一種用于水體修復(fù)的多功能太陽(yáng)能船及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于水體環(huán)境修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于水體修復(fù)的多功能太陽(yáng)能 船及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著城市化進(jìn)程的加快和工業(yè)化程度的提高，水污染程度日益加劇，許多水體如 城市河流、湖泊、水庫(kù)出現(xiàn)季節(jié)性或終年黑臭現(xiàn)象等嚴(yán)重問(wèn)題，進(jìn)行水體修復(fù)刻不容緩。曝 氣復(fù)氧技術(shù)是水體治理的重要手段之一，通過(guò)曝氣復(fù)氧，增強(qiáng)水體的自?xún)艄δ埽罱K達(dá)到消 除黑臭污染的目的。
[0003] 傳統(tǒng)技術(shù)一般采取人工曝氣復(fù)氧措施，存在高能耗及運(yùn)行管理不便等問(wèn)題，實(shí)際 上難以持續(xù)運(yùn)行，處理范圍也有一定限制，因而曝氣方式和曝氣設(shè)備的改進(jìn)對(duì)受污染水體 的治理具有重要意義。近年來(lái)有工程技術(shù)人員采用太陽(yáng)能作為綠色能源來(lái)給曝氣設(shè)備供 能，但此類(lèi)專(zhuān)利大多是固定曝氣裝置，難以移動(dòng)，對(duì)于范圍較大或流動(dòng)性不大的水體，無(wú)法 保證水體供氧。為解決這個(gè)問(wèn)題，部分學(xué)者已研制出了凈化船和曝氣船，通過(guò)充氧與船的巡 航對(duì)大面積的水體進(jìn)行處理，這些船體一般采用柴油作為能源，也有極少部分采用太陽(yáng)能 作為能源（太陽(yáng)能曝氣船）。雖然相關(guān)專(zhuān)利考慮到了能耗問(wèn)題，但大面積的太陽(yáng)能板與電池 占據(jù)了船體空間，導(dǎo)致水體曝氣處理裝置不足，只具備單一的垃圾收集功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于，解決上述現(xiàn)有裝置存在的不足，提供一種兼具景觀(guān)美化、垃圾 收集及水面監(jiān)控功能的用于水體修復(fù)的新型多功能太陽(yáng)能船。
[0005] 一種用于水體修復(fù)的多功能太陽(yáng)能船，所述多功能太陽(yáng)能船包括主船體和太陽(yáng)能 供電船塢；所述主船體由輕質(zhì)浮水結(jié)構(gòu)、船身和垃圾收集器組成，其中船身位于輕質(zhì)浮水結(jié) 構(gòu)上表面，垃圾收集器連接于輕質(zhì)浮水結(jié)構(gòu)正前方；所述主船體還包括太陽(yáng)能蓄電池，篩網(wǎng) 硬板，支撐桿，垃圾回收籃，曝氣增氧器，噴射推進(jìn)器，水泵，軟水管，噴嘴和生物飄帶；其中 所述太陽(yáng)能蓄電池位于船身上；所述水泵位于輕質(zhì)浮水結(jié)構(gòu)下底面，并通過(guò)軟水管與位于 輕質(zhì)浮水結(jié)構(gòu)上表面的噴嘴相連接；所述的曝氣增氧器和生物飄帶均位于輕質(zhì)浮水結(jié)構(gòu)下 底面；所述垃圾收集器由篩網(wǎng)硬板、支撐桿和垃圾回收籃組成，其中篩網(wǎng)硬板與垃圾回收籃 連接，且通過(guò)支撐桿支撐；所述增氧器，噴射推進(jìn)器和水泵分別通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與太陽(yáng)能蓄電池連 接；
