具有中间滤网的双向往复式海洋微塑料同步采集分离装置的制作方法

本实用新型涉及环境污染监测分离设备，尤其是一种具有中间滤网的双向往复式海洋微塑料同步采集分离装置。

背景技术：

微塑料(Microplastics)是指直径不大于5mm的塑料微粒，已成为国际广泛关注的热点问题之一。2014年，首届联合国环境大会(UNEP1)首次将微塑料污染列入全球亟待解决的十大环境问题之一。2015年，UNEP2将海洋微塑料列入环境与生态科学研究领域第二大科学问题，并与全球气候变化、臭氧耗竭和海洋酸化并列成为全球科学家共同关注的重大全球环境问题。

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。其中，个人护理品中添加的塑料微珠(Microbeads)就是水体微塑料的环境直接来源之一。在一些个人洗漱品如沐浴乳、洗面奶、牙膏以及一些化妆品如眼影、睫毛膏、保湿霜等个人护理品中，生产过程中人为添加以聚乙烯和聚丙烯材质为主的塑料微珠。个人洗漱后，废水中塑料微珠通过下水道进入污水厂。由于塑料微珠体积小、密度轻、数量多，以当前污水厂常规处理工艺很难有效去除这些塑料微珠，而绝大部分塑料微珠会进入自然水体，最终汇入海洋而长久存在，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。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。由于上述情形，需要对水体中的微塑料形态、浓度等进行研究，就需要我们根据需要，采集水体中的微塑料样品，并检测微塑料的含量，为水体的生态环境保护和微塑料污染治理提供检测数据。由于微塑料颗粒污染的检测起步较晚，采集设备和采集方法上还缺乏准确性和科学性。采集设备也是比较原始和落后，比如水体中的微塑料颗粒采集便是一个值得改进的问题。

目前海洋水体中微塑料样品采集一般是使用一种简易网袋来实现，这种网袋需要一定的孔径，放置在水流方向上，用于采集富集水中的微塑料颗粒，根据微塑料颗粒的量来确定水体中微塑料的含量。但是这种网袋都是固定孔径的单一网袋，如同浮游生物扑集装置，只能采集粒径大于网袋孔径的全部微粒物质，不能将微粒物质进行分级筛选，因而也就不能及时的检测出水中不同粒径的微塑料颗粒的含量。也不利于对水体微塑料污染程度进行科学评价。有时使用上述简单的网袋收集的微塑料颗粒需要进行进一步分离，以分析不同微塑料颗粒的含量。因为经过这种方法取得的微塑料颗粒仍是诸多粒径的微塑料颗粒的组合，需要进行进一步的分离，分离时一般在单级滤网上进行，不同粒径的微塑料颗粒分离时并没有适合的装置进行同步分离，造成分离效率低下。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有技术存在的缺陷，提供一种具有中间滤网的双向往复式海洋微塑料同步采集分离装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

具有中间滤网的双向往复式海洋微塑料同步采集分离装置，包括微塑料收集箱体，微塑料收集箱体由多个护板围成，所述微塑料收集箱体的两侧设有两个相互对置的微塑料单向进入口，两个微塑料单向进入口分别为第一微塑料单向进入口和第二微塑料单向进入口，第一微塑料单向进入口和第二微塑料单向进入口处设有过滤机构，微塑料收集箱体内设有滤网，滤网将微塑料收集箱体的内腔分隔为第一空腔和第二空腔，第一空腔与第一微塑料单向进入口连通，第二空腔与第二微塑料单向进入口连通；

所述微塑料收集箱体的护板上设有分别与第一空腔和第二空腔连通的微塑料收集口，微塑料收集口处连接微塑料分离装置。

上述的具有中间滤网的双向往复式海洋微塑料同步采集分离装置，所述微塑料分离装置包括与微塑料收集口连接的框架，框架内固定安装多个等间距排布的滤网膜，滤网膜的孔径从靠近微塑料收集口到远离微塑料收集口逐渐变小。

上述的具有中间滤网的双向往复式海洋微塑料同步采集分离装置，所述微塑料分离装置包括与微塑料收集口连接的框架，框架由多级框架单元拼接而成，相邻框架单元的连接处设有滤网膜。

