一种泥水界面微塑料回收系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种泥水界面微塑料回收系统及控制方法，充分考虑泥水中微塑料颗粒的混合场景，设计采集、搅拌、泥水过滤、微塑料过滤各环节之下的装置结构，做到各环节的充分设计与高效应用，进而进行全局联系之下结构的应用，针对泥水中的微塑料颗粒进行高效提取；同时本发明专利技术进一步设计基于结构化系统的控制方法，着重分析设计泥水过滤环节与微塑料颗粒提取环节，通过对泥水的反复过滤，充分分离其中的泥杂质与包含微塑料颗粒的液体，同时针对各级微塑料过滤装置，基于结构设计塑料脱附液与保护性气体共同作用下的微塑料颗粒分离方法，进一步提高泥水中微塑料颗粒的提取效率；本发明专利技术方案通过结构与方法间的高效匹配设计，在实际应用中，高效实现了对泥水中微塑料颗粒的提取。高效实现了对泥水中微塑料颗粒的提取。高效实现了对泥水中微塑料颗粒的提取。

【技术实现步骤摘要】
一种泥水界面微塑料回收系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及一种泥水界面微塑料回收系统及控制方法，属于泥水微塑料颗粒回收


技术介绍

[0002]塑料制品的缓慢分解会产生许多较小的碎片，称为微塑料，通常被定义为小于 5 毫米的塑料颗粒。环境中的微塑料根据其尺寸可分类为“初级”或“次级”。许多初级微塑料被直接生产并用于个人护理产品或化妆品中，而次级微塑料则是经过各种非生物因素分解大尺寸塑料而形成的细小塑料碎片。微塑料在水生和陆地环境中大量存在，可以通过多种途径进入鸟类、哺乳动物、鱼类和爬行动物体内进行富集，导致直接的物理损伤和潜在的毒性效应。由于制造塑料的材料具有不同的化学和物理性质，因此最终形成的微塑料也将在组成、密度、形状和浮力等方面产生显著差异。密度大于水的微塑料或通过生物体的生物处理而密度增加的微塑料，这将导致其在水体中的下沉，构成潜在威害。尽管沉积物是微塑料重要的富集场所之一，但大量的研究仍然只聚焦于水体表面，对自然水域中泥水界面上的微塑料的关注依旧稀少。
[0003]现有的微塑料收集装置，多为收集水体表面或陆地土壤中的微塑料，且滤膜粒径和构造结构单一，无法满足自然水域中泥水界面上微塑料的采集，同时也无法将采集物进行泥水分离并针对不同的采集主体进行有效的深度加工，造成微塑料的提取不够高效且完全。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种泥水界面微塑料回收系统，针对泥水，考虑采集、搅拌、泥水过滤、以及微塑料过滤各环节，进行局部与全局的结构设计，能够高效实现实际应用中的微塑料颗粒提取。
[0005]本专利技术为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本专利技术设计了一种泥水界面微塑料回收系统及控制方法，用于吸取待处理泥水、并提取待处理泥水中的微塑料，其特征在于：包括前端吸取子系统、泥水搅拌子系统、泥水过滤子系统、以及微塑料过滤子系统；其中，前端吸取子系统用于吸取目标位置的泥水进行预处理，获得待处理泥水，并输送至泥水搅拌子系统；泥水搅拌子系统用于接收来自前端吸取子系统的待处理泥水，由泥水搅拌子系统对待处理泥水进行搅拌处理，并输送至泥水过滤子系统；泥水过滤子系统接收来自泥水搅拌子系统的待处理泥水，由泥水过滤子系统滤除待处理泥水中泥杂质，获得待处理液体，并输送至微塑料过滤子系统；微塑料过滤子系统接收来自泥水过滤子系统的待处理液体，由微塑料过滤子系统过滤提取待处理液体中的微塑料颗粒。
