一种去除水体中微塑料颗粒的装置
技术领域
本发明涉及海洋环境中垃圾处理的领域，尤其涉及一种去除海洋水体中为塑料颗粒的技术领域，具体的涉及一种去除水体中微塑料颗粒的装置。
背景技术
微塑料(Micro plastics)，是一类通过工业生产制成的、直径小于5毫米的固体塑料微粒。这些微粒通常由聚乙烯制成，但也有部分由聚丙烯、聚苯乙烯等材料制成。微塑料易造成塑料颗粒水污染，影响水生生物从而造成环境灾害。塑料微粒在水中可以残留数千年而不消失，即便是可以生物降解的类型，也很难在短时间内降解。
摄取微塑料会给水生生物带来负面影响，通常是微塑料浓度较高时。生物个体长期暴露于高浓度微塑料环境中，其繁殖力、幼体存活率和正常发育都会受到负面影响。
并且，据联合国粮农组织(FAO)统计，2014年，渔业资源为全球43亿人口提供了约15％的优质蛋白(FAO，2014)，作为人类获取优质蛋白的重要来源，至2026年,全球渔业产量将达到1.94亿吨。但迄今，已在全球233种海洋生物体内发现了微塑料(Wilcox et al，2015),表明海洋生物已经受到了微塑料的污染,不禁引发人们对水产品质量安全和人体健康的担忧。
现有技术文献：
文献1公开了一种可去除沟渠进水式海水养殖池塘水体中微塑料颗粒的装置，包括嵌设在沟渠内并不被水流淹没的滤箱体，所述滤箱内设置多组前端迎水、后端出水的滤，每个所述滤腔从前到后依次设置前杂物阻挡器、水流减速器、一级漏斗式初滤器、二级漏斗式初滤器、一级格栅式微滤器、二级格栅式微滤器、三级格栅式微滤器、后生物阻挡器。
文献2公开了一种用于收集清理水面微塑料的方法及装置，包括固定支架、水泵、电机、收水管和微型吸尘器,所述固定支架上固定安装有抽水管和水泵，且抽水管和水泵之间相互连接，所述电机的输出端上垂直连接有固定框架，且固定框架固定于环形筛网，所述收水管固定于固定支架，且收水管位于环形筛网的下方，所述集料框的边侧固定连接有挡板，且挡板位于环形筛网的上方，所述微型吸尘器固定于固定支架上，且微型吸尘器通过吸收管连接于颗粒收集箱内，并且微型吸尘器通过另一吸收管与集料框的内部相连接。
现有技术中，去除微塑料的装置通常是通过过滤装置对固定水域中的微塑料进行收集。多用于车间海水养殖，以及池塘的海水养殖环境；这些装置并不适用于开放式的海洋养殖环境，因此，在开放式的海洋养殖环境中，避免海洋养殖的生物长期暴露于高浓度微塑料环境中，成为了重要的研究课题。
文献1：CN107670391A；
文献2：CN109356136A。
技术内容
本发明的主要目的：
本发明的目的是提供一种去除水体中微塑料颗粒的装置，通过上述装置，能够简单的控制开放式海洋养殖场的水体中微塑料颗粒的浓度，从而避免微塑料颗粒影响养殖的生物的生长。也能够避免海洋养殖的生物的成熟以后，微塑料通过上述养殖的生物进入人体中。从而影响人体的健康。
用于解决问题的技术方案：
一种去除水体中微塑料颗粒的装置，尤其是一种用于养殖网箱的、去除海洋养殖水体中微塑料颗粒的装置，包括养殖网箱，设置在养殖网箱内的微塑料去除装置、能源提供装置、浮箱、微塑料浓度检测装置以及控制装置。
其中，养殖网箱是由水面上的框架，以及连接在上述框架上并往水下延伸的多个立柱，立柱通常情况下，延伸到水下3.5米-5米之间，围绕上述立柱设置有一圈的渔网，渔网的网眼大小根据实际的养殖情况选择，通常情况下为20-60毫米之间，为了避免养殖的鱼体的擦伤，一般情况下，网衣材料选择质地较软的结节网衣。
上述网眼的大小，只能够阻挡一般的海洋垃圾，并不能够很好的过滤微塑料，为了避免微塑料对养殖物的影响，在养殖网箱的内还设置有微塑料去除装置，该微塑料去除装置包括主体框架，主体框架的形状与养殖网箱的框架相同，并且向内偏置，其偏置的距离选择为0.5米-1米的范围。并且其中，主体框架设置到水面以下，其离水面的距离为0.5米-1米。在主体框架的圆周上均匀设置有多个过滤口，上述过滤口上设置有筛网，筛网的网眼大小约为5毫米。其中多个过滤口沿着主体框架的管具有轴向长度，其中每个安装管的多个过滤口的轴向的长度总计在主体框架的安装管的长度的一半以上。
