料的装置的示意图。
[0008]图2描绘根据一些实施例的用于清洁和收集水生环境中的微塑料的方法的流程图。
[0009]图3描绘根据一些实施例的用于清洁和收集水生环境中的微塑料的装置的示意图。
[0010]图4描绘根据一些实施例的微塑料清洁系统的框图。
[0011]图5描绘了根据一些实施例的示例计算机系统的框图。
[0012]虽然本专利技术可以有各种修改和替换形式，但是其细节已经在附图中通过示例的方式示出并且将被详细描述。然而，应当理解，其目的不是将本专利技术限制于所描述的特定实施
例。相反，本专利技术覆盖落入本专利技术范围内的所有修改、等效和替换。
具体实施方式
[0013]本专利技术涉及微塑料清洁和收集以及自主过滤，并且更特定地涉及清洁和收集微塑料以及建模用于微塑料自主过滤的工作流程。虽然本专利技术不必局限于这些应用，但是通过使用该上下文讨论各种示例，可以理解本专利技术的各个方面。
[0014]塑料在现代社会中广泛使用，并且已经成为海洋、海洋和河流中的主要污染物。这种类型的污染的示例是大太平洋垃圾碎片，据估计其容纳1.8万亿片塑料，重79千吨，并且漂浮在1.6百万平方公里的区域上。由于塑料碎片的长分解时间和相关的毒性作用，对水生和海洋生态系统以及对人类健康和/或安全存在许多影响。清洁操作是困难的，并且由于受影响的大面积和与潜在沉积位置的距离，当前的污染清洁技术是艰巨的。
[0015]微塑料可以是任何类型的塑料，其小于给定的尺寸，通常肉眼不可见。更具体地说，如美国国家海洋和大气管理局所定义的，微塑料可以是直径小于5毫米(mm)的颗粒。根据最近的估计，微塑料构成海洋塑料污染的约8％，并且由于它们的小尺寸和比较大的塑料碎片低的浮力而造成严重的威胁。
[0016]小尺寸的微塑料可增加微塑料被摄取并结合到活有机体的身体和组织中的可能性。研究表明在鱼和最近的人粪便中存在微塑料。另外，由于诸如生物积垢(即，由于诸如藻类、细菌、微生物等的生物颗粒的积聚而造成的积垢)的机制而导致的微塑料的浮力降低意味着这些生物积垢的塑料不能再通过海洋表面附近的操作来回收，从而进一步阻碍了任何清洁工作。此外，在过去的四十年中，微塑料的量可能增加两个数量级，这表明该问题变得更糟，可能是由于增加的产量和大型塑料(例如，塑料颗粒，例如，具有大于5mm的直径)的破碎。
[0017]本专利技术提供了一种用于清洁和收集微塑料以及建模用于微塑料自主过滤的工作流程的装置、方法和计算机程序产品。本专利技术的实施例提供一种清洁和收集水生环境中的微塑料的方法，包括：将来自水生环境的包含微塑料的水通过清洁室；使用由换能器生成的微泡清洁流过清洁室的微塑料；以及使用微塑料收集设备从清洁室的上部收集微塑料。
[0018]一些实施例进一步提供了上述方法，还包括：在中央控制器处接收外部数据和模拟结果；从多个远程设备接收关于局部环境条件和实际微塑料浓度的数据，远程设备包括清洁室、换能器和微塑料收集设备；以及至少一个远程设备收集局部环境条件和实际微塑料浓度，重新训练可能的位置和微塑料的浓度的局部模型，并应用重新训练的模型。
[0019]一些实施例还可提供一种用于管理水生环境中的微塑料的清洁和收集的计算机程序产品，计算机程序产品包括：计算机可读存储介质，具有随其体现的程序指令，程序指令可由计算机执行以使计算机：在中央控制器处接收外部数据和模拟结果；从多个远程设备接收关于局部环境条件和实际微塑料浓度的数据，远程设备包括：清洁室，来自水生环境的包含所述微塑料的水流过清洁室；换能器，生成用于清洁流过清洁室的微塑料的微气泡；以及微塑料收集设备，用于使用微塑料收集设备从清洁室的上部收集微塑料；以及远程设置中的至少一个收集局部环境条件和实际微塑料浓度，重新训练可能的位置和微塑料的浓度的局部模型，并应用重新训练的模型。
[0020]现在参考图1，根据一些实施例，描绘用于清洁和收集水生环境中的微塑料122的