上述的具有中间滤网的双向往复式海洋微塑料同步采集分离装置，所述框架单元包括竖直桶壁，竖直桶壁的上端设有支撑板，支撑板上设有通孔，通孔保持竖直桶壁的两端畅通，竖直桶壁的两端分别设有上连接部和下连接部，相邻框架单元的竖直桶壁之间通过上连接部和下连接部快接。

上述的具有中间滤网的双向往复式海洋微塑料同步采集分离装置，所述上连接部和下连接部的快接方式包括螺纹连接，卡合连接。

上述的具有中间滤网的双向往复式海洋微塑料同步采集分离装置，所述滤网膜设置在支撑板上，框架单元拼接后，滤网膜的表面与框架单元的下连接部自由端紧密接触。

上述的具有中间滤网的双向往复式海洋微塑料同步采集分离装置，所述框架上的滤网膜的孔径从靠近微塑料收集口到远离微塑料收集口逐渐变小。

上述的具有中间滤网的双向往复式海洋微塑料同步采集分离装置，所述框架的两端设有单向封闭机构，单向封闭机构包括设置在框架两端开口处的活动阀板，活动阀板的一端与框架活动连接，框架上位于活动阀板的自由端设有截面呈“L”型的止动板，止动板限制活动阀板在微塑料收集箱体或框架内侧的转动角度。

上述的具有中间滤网的双向往复式海洋微塑料同步采集分离装置，所述第一微塑料单向进入口和第二微塑料单向进入口处的过滤机构为微塑料过滤网，微塑料过滤网倾斜设置，微塑料过滤网的孔径与框架上孔径最大滤网膜的孔径一致。

上述的具有中间滤网的双向往复式海洋微塑料同步采集分离装置，所述微塑料收集箱体内的滤网孔径小于或等于框架上孔径最大滤网膜的孔径。

本实用新型的有益效果为：该装置通过海岸上的海浪来回冲刷来提供动力，将海水中残留的微塑料进行双向过滤收集，为了实现多粒径的微塑料颗粒的同步分离，微塑料收集箱体的护板上设有与内部空腔连通的微塑料收集口，微塑料收集口处连接微塑料分离装置，微塑料分离装置带有多个滤网膜，多个滤网膜的孔径从靠近微塑料收集口到远离微塑料收集口逐渐变小，从而将不同粒径的微塑料颗粒截留在相应的滤网装置上，达到了多粒径微塑料颗粒同步采集分离的效果，提高了海洋微塑料颗粒采集分离效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的示意图；

图2为本实用新型实施例2的示意图；

图3为本实用新型实施例3的示意图；

图4为本实用新型实施例4的示意图；

图5为本实用新型实施例1中微塑料分离装置的示意图；

图6为本实用新型实施例1中微塑料分离装置的局部爆炸示意图；

图7为图5中的A区放大图；

图8为本实用新型在海岸直线分布的示意图；

图9为本实用新型在海岸交错分布的示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的详细说明。

实施例1

如图1、图5、图6、图7所示，具有中间滤网的双向往复式海洋微塑料同步采集分离装置，包括微塑料收集箱体1，微塑料收集箱体1由多个护板2围成，微塑料收集箱体1的两侧设有两个相互对置的微塑料单向进入口，两个微塑料单向进入口分别为第一微塑料单向进入口3和第二微塑料单向进入口4，第一微塑料单向进入口3和第二微塑料单向进入口4处设有过滤机构，其中，过滤机构为微塑料过滤网5，微塑料过滤网5倾斜设置，微塑料过滤网5主要用于过滤海水中的大块塑料，防止大块塑料进入到微塑料收集箱体1中，海水中的微塑料可以通过微塑料过滤网5进入到微塑料收集箱体1中，微塑料过滤网5倾斜设置的优势在于，粘附或者堆积在微塑料过滤网5外侧的大块海洋塑料(垃圾)容易被海水冲刷掉，不容易堵塞微塑料过滤网5。

