本发明专利技术公开一种基于压差渗滤的深海羽流治理装置及方法，包括羽流收集器及箱体，箱体前部为羽流收集仓，后上方由前往后依次为初级滤室、反渗透滤室和海水驱离仓，其后下方为排沉仓。羽流收集器设在羽流收集仓前侧。羽流收集仓后侧设有纵动闸门，初级滤室后侧设有致密滤网，反渗透滤室后侧设有微透膜，海水驱离仓前侧设有叠动闸门。初级滤室、反渗透滤室及海水驱离仓内均设有垂向活塞，初级滤室和反渗透滤室可分别与排沉仓相通。排沉仓后侧底部设有排沉阀门。本发明专利技术对羽流进行收集、过滤，经过滤后的高浓悬浮物加速拥挤沉淀，下侧沉淀物与上层海水分开，利用压差将沉淀物缓慢排至海底，降低扰动避免产生二次羽流，实现较佳的沉降效果。果。果。
【技术实现步骤摘要】
一种基于压差渗滤的深海羽流治理装置及方法
[0001]本专利技术涉及海洋采矿装备
，具体涉及一种基于压差渗滤的深海羽流治理装置及方法。
技术介绍
[0002]海洋富含有大量的金属矿产资源如：多金属结核、结壳、金属硫化物、稀土等。其中多金属结核是目前最具有商业化开采前景的深海金属资源，多金属结核中富含铁、钴、镍、铜、钛等金属元素，海洋中有约10
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30％的面积的海床被多金属结核覆盖，广泛分布在太平洋、印度洋，平均丰度在5
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15kg/m2之间。
[0003]深海多金属结核的采集对环境造成影响不容忽视，多金属结核开采产生环境影响主要来自采集和尾矿排放的过程，采集过程中产生的底部羽流影响占比超过95％，深海多金属结核开采将扰动海底浅表层沉积物，使沉积物发生再悬浮，形成沉积物羽流。沉积物羽流的运移扩散会改变水体化学性质，影响海底生物的繁衍与生存，这也是深海多金属结核开采所带来的最直接的环境影响，当前欠缺有效的针对深海羽流的防治技术。
[0004]中国专利申请.CN115653608A公开了一种基于二氧化碳的深海采矿羽流封存装置。包括羽流收集单元、泵吸管组、分离沉降单元及固化排放单元,羽流收集单元包括防溢罩和抽吸内管,防溢罩有两个且左右对称布置。其中抽吸内管安置于防溢罩内部,同泵吸管组相连。固化排放单元包括固化沉淀仓、输送机构及高压喷射组件,高压喷射组件有两个,相对布置在固化沉淀仓内,与采矿车上的CO2储存罐管路相连。但是该申请存在以下缺点：向深海投放CO2，其融于海水后会改变原有PH值，造成环境影响未可知的问题；液态CO2密度1.101g/cm3仅稍大于海水密度的1.07g/cm3，其沉降掩盖效果达不到预期速度。
[0005]中国专利申请.CN218091160U公开了一种深海采矿尾水排放羽流抑制装置,包括顶部羽流抑制罩,顶部羽流抑制罩的内壁固定连接有多个阻尼片,阻尼片底部一侧的正面和背面均活动连接有限位弧条,阻尼片的四周开设有多个排泄槽,排泄槽的内部开设有多个阻尼孔,阻尼孔的底部设置有底部羽流抑制罩,顶部羽流抑制罩的一侧固定连接有连接套管,连接套管的内部插接有尾水排放管,尾水排放管的外部活动套接有连接座套,连接座套的顶部固定连接有驱动电机。但是该申请存在以下缺点：机械构造复杂，易造成因大粒径沉积物卡住齿轮结构而导致机械失效问题；借助羽流抑制罩转动产生的离心力将矿石颗粒从排泄槽向外排出，矿石颗粒排出速度较大，易产生二次羽流，治理效果不佳。因此，现有技术亟待进一步改进和提升。
技术实现思路
[0006]针对上述现有技术的不足，本专利技术的一个目的在于提出一种基于压差渗滤的深海羽流治理装置，解决现有的羽流治理方式会改变海水的PH值，对海底环境造成影响，易产生二次羽流，治理效果不佳的问题。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
