本發(fā)明屬于垃圾回收，尤其涉及一種海洋微塑料回收仿生水母裝置及其實現(xiàn)方法。

背景技術(shù)：

1、在當(dāng)今環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域，海洋微塑料污染已成為全球性的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。隨著塑料制品的廣泛使用和不當(dāng)處置，大量塑料垃圾進(jìn)入海洋環(huán)境，并在物理、化學(xué)和生物等多種因素作用下逐漸破碎形成微塑料。據(jù)相關(guān)研究表明，海洋中的微塑料分布廣泛，從近岸海域到大洋深處均有發(fā)現(xiàn)，其數(shù)量呈逐年上升趨勢，對海洋生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。

2、微塑料在海洋環(huán)境中的存在形式多樣，包括顆粒、纖維、薄膜等，其粒徑通常小于5?毫米，其中粒徑小于?500?微米的微塑料更是由于其微小尺寸而難以有效回收。這些微塑料能夠被海洋生物誤食，影響其消化系統(tǒng)功能，導(dǎo)致生長發(fā)育受阻、繁殖能力下降，甚至引發(fā)死亡。同時，微塑料還可能吸附海洋環(huán)境中的有害物質(zhì)，如重金屬、有機污染物等，隨著食物鏈的傳遞，最終可能進(jìn)入人體，對人類健康產(chǎn)生潛在風(fēng)險。

3、篩分技術(shù)作為一種傳統(tǒng)且有效的顆粒分離手段，在多個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。其基本原理是依據(jù)顆粒尺寸差異，通過具有特定孔徑的篩網(wǎng)對混合物進(jìn)行分離篩選。在工業(yè)生產(chǎn)中，篩分技術(shù)常用于礦物加工、糧食篩選、建筑材料分級等領(lǐng)域，能夠?qū)崿F(xiàn)不同粒徑顆粒的高效分離，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。在環(huán)保領(lǐng)域，篩分技術(shù)也被應(yīng)用于污水處理、垃圾處理等方面，對固體廢棄物的分離和回收發(fā)揮了重要作用。

4、然而，將篩分技術(shù)應(yīng)用于海洋微塑料分離回收時，面臨諸多技術(shù)難題。海洋環(huán)境復(fù)雜多變，海水具有腐蝕性、流動性強且含雜質(zhì)多等特點，對篩分設(shè)備的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性提出了更高要求。傳統(tǒng)篩分設(shè)備在處理海洋微塑料時，容易出現(xiàn)篩網(wǎng)堵塞問題，這是由于微塑料顆粒細(xì)小且表面性質(zhì)特殊，容易附著在篩網(wǎng)上，降低篩分效率，增加設(shè)備維護(hù)成本。此外，海洋微塑料來源廣泛、成分復(fù)雜，不同類型和粒徑的微塑料在海水中的分布不均勻，使得單一篩分技術(shù)難以實現(xiàn)高效、精準(zhǔn)的分離。

5、目前，現(xiàn)有海洋微塑料分離回收裝置存在諸多不足。部分裝置雖采用了篩分原理，但篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，無法有效適應(yīng)海洋微塑料的特性，導(dǎo)致對小粒徑微塑料的收集效率低下。同時，一些裝置在分離過程中未充分考慮微塑料的多樣性和復(fù)雜性，缺乏對不同粒徑微塑料的分級處理能力，影響了回收效果。另外，現(xiàn)有裝置在應(yīng)對海洋復(fù)雜環(huán)境時，設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性不足，容易出現(xiàn)故障，維護(hù)成本較高。而且，在大規(guī)模海洋微塑料回收作業(yè)中，現(xiàn)有裝置的處理能力有限，難以滿足實際需求。

6、綜上所述，鑒于海洋微塑料污染的嚴(yán)重性以及現(xiàn)有技術(shù)在海洋微塑料分離回收方面的局限性，迫切需要研發(fā)一種基于篩分技術(shù)的高效、可靠且適應(yīng)海洋環(huán)境的海洋微塑料分離裝置，以提高微塑料回收效率，減少海洋微塑料污染，保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境和人類健康。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種海洋微塑料回收仿生水母裝置及其實現(xiàn)方法。

