[發明專利]一種針對近海水域的固液污染物一體清理裝置及其清理方法

有效

• 申請號: 202010123206.9
• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN111254896B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 張彥;杜鵬;何潤華;談曉龍
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: E02B15/10
• 分類號: E02B15/10;B63B35/32;G01N33/18;C02F9/14;C02F103/08;C02F101/30;C02F101/10
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王杰

1.一種針對近海水域的固液污染物一體收集方法，其特征在于，該方法采用固液污染物一體清理裝置進行，所述固液污染物一體清理裝置包括船體和固液污染物一體清理系統；所述船體采用雙體船結構，包括兩個片體、連接兩個片體的甲板橋、設置于船體兩側的軟管；所述固液污染物一體清理系統包括漂浮垃圾收集裝置和污水清理裝置；所述漂浮垃圾收集裝置有多個，對稱設置于船體兩側的軟管上，每個漂浮垃圾收集裝置包括桶外殼和安裝于所述桶外殼內的回收簍，所述桶外殼下端與所述軟管連通；所述污水清理裝置位于甲板橋的下方，包括依次相連的污水匯集箱、污水反應箱、CCAS反應箱、水質檢測箱、污水收集箱，所述污水匯集箱與所述軟管連通，經所述漂浮垃圾收集裝置過濾后的水通過所述軟管進入污水匯集箱內，所述污水反應箱內裝有活性污泥，所述CCAS反應箱為連續循環曝氣系統反應箱，CCAS反應箱內置有MBR膜生物反應器，所述水質檢測箱內設有水質檢測裝置；

該方法包括以下步驟：

S1，固液污染物一體清理裝置收到開始作業信號，電荷耦合相機開始收集前方海域的圖片信息并將圖片進行處理，將漂浮物的位置、體積信息傳送至微型計算機；同時，污水監測裝置對作業水域的BOD、COD和氨氮含量進行實時監測，將信息傳送至微型計算機；微型計算機接受信息后，確定污染類型并控制裝置進行自主清理；

S2，清理工作開始時，在電荷耦合相機的指引下，由船尾的中型推進器提供動力向目標水域前進，行進目標水域附近，中型推進器停止工作，位于漂浮垃圾收集裝置的小型推進器工作，帶動漂浮垃圾收集裝置對目標水域進行清理，通過水泵產生負壓，將裝置附近的水及垃圾吸入漂浮垃圾收集裝置內，中大型漂浮垃圾經第一級清理，留在漂浮垃圾收集裝置的回收簍內，經過第一級清理后的污水經機械格柵二次過濾進入污水清理裝置，存儲于污水匯集箱；

S3，進行第二級清理時，污水匯集箱內的污水首先進入污水反應箱，經一段時間反應后，進入CCAS反應箱進行主反應，主反應進行時，污水在水泵作用下依照“曝氣、閑置、沉淀、排水”的程序周期運行，使污水在“好氧-缺氧”的反復中完成去碳、脫氮，和在“好氧-厭氧”的反復中完成除磷、降解有機物及懸浮物功能，清理后的水進入水質檢測箱中，如果水質檢測合格，則直接排放；如果不符合排放標準，則進入污水收集箱中收集；

S4，當位于污水反應箱處的第二壓力傳感器達到臨界值時，所有漂浮垃圾收集裝置停止工作；當位于所有回收簍處的第一壓力傳感器達到臨界值時，整個清理裝置停止工作，本次清理工作完成，無人船返航。

2.根據權利要求1所述的針對近海水域的固液污染物一體收集方法，其特征在于，所述固液污染物一體清理裝置還包括動力系統，所述動力系統包括兩個小型推進器和一個中型推進器，兩個小型推進器安裝于與軟管末端相連的漂浮垃圾收集裝置上，用于推進漂浮垃圾收集裝置運動，擴大清漂范圍；一個中型推進器位于船體尾部，用于給船體提供動力。

3.根據權利要求1所述的針對近海水域的固液污染物一體收集方法，其特征在于，所述固液污染物一體清理裝置還包括自主控制系統，所述自主控制系統包括安裝于所述甲板橋上的微型計算機，所述水質檢測裝置與所述微型計算機相連。

4.根據權利要求3所述的針對近海水域的固液污染物一體收集方法，其特征在于，所述固液污染物一體清理裝置還包括圖像獲取裝置，所述圖像獲取裝置包括電荷耦合相機、電動兩自由度云臺，所述電動兩自由度云臺安裝于所述甲板橋的前端，所述電荷耦合相機安裝于所述電動兩自由度云臺上，所述電荷耦合相機和電動兩自由度云臺均與所述微型計算機相連。

5.根據權利要求3所述的針對近海水域的固液污染物一體收集方法，其特征在于，所述固液污染物一體清理裝置還包括污水監測裝置，所述污水監測裝置設于所述船體前端底部，所述污水監測裝置與所述微型計算機相連。

6.根據權利要求3所述的針對近海水域的固液污染物一體收集方法，其特征在于，所述回收簍的底端安裝有第一壓力傳感器，所述第一壓力傳感器與所述微型計算機相連。