[0008]一种基于压差渗滤的深海羽流治理装置，包括羽流收集器及设在采矿车上的箱体，所述箱体为长方形立体结构，且位于矿石收集箱的后侧。
[0009]所述箱体的前部为羽流收集仓，羽流收集仓的后上方由前往后依次为初级滤室、反渗透滤室和海水驱离仓，所述初级滤室、反渗透滤室的下方为排沉仓，所述排沉仓的后侧设有驱水止回阀。
[0010]羽流收集器包括对称设在箱体两侧的两个羽流运移管，羽流运移管倾斜布置，其前端设置有羽流收集罩，其后端与羽流收集仓相连。
[0011]所述羽流收集仓与初级滤室之间设有纵动闸门，初级滤室和反渗透滤室之间设置有致密滤网，反渗透滤室与海水驱离仓之间设置有微透膜，反渗透滤室和海水驱离仓之间设置有叠动闸门。
[0012]所述初级滤室、反渗透滤室及海水驱离仓的上部分别设有垂向活塞，每个垂向活塞的上方均配置有一个液压缸，所述初级滤室和反渗透滤室分别通过一个横动闸门与排沉仓之间相连。
[0013]所述排沉仓的后侧底部设置有排沉阀门。
[0014]进一步地，所述箱体是由底板、顶板及位于前后左右的四个侧板相连构成的，羽流收集仓的后侧具有竖向布置的第一隔板。
[0015]排沉仓的顶部具有水平布置的第二隔板，所述第二隔板的前端与第一隔板后侧为一体结构，所述初级滤室、反渗透滤室之间竖向设有第三隔板，反渗透滤室与海水驱离仓之间设有第四隔板。
[0016]所述第三隔板和第四隔板的下端均与第二隔板固定相连，上端与顶板固定相连成一体。
[0017]进一步地，羽流运移管倾斜布置在箱体外侧，后端与羽流收集仓的上部固定相连相通。
[0018]所述羽流运移管的内侧固定安装有轴流泵，羽流收集罩为喇叭口状壳体结构，其收口端与羽流运移管的前端固定相连。
[0019]进一步地，第一隔板上开设有进水口，进水口与初级滤室的下部相对应，第一隔板前侧壁位于进水口外围固定有方形环状的第一密封凸起部。
[0020]第一隔板前侧壁位于进水口的左右两侧对称设有两个第一导轨，纵动闸门的左右两侧分别与两个第一导轨竖向滑动配合，纵动闸门的上方设置有两个第一电动推杆。
[0021]进一步地，第三隔板的下部开设有第一窗口，所述致密滤网固定安装在第一窗口内侧。
[0022]第四隔板下部具有横向依次间隔开设的多个第二窗口，每个第二窗口上均安装有微透膜，第四隔板后侧壁位于每个第二窗口的外围均具有方形环状的第二密封凸起部。
[0023]叠动闸门位于第四隔板的后侧，其包括与第二窗口数量相等且位置一一对应的阀门板体，各阀门板体通过杆体固定相连成一体。
[0024]第二窗口的上下两侧对称设有两个第二导轨，各阀门板体的上下两侧分别与两个第二导轨横向滑动配合，叠动闸门的一侧设有两个第二电动推杆。
[0025]进一步地，垂向活塞为水平布置的方形平板，其侧壁上镶嵌有密封环，垂向活塞通过其外围的密封环与所在舱室的侧壁竖向滑动密封配合。
[0026]所述液压缸的缸体固定安装在箱体的顶板上，其执行端与对应垂向活塞的中心位置固定相连。
[0027]进一步地，所述箱体的后侧壁上开设有至少一个排水口，每个排水口上均配置有驱水止回阀，海水驱离仓能够通过驱水止回阀与箱体外部相通，将海水驱离仓内的海水排出。
[0028]进一步地，第二隔板与初级滤室和反渗透滤室相对于的位置分别设有一个沉降口，横动闸门设置在所述沉降口的底部。
[0029]第二隔板底部位于每个沉降口的外围均具有方形环状的第三密封凸起部，第三密封凸起部左右两侧对称设有两个第三导轨，横动闸门的左右两侧分别与两个第三导轨滑动配合，横动闸门的后侧设有两个第三电动推杆。