2、本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，第一方面，本發(fā)明提供一種海洋微塑料回收仿生水母裝置，包括仿生水母殼體、多級分離組件、集成控制模塊、動力推進(jìn)組件；

3、作為優(yōu)選，所述仿生水母殼體包括仿生水母傘蓋、多根仿生水母觸手；每根仿生水母觸手內(nèi)部設(shè)有一導(dǎo)流管道；所述導(dǎo)流管道的一端位于仿生水母觸手的底端，且設(shè)有第一分離篩網(wǎng)，另一端與多級分離組件的進(jìn)水口連通；

4、作為優(yōu)選，所述導(dǎo)流管道內(nèi)設(shè)有一水泵；

5、所述多級分離組件包括微塑料分離模塊、收集腔室、電吸附分離模塊、第二分離篩網(wǎng)；

6、所述微塑料分離模塊包括外殼體、過濾器、外刮水器、內(nèi)刮水器，所述過濾器設(shè)置在所述外殼體內(nèi)部；所述內(nèi)刮水器設(shè)置在過濾器內(nèi)部；所述外刮水器設(shè)置在過濾器與所述外殼體間；其中，所述過濾器通過第一電機驅(qū)動，可進(jìn)行正向或反向旋轉(zhuǎn)；

7、作為優(yōu)選，所述內(nèi)刮水器、外刮水器各自獨立包括呈向下螺旋的導(dǎo)流刮片；外刮水器的導(dǎo)流刮片邊緣與內(nèi)刮水器的導(dǎo)流刮片邊緣在旋轉(zhuǎn)方向上存在偏移，優(yōu)選偏移角度為1°-?30°。

8、作為優(yōu)選，所述收集腔室的底部采用可拆卸結(jié)構(gòu)。

9、作為優(yōu)選，所述過濾器的上端作為進(jìn)水口，下端作為出水口，其側(cè)壁設(shè)有多個過濾孔。

10、所述收集腔室與所述外刮水器的下端連通；

11、所述電吸附分離模塊的進(jìn)水口與所述內(nèi)刮水器的下端連通；

12、所述第二分離篩網(wǎng)位于所述電吸附分離模塊的出水口。

13、作為優(yōu)選，所述電吸附分離模塊包括電吸附外殼、至少一個負(fù)極導(dǎo)電金屬、至少一個正極導(dǎo)電金屬、隔電層、多個電吸附濾芯；所述隔電層位于電吸附外殼內(nèi)，且所述隔電層與電吸附外殼間分布有至少一個負(fù)極導(dǎo)電金屬、至少一個正極導(dǎo)電金屬；所述多個電吸附濾芯設(shè)置在所述隔電層內(nèi)部，且相鄰電吸附濾芯間存在間隙層，所述間隙層形成所述電吸附濾芯的過顆粒通道；所述過顆粒通道的一端朝向所述電吸附濾芯的進(jìn)水口，另一端朝向所述電吸附濾芯的出水口。

14、每個電吸附濾芯包括正極片、負(fù)極片，以及位于正極片、負(fù)極片間的絕緣層；相鄰電吸附濾芯靠近間隙層的電極片的極性相反；

15、第二分離篩網(wǎng)位于所述電吸附分離模塊的出水口。

16、所述集成控制模塊用于控制水泵、第一電機、第二電機；

17、所述動力推進(jìn)組件包括內(nèi)固定架、外固定架、連接桿、第二電機、螺旋槳；所述內(nèi)固定架設(shè)置在所述外固定架的內(nèi)部，用于固定多根仿生水母觸手；所述仿生水母觸手通過所述連接桿與所述內(nèi)固定架固定；所述連接桿上設(shè)置有螺旋槳；所述電機用于驅(qū)動螺旋槳。