[0006] 太陽(yáng)能船塢包括船塢主體、太陽(yáng)能棚和三級(jí)階梯式造流瀑布；其中所述三級(jí)階梯 式造流瀑布由腈綸棉，過(guò)濾棉，濾網(wǎng)，菌床和活性炭組成，按照水流先后順序，第一級(jí)階梯由 腈綸棉，過(guò)濾棉，濾網(wǎng)組成，第二級(jí)階梯由菌床組成，第三級(jí)階梯由活性炭組成；太陽(yáng)能棚位 于第一級(jí)階梯上方；所述船塢主體還包括一個(gè)以上的供電停靠區(qū)，所述供電?？繀^(qū)與造流 瀑布間隔布置，所述供電?？繀^(qū)設(shè)置有輸電線(xiàn)路區(qū)域和船體充電接口，供電?？繀^(qū)設(shè)置圍 護(hù)欄并供太陽(yáng)能船?？?。防止在無(wú)動(dòng)力狀態(tài)下船被水流帶離停靠區(qū)，同時(shí)停靠區(qū)作為太陽(yáng) 能船日常維護(hù)的地點(diǎn)，方便管理與維護(hù)。三級(jí)階梯式造流瀑布中第一級(jí)階梯可將水體中可 過(guò)濾的固體物質(zhì)進(jìn)行分離；第二級(jí)階梯將經(jīng)過(guò)一級(jí)處理后水體中的有機(jī)物，在菌種的分解 作用下分解為無(wú)機(jī)物，從而進(jìn)一步凈化水體；第三級(jí)階梯的作用是將經(jīng)過(guò)兩級(jí)處理后的水 體中的異色和異味吸附除去以及消毒。
[0007] 上述多功能太陽(yáng)能船中，所述主船體還包括全方位攝像頭，所述全方位攝像頭位 于太陽(yáng)能蓄電池上方。對(duì)水面進(jìn)行全方面實(shí)時(shí)監(jiān)控，可用于預(yù)警及救援。
[0008] 上述多功能太陽(yáng)能船中，所述曝氣復(fù)氧裝置包括曝氣增氧器、水泵、軟水管和噴 嘴；所述水泵的功率為2. 2?3. 5KW，水泵出口連接的軟水管延伸環(huán)繞船邊緣，軟水管上設(shè) 有一個(gè)以上的噴嘴，所述噴嘴間隔距離為50?80cm，分上下兩段，下半段與輕質(zhì)浮水結(jié)構(gòu) 所在平面垂直，上半段與輕質(zhì)浮水結(jié)構(gòu)所在平面之間的夾角為25?30°。
[0009] 上述多功能太陽(yáng)能船中，所述的生物飄帶的比表面積為100-200m2/m 3,通過(guò)支架與 水流垂向固定，每排間隔30?50mm ;所述曝氣增氧器在生物飄帶前方，與船的前進(jìn)方向一 致（多功能船的前進(jìn)方向前方）。
[0010] 上述多功能太陽(yáng)能船中，所述篩網(wǎng)硬板的孔徑尺寸為20?25mm，設(shè)置于船的前 方。
[0011] 上述多功能太陽(yáng)能船中，所述太陽(yáng)能棚包括太陽(yáng)能板和泄雨棚，設(shè)于船塢上方， 覆蓋部分水面，大電容與輸電線(xiàn)路設(shè)于船塢中。
[0012] 上述多功能太陽(yáng)能船中，各個(gè)供電?？繀^(qū)之間設(shè)置有圍護(hù)欄，供太陽(yáng)能船?？俊?br>[0013] 上述多功能太陽(yáng)能船中，所述三級(jí)階梯瀑布為三級(jí)水體凈化裝置，高度范圍3? 5m ;所述濾網(wǎng)的孔徑為12?16目。
[0014] 一種用于水體修復(fù)的多功能太陽(yáng)能船的使用方法，包括如下步驟：
[0015] (1)太陽(yáng)能蓄電池蓄好電后，帶動(dòng)噴射推進(jìn)器使船在水面運(yùn)動(dòng)；
[0016] (2)在船運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，水通過(guò)水泵的進(jìn)口管道由水泵抽入，經(jīng)過(guò)軟水管，從船側(cè)的 噴嘴斜向上噴出，呈拋物線(xiàn)落回水中；
[0017] (3)在船運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，曝氣增氧器給生物飄帶供氧，生物飄帶發(fā)揮微生物菌群的高 效凈化功能；
[0018] (4)在船運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，當(dāng)船接觸垃圾時(shí)，水流通過(guò)篩網(wǎng)硬板，垃圾因慣性附于篩網(wǎng) 硬板上，累積后進(jìn)入垃圾回收籃，垃圾將在船駛回?？繀^(qū)后統(tǒng)一處理；
[0019] (5)在船運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，全方位攝像頭對(duì)水面進(jìn)行監(jiān)控；
[0020] (6)當(dāng)船航行一段時(shí)間后返回船塢主體，在船體充電接口處為太陽(yáng)能蓄電池充電 以及船的日常維護(hù)；