在上述主体框架向水面延伸的方向，均匀设置有竖直的支撑架，支撑架从主体框架往水面以上延伸，并且，上述延伸部的端部在水面以上，超出水面约0.3米。该支撑架上端部连接有浮箱，具体的，通过连接装置连接到浮箱的侧部，如，通过焊接、螺栓、卡箍等。支撑架上设置有微塑料收集安装口，其用于接受并固定安装微塑料收集罐，从而将微塑料收集罐安装到支撑架的内部，从而收集进入收集罐内部的塑料颗粒。该微塑料收集装置具有卡接结构，当收集罐中微塑料颗粒满时，便于收集罐的更换。在上述微塑料收集装置的下部设置有可更换的收集盖，收集盖上设置有朝向收集罐内部的多个小筒，上述小筒的孔径约为5mm；在微塑料收集装置的上部设置有端部筛网，端部筛网的网眼小于2mm。上述圆筒也可设置成锥形孔，锥形孔的小孔朝上，小孔的孔径约为5mm；锥形孔可以通过冲下支撑，能够大幅的提高生产效率。
在主体框架上设置有辐架，该辐架从主体框架的周部沿着径向向内延伸，并具有端部，其中辐架的数量为3个以上。上述辐架通过圆形的内框架固定连接。在辐架上同样设置有多个过滤口，多个过滤口的总长度也超过辐架的长度的一半。内框架的径向内部均为开口，即径向剖面为圆弧形；开口上罩设有滤网，滤网的网眼大小约为5mm。内框架的进行内部也可以设置成多个过滤口。
主体框架、支撑框架、辐架以及内框架均为圆管，并且主体框架、支撑框架、辐架以及内框架均通过管道接头连接，从而保证内部联通。
浮箱的上部设置有安装平台，在安装平台上固定设置有抽水泵，上述抽水泵与支撑架的端部连接。本发明还设置有电源组件，电源组件包括电池，并且接入电网；优先通过电池供电，为了节约能源，在每个浮箱的上部还可以设置有太阳能电池板，优选的，在养殖网箱上也可设置太阳能电池板。所有的太阳能电池板均与电源组件中连接，用于给电源组件中的电池充电，电源组件通过电缆与抽水泵连接，用于给抽水泵供电。
附图说明
附图1为本发明的组装示意图；
附图2为本发明主体框架的结构示意图；
附图3为本发明微塑料收集装置的结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，附图仅用于方便理解本发明，其并不限制本发明的保护范围。
附图1示出了一种去除水体中微塑料颗粒的装置100，该去除水体中微塑料颗粒的装置100放置到养殖网箱中，用于去除养殖网箱中的微塑料颗粒，降低微塑料颗粒的浓度，从而避免较高浓度的微塑料颗粒对养殖物的影响。根据养殖网箱的实际的结构，设置该装置100的主体框架的形状；如附图1示出的去除水体中微塑料颗粒的装置100，其具有方形的主体框架120，该装置100用于方形的养殖箱，其具有方形的主体框架120，主体框架120放置到水面以下，其离水面的距离为0.5米-1米。本发明的主体框架120并不仅限于方形，其根据实际的网箱结构可以设置成圆形、长方形或者八边形等。
其中，为了使主体框架120的制造和安装的简单，从而将主体框架120设置成通过标准钢管和管道接头连接而成，主体框架120具有多个相同长度的钢管。附图2示出了主体框架120的一根钢管，在该钢管的轴向方向设置有多个过滤口121，上述过滤口121上固定设置有筛网(附图中未示出)，筛网的网眼大小约为5毫米。上述多个过滤口121在轴向上的长度均相等，并且其中，多个过滤口121的轴向的长度的总和，在该钢管长度的一半以上。