进一步，微塑料收集箱体1内设有滤网6，滤网6将微塑料收集箱体1的内腔分隔为第一空腔7和第二空腔8，第一空腔7与第一微塑料单向进入口3连通，第二空腔8与第二微塑料单向进入口4连通，微塑料收集箱体1的护板上设有分别与第一空腔7和第二空腔8连通的微塑料收集口9，微塑料收集口9处连接微塑料分离装置，微塑料分离装置包括与微塑料收集口9连接的框架10，本实施例中，框架10采用可拆卸设计，框架10由多级框架单元11拼接而成，相邻框架单元11的连接处设有滤网膜12，框架单元11包括竖直桶壁，竖直桶壁的上端设有支撑板13，支撑板13上设有通孔，通孔保持竖直桶壁的两端畅通，竖直桶壁的两端分别设有上连接部14和下连接部15，相邻框架单元11的竖直桶壁之间通过上连接部14和下连接部15快接，上连接部14和下连接部15的快接方式包括螺纹连接，卡合连接，其中，上连接部14的口径大于下连接部15的口径。

本实用新型中，滤网膜12设置在支撑板13上，相邻框架单元11拼接后，滤网膜12的表面与框架单元11的下连接部15自由端紧密接触即可固定滤网膜12，相邻框架单元11分离后，滤网膜12可以取出，这样的好处在于，滤网膜12可以自由更换，方便后期维护以及更换不同孔径的滤网膜12，为了方便进行微塑料颗粒同步分离，框架10上的滤网膜12的孔径从靠近微塑料收集口9到远离微塑料收集口9逐渐变小，微塑料过滤网5的孔径与框架10上孔径最大滤网膜的孔径一致，微塑料收集箱体1内的滤网6孔径小于或等于框架10上孔径最大滤网膜12的孔径。

进一步，框架10的两端设有单向封闭机构，单向封闭机构包括设置在框架两端开口处的活动阀板16，活动阀板16的一端与框架10活动连接，框架10上位于活动阀板16的自由端设有截面呈“L”型的止动板17，止动板17限制活动阀板16在微塑料收集箱体1或框架10内侧的转动角度。

第一微塑料单向进入口3和第二微塑料单向进入口4与微塑料收集箱体1的连接处设有单向收集控制机构，单向收集控制机构包括与护板2活动连接的活动阀板18，护板2上位于活动阀板18的自由端设有截面呈“L”型的止动板19，止动板19限制活动阀板18在微塑料收集箱体1外侧的转动角度。

该装置投入使用时，微塑料收集箱体1与海岸线平行，微塑料收集箱体1上的任何一个微塑料单向进入口朝向大海或者海岸，为了提高微塑料收集的范围，一般选择多个微塑料收集箱体进行收集，安装方式有多种，如图8、图9所示，例如：多个微塑料收集箱体1之间通过锚链固定连接且呈直线排布或者多个微塑料收集箱体在近岸的平面上交错排布，根据海岸线的长度以及垃圾收集的区域范围，可以适当选择微塑料收集箱体1的数量，根据海水波浪的往复性特点，如图1所示，当波浪从右侧冲向左侧时，第一微塑料单向进入口3处的活动阀板18朝微塑料收集箱体1的内侧打开，海水中的大块垃圾被微塑料过滤网5过滤，而海水中的微塑料颗粒经过微塑料过滤网5并从第一微塑料单向进入口3流入到微塑料收集箱体1的第一空腔7中，在水流的冲力作用下，海水与滤网6接触并穿过滤网6(滤网6孔径小于或等于框架10上孔径最大滤网膜12的孔径)，进入到第二空腔8内对第二微塑料单向进入口4处的活动阀板18施加推力并关闭第二微塑料单向进入口4，此时，微塑料收集箱体1内带有微塑料颗粒的海水分为两个路径流出到外部，具体路径为：一部分海水从第一空腔7一侧的微塑料收集口9进入到微塑料分离装置并流出到外部，这部分海水中的微塑料颗粒被第一空腔7一侧的微塑料分离装置截留并储存，另一部分海水经过滤网6过滤后进入到第二空腔8一侧的微塑料分离装置内，被第二空腔8一侧的微塑料分离装置截留储存；

当下一个波浪从左侧冲向右侧时，第二微塑料单向进入口4处的活动阀板18朝微塑料收集箱体1的内侧打开，海水中的大块垃圾被微塑料过滤网5过滤，而海水中的微塑料颗粒经过微塑料过滤网5并从第二微塑料单向进入口4流入到微塑料收集箱体1的第二空腔8中，在水流的冲力作用下，海水与滤网6接触并穿过滤网6，进入到第一空腔7内对第一微塑料单向进入口3处的活动阀板18施加推力并关闭第一微塑料单向进入口3，此时，微塑料收集箱体1内的海水分为两个路径流出到外部，具体路径为：一部分海水从第二空腔8一侧的微塑料收集口9进入到微塑料分离装置并流出到外部，这部分海水中的微塑料颗粒被第二空腔8一侧的微塑料分离装置截留并储存，另一部分海水经过滤网6过滤后进入到第一空腔7一侧的微塑料分离装置内，被第一空腔7一侧的微塑料分离装置截留储存；