[0030]排沉仓的后侧底部设有沉排管体，沉排管体的前端与箱体相连相通，所述排沉阀门位于沉排管体与箱体的连接处。
[0031]本专利技术的另一个目的在于提出一种深海羽流治理方法。
[0032]深海羽流治理方法，采用上述基于压差渗滤的深海羽流治理装置，包括如下步骤：
[0033]步骤一，采集头外部产生的羽流由采集本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于压差渗滤的深海羽流治理装置，包括羽流收集器及设在采矿车上的箱体，其特征在于，所述箱体为长方形立体结构，且位于矿石收集箱的后侧；所述箱体的前部为羽流收集仓，羽流收集仓的后上方由前往后依次为初级滤室、反渗透滤室和海水驱离仓，所述初级滤室、反渗透滤室的下方为排沉仓，所述排沉仓的后侧设有驱水止回阀；羽流收集器包括对称设在箱体两侧的两个羽流运移管，羽流运移管倾斜布置，其前端设置有羽流收集罩，其后端与羽流收集仓相连；所述羽流收集仓与初级滤室之间设有纵动闸门，初级滤室和反渗透滤室之间设置有致密滤网，反渗透滤室与海水驱离仓之间设置有微透膜，反渗透滤室和海水驱离仓之间设置有叠动闸门；所述初级滤室、反渗透滤室及海水驱离仓的上部分别设有垂向活塞，每个垂向活塞的上方均配置有一个液压缸，初级滤室和反渗透滤室分别通过一个横动闸门与排沉仓之间相连；所述排沉仓的后侧底部设置有排沉阀门。2.根据权利要求1所述的一种基于压差渗滤的深海羽流治理装置，其特征在于，所述箱体是由底板、顶板及位于前后左右的四个侧板相连构成的，羽流收集仓的后侧具有竖向布置的第一隔板；排沉仓的顶部具有水平布置的第二隔板，所述第二隔板的前端与第一隔板后侧为一体结构，所述初级滤室、反渗透滤室之间竖向设有第三隔板，反渗透滤室与海水驱离仓之间设有第四隔板；所述第三隔板和第四隔板的下端均与第二隔板固定相连，上端与顶板固定相连成一体。3.根据权利要求1所述的一种基于压差渗滤的深海羽流治理装置，其特征在于，羽流运移管倾斜布置在箱体外侧，后端与羽流收集仓的上部固定相连相通；所述羽流运移管的内侧固定安装有轴流泵，羽流收集罩为喇叭口状壳体结构，其收口端与羽流运移管的前端固定相连。4.根据权利要求2所述的一种基于压差渗滤的深海羽流治理装置，其特征在于，第一隔板上开设有进水口，进水口与初级滤室的下部相对应，第一隔板前侧壁位于进水口外围固定有方形环状的第一密封凸起部；第一隔板前侧壁位于进水口的左右两侧对称设有两个第一导轨，纵动闸门的左右两侧分别与两个第一导轨竖向滑动配合，纵动闸门的上方设置有两个第一电动推杆。5.根据权利要求2所述的一种基于压差渗滤的深海羽流治理装置，其特征在于，第三隔板的下部开设有第一窗口，所述致密滤网固定安装在第一窗口内侧；第四隔板下部具有横向依次间隔开设的多个第二窗口，每个第二窗口上均安装有微透膜，第四隔板后侧壁位于每个第二窗口的外围均具有方形环状的第二密封凸起部；叠动闸门位于第四隔板的后侧，其包括与第二窗口数量相等且位置一一对应的阀门板体，各阀门板体通过杆体固定相连成一体；第二窗口的上下两侧对称设有两个第二导轨，各阀门板体的上下两侧分别与两个第二导轨横向滑动配合，叠动闸门的一侧设有两个第二电动推杆。
6.根据权利要求2所述的一种基于压差渗滤的深海羽流治理装置，其特征在于，垂向活塞为水平布置的方形平板，其侧壁上镶嵌有密封环，垂向活塞通过其外围的密封环与所...
【专利技术属性】
技术研发人员：张杨杨，陈旭光，张凤鹏，陈溯，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：
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