装置100的图。装置100可以漂浮，或者它可以被浸没，并且在一些情况下可以由可再生部件(诸如太阳能或潮汐能)供电。
[0021]装置100包括清洁室116、上过滤器室108及用于收集微塑料126的真空头106。入口110允许包含涂覆有藻类和/或细菌的微塑料122的水流120流过清洁室116。在优选实施例中，当装置100移动通过水流120时，水流120和包含的涂覆有藻类和/或细菌的微塑料122流动通过清洁室116。在一些实施例中，水流120被泵送通过清洁室116。图1中所示的清洁室116的形状纯粹是示例，且清洁室116可为能够(1)接收水流120和涂覆有藻类和/或细菌(即，生物积垢)的所包含的微塑料122，(2)允许微塑料122被清洁(微塑料124描绘其被清洁时的微塑料)，和(3)允许水流120离开清洁室的任何形状。微塑料122可以完全用藻类和/或细菌涂覆，或者可以仅部分用藻类和/或细菌涂覆。在一些实施例中，已知微塑料122在藻类和细菌在其上生长时在水柱(water column)中下沉。在没有藻类或细菌涂层的情况下，大多数微塑料122可漂浮。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于清洁和收集水生环境中的微塑料的装置，所述装置包括：清洁室，包含所述微塑料的水流过所述清洁室；换能器，被配置为生成使得微泡清洁流过所述清洁室的微塑料的尺寸的微泡；以及过滤器室，位于所述清洁室上方，其中所述过滤器室包括可操作以收集所述微塑料的微塑料收集设备。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述换能器是超声换能器。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述清洁室被配置为允许水和海洋生物体未经过滤地排出，其中所述过滤器室被配置为收集清洁的漂浮的微塑料，且其中所述过滤器室包括过滤器以允许水排出，同时包含清洁的漂浮的微塑料。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置固定到船坞，所述船坞被配置为漂浮在所述水生环境的表面上。5.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置位于自推进式可浸没船坞中，并且其中所述装置被配置为当所述自推进式可浸没船坞移动通过所述水生环境时允许水从所述水生环境流动通过所述清洁室。6.一种清洁和收集水生环境中的微塑料的方法，包括：使来自水生环境的包含所述微塑料的水通过清洁室；使用换能器在所述清洁室中生成微泡；以及使用微塑料收集设备从所述清洁室的上部收集已由所述微泡清洁的微塑料。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述换能器是超声换能器。8.根据权利要求6所述的方法，其中所述清洁室被配置为允许水和海洋生物体未经过滤地排出，其中所述过滤器室被配置为收集清洁的漂浮的微塑料，且其中所述过滤器室包括过滤器以允许水排出，同时包含清洁的漂浮的微塑料。9.根据权利要求6所述的方法，其中所述清洁室、所述换能器和所述微塑料收集设备是装置的一部分，并且其中所述装置固定到船坞，所述船坞被配置为漂浮在所述水生环境的表面上。10.根据权利要求6所述的方法，其中所述清洁室、所述换能器和所述微塑料收集设备是装置的一部分，并且其中所述装置位于自推进式可浸没船坞中，所述装置被配置为当所述自推进式可浸没船坞移动通过所述水生环境时允许水从所述水生环境流动通过所述清洁室。11.根据权利要求6所述的方法，还包括：在中央控制器处接收外部数据和模拟结果；从多个远程设...

【专利技术属性】
技术研发人员：J麦克唐纳，MJ齐蒙，B奥康舒尔，R曼松萨科，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：