周而复始，往复运动，无需动力即可进行微塑料收集，滤网6可以被海水进行反向冲刷，不会存在微塑料堵塞滤网6的问题，滤网6将将微塑料收集箱体1的内腔分隔为两个空腔，海水往复一次就可以完成两次微塑料颗粒收集分离的动作，提高了微塑料收集的效率，另外，由于滤网6的存在，可以减小第一空腔7和第二空腔8上微塑料分离装置内滤网膜12的过滤压力，提高了滤网膜12的使用寿命。

需要进一步说明的是，本实施例中，框架10采用可拆卸设计，框架10由多级框架单元11拼接而成，相邻框架单元11的连接处设置滤网膜12，滤网膜12的孔径从靠近微塑料收集口9到远离微塑料收集口9逐渐变小，微塑料过滤网5的孔径与框架10上孔径最大滤网膜的孔径一致，微塑料收集箱体1内的滤网6孔径小于或等于框架10上孔径最大滤网膜12的孔径，进入到框架10内的海水被框架10内的滤网膜12逐层分离并被储存在框架单元11内，框架单元11内储存的微塑料填满后，更换新的框架单元11即可；

另外，为了防止框架单元11内的微塑料外溢，框架10的两端设有单向封闭机构，单向封闭机构包括设置在框架两端开口处的活动阀板16，活动阀板16的一端与框架10活动连接，框架10上位于活动阀板16的自由端设有截面呈“L”型的止动板17，止动板17限制活动阀板16在微塑料收集箱体1或框架10内侧的转动角度，也就是说活动阀板16在受到海水的冲压力时，活动阀板16只能朝框架10的内侧单向转动，这样的设计好处在于，微塑料收集箱体1中的水只能单向流入到框架10中，有效防止框架10中收集的微塑料随着水流进入到微塑料收集箱体1中，提高了微塑料的收集效率。

实施例2

如图2所示，本实施例与实施例1的区别在于，微塑料分离装置的结构与实施例1不同，微塑料分离装置包括与微塑料收集口9连接的框架10，框架10内固定安装多个等间距排布的滤网膜12，滤网膜12的孔径从靠近微塑料收集口9到远离微塑料收集口9逐渐变小。该实施例中，滤网膜12直接等间距固定在框架10内。当然实施例1中的微塑料分离装置结构为优选方案。

实施3

如图3所示，本实施例是在实施例1的基础上的进一步改进，与实施例1的区别在于，护板2的端部连接保护罩20，保护罩20位于微塑料分离装置的外侧，保护罩20通过锚杆21固定在海岸，为了方便海水通过，保护罩20由钢筋编织成网状，保护罩20主要起到保护微塑料分离装置的作用，另外可以固定微塑料收集箱体1。

实施例4

如图4所示，本实施例是在实施例2的基础上的进一步改进，与实施例2的区别在于，护板2的端部连接保护罩20，保护罩20位于微塑料分离装置的外侧，保护罩20通过锚杆21固定在海岸，为了方便海水通过，保护罩20由钢筋编织成网状，保护罩20主要起到保护微塑料分离装置的作用，另外可以固定微塑料收集箱体1。

该装置通过海岸上的海浪来回冲刷来提供动力，将海水中残留的微塑料进行双向过滤收集，为了实现多粒径的微塑料颗粒的同步分离，微塑料收集箱体的护板上设有与内部空腔连通的微塑料收集口，微塑料收集口处连接微塑料分离装置，微塑料分离装置带有多个滤网膜，多个滤网膜的孔径从靠近微塑料收集口到远离微塑料收集口逐渐变小，从而将不同粒径的微塑料颗粒截留在相应的滤网装置上，达到了多粒径微塑料颗粒同步采集分离的效果，提高了海洋微塑料颗粒采集分离效率。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。