在主体框架120的向水面延伸的方向上，均匀设置有竖直的支撑架130，支撑架130从主体框架120延伸到水面以上，上述支撑架130延伸到水面的端部超出水面约0.3米。该支撑架130上端部连接有浮箱110；具体的，该支撑架130通过连接装置连接到浮箱110的侧部，如图1所示，该支撑架130通过卡箍固定浮箱110上。和主体框架120相同的是，支撑架130也是通过标准钢管制成。
其中，由附图3所示，在支撑架130上设置有微塑料收集罐安装口131，其用于可拆卸的安装微塑料收集罐132，并通过固定机构，如卡扣将微塑料收集罐132安装到支撑架130的内部，该微塑料收集罐132用于收集进入的塑料颗粒。通过卡扣结构可以方便微塑料收集罐132的更换。在上述微塑料收集罐130上端部设置有端部筛网133，其中，端部筛网133与收集罐130一体的设置，其中端部筛网133上的网眼小于2mm；进一步的，在收集罐132的下部设置有收集盖134，收集盖134，收集盖134上设置有向收集罐内突出的多个小筒，其中，小筒的内径约为5mm。当然，为了提高制造效率，上述小筒也可以设置成锥形筒，所述锥形筒的小孔位于收集罐的内部，小孔的直径约为5mm，上述锥形筒也可以通过冲压形成。上述小筒或者锥形筒的设置，能够防止微塑料从收集罐132中从小筒或者锥形筒中漏出。
进一步的，在主体框架120上设置有辐架140，该辐架140从主体框架120的周部沿着径向向内延伸，并具有内端部，其中辐架的数量为4个。上述辐架140的内端部通过圆形的内框架150固定连接。在辐架140上同样设置有多个过滤口，和主体框架120相同的是，辐架140上的多个过滤口的总长度也超过辐架的长度的一半。内框架150的径向内部为全开口，即，内框架150的纵向截面的形状为户弧形，开口上罩设有滤网。滤网的网眼大小约为5mm。内框架150的径向内部也可以同主体框架120的过滤结构相同，即在整个圆周上均匀设置多个过滤口，过滤口的总长在内框架150周长的一半以上。
为了便于组装，降低成本，从而将主体框架120、支撑架130、辐架140以及内框架150均设置为标准圆管，并且主体框架120、支撑框架130、辐架140以及内框架150均通过标准管接头连接，保证管道内部联通。
由附图1所示，浮箱110的上部设置有安装平台，在安装平台上固定设置有抽水泵160，上述抽水泵160与支撑架130的端部连通。每个平台上均设置由抽水泵160；进一步的，还设置有微塑料浓度检测装置以及控制装置，其中控制装置用于控制抽水泵的运行，其中控制装置通过检测装置检测到的浓度来控制水泵的开关时间，或者控制部分水泵的运行。
本发明还设置有电源组件，电源组件包括电池，并且接入电网；优先通过电池供电，为了节约能源，在每个浮箱的上部还可以设置有太阳能电池板，优选的，在养殖网箱上也可设置太阳能电池板。所有的太阳能电池板均与电源组件连接，用于给电源组件中的电池充电，电源组件通过电缆与抽水泵连接，用于给抽水泵供电。
本发明的工作原理：在微塑料浓度检测装置检测到养殖水体中微塑料的浓度达到阈值时，控制装置控制抽水泵工作，水流沿着主体框架120、辐架140以及内框架150上的滤口穿过支撑支架130，并从水泵的排水侧排出，水流中的微塑料在通过收集罐132时被储存在里面，当收集罐132中的微塑料收集满时，可直接通过更换收集罐。当微塑了的浓度下降时，控制装置可控制关闭部分抽水泵，降低损耗。本发明的去除水体中微塑料颗粒的装置，生产简单，组装方便，并且能耗低，去除效果好；通过收集罐的可更换设置，能够方便工人操作。
本发明应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
附图标记说明：
100：去除水体中微塑料颗粒的装置；
110：浮箱；
120：主体框架；
130：支撑支架；
140：辐架；
150：内框架；
160：水泵；
121：过滤口；
131：安装口；
132：微塑料收集罐；
133：端部筛网；
134：收集盖。