[0006]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述前端吸取子系统包括前端吸取装置与水泵，其中，前端吸取装置包括前端板、前置硬质管道、前置柔性管道、管体支撑结构、以及至少两个电控液压推杆装置、至少一个电控泥水搅拌器、至少一级前置过滤网；前端板表面设
置贯穿其两侧面的通孔，前置柔性管道上其中一端口的口径与前端板表面上通孔的口径相适应，前置柔性管道上该端口与前端板表面上通孔相对接，前置柔性管道上另一端口经连接圈对接前置硬质管道上其中一端口；各电控泥水搅拌器设置于前端板上背向连接前置硬质管道的表面上通孔的周围，且各电控泥水搅拌器的工作端背向前置硬质管道的方向，基于前端板上背向连接前置硬质管道的表面与目标位置相接触，各电控泥水搅拌器上工作端工作对目标位置进行搅拌；各级前置过滤网沿前置硬质管道方向、依次以其边缘一周与管道内壁一周对接的方式布设于前置硬质管道中，且前置硬质管道中沿背向前端板方向、各级前置过滤网的过滤口径依次减小，以及各级前置过滤网中的最小过滤口径大于泥杂质口径；管体支撑结构环绕前置硬质管道外侧设置，且管体支撑结构与前置硬质管道彼此位置固定，各电控液压推杆装置位于前端板与管体支撑结构之间、且环绕前置柔性管道与前置硬质管道的外侧，各电控液压推杆装置中电机上背向所连推杆的端部分别与其所面向管体支撑结构的位置相固定，各电控液压推杆装置中推杆上背向其所连电机的端部分别固定对接其所面向前端板表面，基于各电控液压推杆装置中电机工作控制其所连推杆的移动，带动前端板以其相距前置硬质管道的距离变化方式而移动；前置硬质管道上的另一端经管路对接水泵进口，水泵的出口构成前端吸取子系统的输出端，前端吸取子系统的输出端经管路可拆分式对接泥水搅拌子系统的输入口；基于水泵的工作，由前端板上背向连接前置硬质管道的表面通孔吸取目标位置的泥水，并依次经各级前置过滤网滤除所吸取泥水中口径大于泥杂质口径的杂质，获得待处理泥水，并由前端吸取子系统输出端输送至泥水搅拌子系统。
[0007]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述泥水搅拌子系统包括罐体、电控搅拌装置；其中，罐体包括顶部敞开口的罐身、以及与罐身顶部敞开口口径相匹配罐盖，电控搅拌装置包括电控电机与搅拌桨，电控电机固定于罐盖上表面，电控电机的驱动杆端部穿过罐盖表面对接位于罐盖下方的搅拌桨端部，且电控电机的驱动杆所在直线与搅拌桨所在直线相共线；罐体侧面相较其顶部敞开口预设距离的位置、设置贯穿罐体内外空间的通孔，由该通孔的外侧端连接阀门1、构成泥水搅拌子系统的输入口，用于接收来自前端吸取子系统的待处理泥水；罐体底部设置通孔，由该通孔的外侧端连接阀门2、构成泥水搅拌子系统的输出口，泥水搅拌子系统输出口经管路对接泥水过滤子系统的输入口；基于罐盖盖设于罐身顶部敞开口、以及阀门2的关闭，电控搅拌装置中电控电机工作带动搅拌桨转动、对罐身内来自前端吸取子系统的待处理泥水实现搅拌处理，待搅拌处理结束后，通过阀门2的打开，由泥水搅拌子系统输出口向泥水过滤子系统输送搅拌处理后的待处理泥水。
[0008]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述泥水搅拌子系统还包括至少一个储液喷淋装置、至少一个电控超声振荡器；各电控超声振荡器设置于罐身内壁上；各储液喷淋装置分别包括储液罐与电控喷淋头，各储液罐分别固定于罐盖上表面，各储液罐的输送口穿过罐盖表面对接位于罐盖下方对应的电控喷淋头，各储液罐用于存储纯水；基于罐盖盖设于罐身顶部敞开口，各电控喷淋头工作向罐身内部进行喷淋处理，并且基于阀门2的关闭，各电控超声振荡器工作对罐身内来自前端吸取子系统的待处理泥水进行振荡处理。