18、第二方面，本發(fā)明提供基于上述仿生水母裝置的海洋微塑料回收方法，包括以下步驟：

19、步驟一、根據(jù)預(yù)設(shè)的規(guī)劃路線，通過集成控制模塊控制動力推進(jìn)組件實現(xiàn)仿生水母裝置在海面上的行進(jìn)。

20、步驟二、水流通過第一分離篩網(wǎng)進(jìn)入導(dǎo)流管道，此時大顆粒有機物雜質(zhì)被攔截在第一分離篩網(wǎng)外，未被過濾的微塑料顆粒跟隨水流經(jīng)導(dǎo)流管道進(jìn)入所述多級分離組件；

21、步驟三、多級分離組件對水流內(nèi)的雜質(zhì)進(jìn)行多級分離：

22、水流從微塑料分離模塊進(jìn)水口進(jìn)入至外刮水器，經(jīng)旋流壓作用經(jīng)過濾器的過濾孔進(jìn)入內(nèi)刮水器；內(nèi)刮水器上的水流最終流入至電吸附分離模塊，被過濾器分離出的大粒徑微塑料經(jīng)外刮水器的導(dǎo)流刮片進(jìn)入收集腔室；

23、進(jìn)入電吸附分離模塊的水流經(jīng)各電吸附濾芯的間隙層，在電場力作用下，微塑料顆粒被吸附在各吸附芯片的間隙層以及負(fù)極片上；

24、經(jīng)電吸附分離后的水流最后經(jīng)分離濾網(wǎng)過濾后流出。

25、本發(fā)明的有益效果是：

26、本發(fā)明采用多級分離組件協(xié)同運作，微塑料分離模塊中，過濾器可正反旋，內(nèi)、外刮水器獨特設(shè)計防堵塞且助力分離，特殊結(jié)構(gòu)延長微塑料旋流時長，有效提升分離效能，確保小于?500?微米微塑料順利進(jìn)入電吸附模塊二次處理；第一分離篩網(wǎng)弧形優(yōu)化，精準(zhǔn)攔截大顆粒有機物雜質(zhì)，保障微塑料后續(xù)處理流程順暢，極大提高整體分離效率與精度。

27、本發(fā)明過濾器內(nèi)部內(nèi)刮水器采用的導(dǎo)流刮片呈向下螺旋至過濾器的出水口，水流在螺旋運動過程中能夠?qū)ㄔ谶^濾器過濾孔中的微塑料和雜物施加壓力，使其松動脫落，也能夠拉長水流的流動路徑，提高后續(xù)海水與電吸附濾芯的停留時間。外刮水器采用的導(dǎo)流刮片呈向下螺旋環(huán)繞在過濾器外部，且與內(nèi)刮水器導(dǎo)流刮片邊緣在旋轉(zhuǎn)方向上存在偏移。當(dāng)過濾器旋轉(zhuǎn)時，外刮水器導(dǎo)流刮片邊緣能撞擊并清除過濾器過濾孔的殘留雜質(zhì)。二者協(xié)同作業(yè)，有效解決了傳統(tǒng)篩分設(shè)備篩網(wǎng)易堵塞的難題，避免因堵塞降低篩分效率、增加維護(hù)成本，確保裝置可持續(xù)穩(wěn)定運行。

28、（2）本發(fā)明電吸附濾芯利用電場吸附微塑料，電極不易堵塞，保證持續(xù)高效吸附；可拆卸式設(shè)計簡化收集流程，便于微塑料分離及濾芯循環(huán)使用，環(huán)保且經(jīng)濟(jì)。

29、（3）本發(fā)明采用仿生水母殼體提升裝置適應(yīng)性與穩(wěn)定性；集成控制模塊實現(xiàn)智能控制，優(yōu)化運行；動力推進(jìn)組件確保穩(wěn)定行進(jìn)，依規(guī)劃路線高效作業(yè)，有效擴大回收范圍與提高效率，兼具環(huán)保與實用價值。