江南大学丁剑楠获国家专利权
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龙图腾网获悉江南大学申请的专利一种自动提取大量水体中微塑料纤维的装置及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116282718B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-23发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310310527.3,技术领域涉及:G01N15/00;该发明授权一种自动提取大量水体中微塑料纤维的装置及方法是由丁剑楠;徐健云;邹华;张云;刘国帅;李祎飞;田文青;徐慧设计研发完成,并于2023-03-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种自动提取大量水体中微塑料纤维的装置及方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种自动提取大量水体中微塑料纤维的装置及方法,属于微塑料提取技术领域。该装置包括过滤筒以及设置于过滤筒外侧的自动感应清理机构,过滤筒内自上而下依次设置有进水口、若干个微孔网以及排水口,若干个微孔网网孔的孔径自上而下依次减小;自动感应清理机构包括旋转总杆、连接绳和刮蹭层,旋转总杆通过连接绳连接有钢丝辊,旋转总杆旋转并通过连接绳带动钢丝辊移动,过滤筒与自动感应清理机构之间设置有双向开合门。本发明能够在实时感应、自动清理堵塞、分离大量水体中微塑料纤维的同时,还能将大量微塑料纤维按尺寸分区,得到其尺寸分布规律,并且每层筛滤都可根据实际情况进行调节,更加适用于大量水体中微塑料纤维的分离。
本发明授权一种自动提取大量水体中微塑料纤维的装置及方法在权利要求书中公布了:1.一种自动提取大量水体中微塑料纤维的方法,其特征在于,应用了一种自动提取大量水体中微塑料纤维的装置; 所述装置包括过滤筒(13)以及设置于所述过滤筒(13)外侧的自动感应清理机构(14),所述过滤筒(13)内自上而下依次设置有进水口(1)、若干个微孔网以及排水口(12),若干个所述微孔网网孔的孔径自上而下依次减小;所述自动感应清理机构(14)包括旋转总杆(15)、连接绳(16)和刮蹭层(17),所述旋转总杆(15)通过连接绳(16)连接有钢丝辊(4),旋转总杆(15)旋转并通过所述连接绳(16)带动所述钢丝辊(4)移动,所述过滤筒(13)与所述自动感应清理机构(14)之间设置有双向开合门(3);所述钢丝辊(4)穿过所述双向开合门(3)进入到所述过滤筒(13)内并在所述微孔网上移动,以清理所述微孔网上的微塑料纤维;所述钢丝辊(4)穿过所述双向开合门(3)进入到所述自动感应清理机构(14)内并在所述刮蹭层(17)上移动,以刮蹭所述钢丝辊(4)上附着的微塑料纤维; 所述自动感应清理机构(14)包括内壁(29)和外壁(24),所述内壁(29)与过滤筒(13)相贴合,所述旋转总杆(15)位于内壁(29)和外壁(24)之间,所述内壁(29)和外壁(24)之间形成有若干个收集空间(27),所述收集空间(27)的上端为开口结构,下端设置有滤膜(20),所述刮蹭层(17)设置于所述收集空间(27)一侧的外壁(24)上,所述双向开合门(3)设置于所述收集空间(27)另一侧的内壁(29)上; 所述内壁(29)和外壁(24)之间设置有若干个容纳腔(26),所述容纳腔(26)位于收集空间(27)的下方,所述滤膜(20)位于所述容纳腔(26)的上端面,所述容纳腔(26)的一侧开设有接入口(25),所述接入口(25)内设置有管道(18),所述管道(18)的一端伸入至所述滤膜(20)的下方,管道(18)的另一端连接有抽气泵(19),抽气泵(19)进行抽气,气流从收集空间(27)的上端开口流向滤膜(20)的过程中,带动刮蹭到刮蹭层(17)上的微塑料纤维下落并收集到滤膜(20)上; 