[0009]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述泥水过滤子系统包括过滤舱、以及至少一级中置过滤网、至少一个电控超声振荡器；各电控超声振荡器设置于过滤舱内壁上；过滤舱顶部设置输入口，构成泥水过滤子系统的输入口；各级中置过滤网沿过滤舱内部自上而下
方向、依次以其边缘一周与过滤舱侧面内壁一周可分离式对接的方式布设于过滤舱中，且过滤舱中自上而下方向、各级中置过滤网的过滤口径依次减小，以及各级中置过滤网中的最小过滤口径大于微塑料颗粒口径；过滤舱底部设置设置通孔，由该通孔的外侧端连接阀门6、构成泥水过滤子系统的输出口；泥水过滤子系统输入口接收来自泥水搅拌子系统的待处理泥水，并自上而下依次通过过滤舱内部各级中置过滤网，滤除待处理泥水中口径大于微塑料颗粒口径的泥杂质，获得待处理液体，并由泥水过滤子系统输出口输送至微塑料过滤子系统。
[0010]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述泥水过滤子系统还包括至少一个电控加热烘干装置，各电控加热烘干装置设置于过滤舱内壁上；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种泥水界面微塑料回收系统，用于吸取待处理泥水、并提取待处理泥水中的微塑料，其特征在于：包括前端吸取子系统、泥水搅拌子系统、泥水过滤子系统、以及微塑料过滤子系统；其中，前端吸取子系统用于吸取目标位置的泥水进行预处理，获得待处理泥水，并输送至泥水搅拌子系统；泥水搅拌子系统用于接收来自前端吸取子系统的待处理泥水，由泥水搅拌子系统对待处理泥水进行搅拌处理，并输送至泥水过滤子系统；泥水过滤子系统接收来自泥水搅拌子系统的待处理泥水，由泥水过滤子系统滤除待处理泥水中泥杂质，获得待处理液体，并输送至微塑料过滤子系统；微塑料过滤子系统接收来自泥水过滤子系统的待处理液体，由微塑料过滤子系统过滤提取待处理液体中的微塑料颗粒。2.根据权利要求1所述一种泥水界面微塑料回收系统，其特征在于：所述前端吸取子系统包括前端吸取装置与水泵，其中，前端吸取装置包括前端板、前置硬质管道、前置柔性管道、管体支撑结构、以及至少两个电控液压推杆装置、至少一个电控泥水搅拌器、至少一级前置过滤网；前端板表面设置贯穿其两侧面的通孔，前置柔性管道上其中一端口的口径与前端板表面上通孔的口径相适应，前置柔性管道上该端口与前端板表面上通孔相对接，前置柔性管道上另一端口经连接圈对接前置硬质管道上其中一端口；各电控泥水搅拌器设置于前端板上背向连接前置硬质管道的表面上通孔的周围，且各电控泥水搅拌器的工作端背向前置硬质管道的方向，基于前端板上背向连接前置硬质管道的表面与目标位置相接触，各电控泥水搅拌器上工作端工作对目标位置进行搅拌；各级前置过滤网沿前置硬质管道方向、依次以其边缘一周与管道内壁一周对接的方式布设于前置硬质管道中，且前置硬质管道中沿背向前端板方向、各级前置过滤网的过滤口径依次减小，以及各级前置过滤网中的最小过滤口径大于泥杂质口径；管体支撑结构环绕前置硬质管道外侧设置，且管体支撑结构与前置硬质管道彼此位置固定，各电控液压推杆装置位于前端板与管体支撑结构之间、且环绕前置柔性管道与前置硬质管道的外侧，各电控液压推杆装置中电机上背向所连推杆的端部分别与其所面向管体支撑结构的位置相固定，各电控液压推杆装置中推杆上背向其所连电机的端部分别固定对接其所面向前端板表面，基于各电控液压推杆装置中电机工作控制其所连推杆的移动，带动前端板以其相距前置硬质管道的距离变化方式而移动；前置硬质管道上的另一端经管路对接水泵进口，水泵的出口构成前端吸取子系统的输出端，前端吸取子系统的输出端经管路可拆分式对接泥水搅拌子系统的输入口；基于水泵的工作，由前端板上背向连接前置硬质管道的表面通孔吸取目标位置的泥水，并依次经各级前置过滤网滤除所吸取泥水中口径大于泥杂质口径的杂质，获得待处理泥水，并由前端吸取子系统输出端输送至泥水搅拌子系统。