[0021] (7)船塢在在整個(gè)過(guò)程中都在利用太陽(yáng)能對(duì)水體進(jìn)行凈化，同時(shí)將多余的電能儲(chǔ) 存在大電容中，為太陽(yáng)能船供電。
[0022] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果：
[0023] 1、本發(fā)明通過(guò)優(yōu)化船體結(jié)構(gòu)，設(shè)置獨(dú)立的太陽(yáng)能供電船塢，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電裝置與主 體的分離，從而有效利用船體空間，提高了曝氣復(fù)氧裝置的工作效率。
[0024] 2、本發(fā)明通過(guò)曝氣裝置，為生物飄帶凈化水體提供氧氣，實(shí)現(xiàn)了生態(tài)處理功能與 曝氣功能的耦合。
[0025] 3、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了水處理功能多樣化，兼具景觀(guān)美化、垃圾收集及水面監(jiān)控的功能。
[0026] 4、本發(fā)明中的生物飄帶、噴嘴參數(shù)對(duì)于太陽(yáng)能船的曝氣效果產(chǎn)生了關(guān)鍵性的影 響。
【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1為太陽(yáng)能船的俯視結(jié)構(gòu)圖；
[0028] 圖2為太陽(yáng)能船的側(cè)視結(jié)構(gòu)圖；
[0029] 圖3為三級(jí)階梯瀑布側(cè)視結(jié)構(gòu)圖；
[0030] 圖4為太陽(yáng)能棚的結(jié)構(gòu)圖；
[0031 ] 圖5太陽(yáng)能船塢的俯視結(jié)構(gòu)圖。
[0032] 其中，太陽(yáng)能蓄電池1、篩網(wǎng)硬板2、支撐桿3、垃圾回收籃4、曝氣增氧器5、全方位 攝像頭6、噴射推進(jìn)器7、船身8、水泵9,輕質(zhì)浮水結(jié)構(gòu)10、軟水管11、噴嘴12、生物飄帶13、 船塢主體14、腈綸棉15、過(guò)濾棉16、濾網(wǎng)17、輸電線(xiàn)路區(qū)域18、船體充電接口 19、菌床20、活 性炭21、太陽(yáng)能棚22、太陽(yáng)能板23、泄雨棚24。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地具體詳細(xì)描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不 限于此，對(duì)于未特別注明的工藝參數(shù)，可參照常規(guī)技術(shù)進(jìn)行。
[0034] 如圖1?圖5所示，本發(fā)明中一種用于水體修復(fù)的多功能太陽(yáng)能船，所述多功能太 陽(yáng)能船包括主船體和太陽(yáng)能供電船塢；所述主船體由輕質(zhì)浮水結(jié)構(gòu)10(由玻璃鋼纖維制備 而成）、船身8和垃圾收集器組成，其中船身8位于輕質(zhì)浮水結(jié)構(gòu)10上表面，垃圾收集器連 接于輕質(zhì)浮水結(jié)構(gòu)10正前方；所述主船體還包括太陽(yáng)能蓄電池1，篩網(wǎng)硬板2,支撐桿3,垃 圾回收籃4,曝氣增氧器5,噴射推進(jìn)器7,水泵9,軟水管11，噴嘴12和生物飄帶13 ;其中所 述太陽(yáng)能蓄電池1位于船身8上；所述水泵9位于輕質(zhì)浮水結(jié)構(gòu)10下底面，并通過(guò)軟水管 11與位于輕質(zhì)浮水結(jié)構(gòu)10上表面的噴嘴12相連接；所述的曝氣增氧器5和生物飄帶13均 位于輕質(zhì)浮水結(jié)構(gòu)10下底面；所述垃圾收集器由篩網(wǎng)硬板2、支撐桿3和垃圾回收籃4組 成，其中篩網(wǎng)硬板2與垃圾回收籃4連接，且通過(guò)支撐桿3支撐；所述增氧器5,噴射推進(jìn)器 7和水泵9分別通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與太陽(yáng)能蓄電池1連接；太陽(yáng)能船塢包括船塢主體