所述容纳腔(26)内设置有出水管(22),所述出水管(22)的一端位于滤膜(20)的下方,另一端穿过所述外壁(24)伸向外壁(24)外,微塑料纤维被滤膜(20)截留到滤膜(20)的上方,废水经滤膜(20)下方的出水管(22)排出; 所述容纳腔(26)的一侧还设置有旋钮(21),所述容纳腔(26)可拆卸地连接于所述内壁(29)和外壁(24)之间,通过旋钮(21)将容纳腔(26)抽出; 所述微孔网通过弹簧卡槽(2)可拆卸地固定在所述过滤筒(13)的内壁上,若干个所述微孔网包括第一微孔网(6)、第二微孔网(7)、第三微孔网(8)和第四微孔网(9),所述第一微孔网(6)、第二微孔网(7)、第三微孔网(8)和第四微孔网(9)自上而下依次布置且网孔的孔径自上而下依次减小;每个所述微孔网的下方均设置有水压检测器(5); 所述过滤筒(13)内还设置有生物炭吸附层(10),所述生物炭吸附层(10)位于第四微孔网(9)与排水口(12)之间,生物炭吸附层(10)通过固定旋钮(11)固定在所述过滤筒(13)的内壁上,所述固定旋钮(11)设置于所述过滤筒(13)的外壁上; 所述容纳腔(26)以及位于其下方的收集空间(27)之间设置有中空隔层(28),所述中空隔层(28)位于内壁(29)和外壁(24)之间,中空隔层(28)的一侧为开口结构; 所述双向开合门(3)的形状为圆片状,双向开合门(3)的截面积大于钢丝辊(4)的截面积,以使得所述钢丝辊(4)能够穿过所述双向开合门(3);所述自动感应清理机构(14)还包括电路总开关(23),所述旋转总杆(15)连接有驱动机构,所述驱动机构用于驱动旋转总杆(15)旋转,所述电路总开关(23)与驱动机构连接,电路总开关(23)用于控制驱动机构的开关; 所述方法包括以下步骤: (1)、在进水口(1)加入采集到的家庭洗涤废水,废水进入进水口(1)后依次通过若干个微孔网和生物炭吸附层(10)过滤处理,处理后所含成分杂质较少的家庭洗涤废水通过排水口(12)排出; (2)、微塑料纤维的自动感应清理;正常过滤状态下:水压检测器(5)检测到持续水压时,钢丝辊(4)在自动感应清理机构(14)内处于静止状态;过滤堵塞或过滤结束状态下:水压检测器(5)持续1min感应不到水压,此时微孔网被大量洗涤废水中的微塑料纤维堵塞或过滤已结束,将钢丝辊(4)穿过双向开合门(3)进入到过滤筒(13)内,旋转总杆(15)旋转并通过连接绳(16)带动钢丝辊(4)在微孔网上移动以自动清理并收集微孔网上的微塑料纤维,直到水压检测器(5)能再次检测到持续水压时,将钢丝辊(4)穿过双向开合门(3)进入到自动感应清理机构(14)的收集空间(27)内,旋转总杆(15)旋转并通过连接绳(16)带动钢丝辊(4)在刮蹭层(17)上移动,以刮蹭钢丝辊(4)上附着的微塑料纤维直至家庭洗涤废水过滤结束; (3)、微塑料纤维的表征;分区提取收集结束后,控制抽气泵(19)开始抽滤,气流从收集空间(27)的上端开口流向滤膜(20)的过程中,带动刮蹭到刮蹭层(17)上的微塑料纤维下落并收集到滤膜(20)上,结束后各区域的微塑料纤维集中在滤膜(20)表面,由旋钮(21)取出滤膜(20),多余废水通过出水管(22)排出;将取出的滤膜(20)放置在体视显微镜下放大80倍观察;将滤膜(20)放置于扫描电子显微镜下观察形貌,加速电压为4kV,放大倍数为500; (4)、微塑料纤维的定性;使用傅立叶变换显微红外光谱仪分析滤膜(20)上的微塑料纤维,扫描范围为4000-700cm-1,扫描次数为16,光谱分辨率为4cm-1,采集样品的红外光谱,检索分析特征光谱确定微塑料种类; (5)、微塑料纤维的尺寸统计;将不同尺寸区域编号为a、b、c、d,初始条件下分别对应的微塑料纤维尺寸为5~1.5mm、1.5~0.5mm、0.5~0.1mm、0.1~0.05mm;利用软件ImageJ对不同区域滤膜(20)上的微塑料纤维进行统计分析,得出微塑料纤维在洗涤废水中的尺寸分布规律。
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