3.根据权利要求1所述一种泥水界面微塑料回收系统，其特征在于：所述泥水搅拌子系统包括罐体、电控搅拌装置；其中，罐体包括顶部敞开口的罐身、以及与罐身顶部敞开口口径相匹配罐盖，电控搅拌装置包括电控电机与搅拌桨，电控电机固定于罐盖上表面，电控电机的驱动杆端部穿过罐盖表面对接位于罐盖下方的搅拌桨端部，且电控电机的驱动杆所在直线与搅拌桨所在直线相共线；罐体侧面相较其顶部敞开口预设距离的位置、设置贯穿罐体内外空间的通孔，由该通孔的外侧端连接阀门1、构成泥水搅拌子系统的输入口，用于接收来自前端吸取子系统的待处理泥水；罐体底部设置通孔，由该通孔的外侧端连接阀门2、构成泥水搅拌子系统的输出口，泥水搅拌子系统输出口经管路对接泥水过滤子系统的输入口；基于罐盖盖设于罐身顶部敞开口、以及阀门2的关闭，电控搅拌装置中电控电机工作带
动搅拌桨转动、对罐身内来自前端吸取子系统的待处理泥水实现搅拌处理，待搅拌处理结束后，通过阀门2的打开，由泥水搅拌子系统输出口向泥水过滤子系统输送搅拌处理后的待处理泥水。4.根据权利要求3所述一种泥水界面微塑料回收系统，其特征在于：所述泥水搅拌子系统还包括至少一个储液喷淋装置、至少一个电控超声振荡器；各电控超声振荡器设置于罐身内壁上；各储液喷淋装置分别包括储液罐与电控喷淋头，各储液罐分别固定于罐盖上表面，各储液罐的输送口穿过罐盖表面对接位于罐盖下方对应的电控喷淋头，各储液罐用于存储纯水；基于罐盖盖设于罐身顶部敞开口，各电控喷淋头工作向罐身内部进行喷淋处理，并且基于阀门2的关闭，各电控超声振荡器工作对罐身内来自前端吸取子系统的待处理泥水进行振荡处理。5.根据权利要求1所述一种泥水界面微塑料回收系统，其特征在于：所述泥水过滤子系统包括过滤舱、以及至少一级中置过滤网、至少一个电控超声振荡器；各电控超声振荡器设置于过滤舱内壁上；过滤舱顶部设置输入口，构成泥水过滤子系统的输入口；各级中置过滤网沿过滤舱内部自上而下方向、依次以其边缘一周与过滤舱侧面内壁一周可分离式对接的方式布设于过滤舱中，且过滤舱中自上而下方向、各级中置过滤网的过滤口径依次减小，以及各级中置过滤网中的最小过滤口径大于微塑料颗粒口径；过滤舱底部设置设置通孔，由该通孔的外侧端连接阀门6、构成泥水过滤子系统的输出口；泥水过滤子系统输入口接收来自泥水搅拌子系统的待处理泥水，并自上而下依次通过过滤舱内部各级中置过滤网，滤除待处理泥水中口径大于微塑料颗粒口径的泥杂质，获得待处理液体，并由泥水过滤子系统输出口输送至微塑料过滤子系统。6.根据权利要求5所述一种泥水界面微塑料回收系统，其特征在于：所述泥水过滤子系统还包括至少一个电控加热烘干装置，各电控加热烘干装置设置于过滤舱内壁上；过滤舱侧壁对应最低位置中置过滤网的下方设置通孔，该通孔的外侧端分别对接阀门4、阀门5，阀门5背向过滤舱的一端用于外接塑料脱附液，以及阀门4背向过滤舱的一端用于外接不与塑料脱附液、塑料颗粒、滤膜产生化学反应的保护气体；过滤舱的顶部设置排气孔，且该...

【专利技术属性】
技术研发人员：方昊，田凌云，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：