本发明专利技术公开了一种用于水体修复的多功能太阳能船及其使用方法。所述多功能太阳能船包括主船体和太阳能供电船坞；所述主船体由轻质浮水结构、船身和垃圾收集器组成，其中船身位于轻质浮水结构上表面，垃圾收集器连接于轻质浮水结构正前方。太阳能船坞包括船坞主体、太阳能棚和三级阶梯式造流瀑布。本发明专利技术中独立的太阳能供电船坞,实现发电装置与主体的分离,从而有效利用船体空间，为实现功能多样化打下基础。生态处理功能与曝气功能的耦合：通过曝气装置，为生物飘带提供氧气，提高其处理效果。本发明专利技术兼具景观美化、垃圾收集及水面监控的功能：位于船头的垃圾收集器，可以自动收集水面垃圾，驾驶室顶部的全方位摄像头用于水面实时监控。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水体环境修复
，特别涉及一种用于水体修复的多功能太阳能 船及其使用方法。
技术介绍
随着城市化进程的加快和工业化程度的提高，水污染程度日益加剧，许多水体如 城市河流、湖泊、水库出现季节性或终年黑臭现象等严重问题，进行水体修复刻不容缓。曝 气复氧技术是水体治理的重要手段之一，通过曝气复氧，增强水体的自净功能，最终达到消 除黑臭污染的目的。 传统技术一般采取人工曝气复氧措施，存在高能耗及运行管理不便等问题，实际 上难以持续运行，处理范围也有一定限制，因而曝气方式和曝气设备的改进对受污染水体 的治理具有重要意义。近年来有工程技术人员采用太阳能作为绿色能源来给曝气设备供 能，但此类专利大多是固定曝气装置，难以移动，对于范围较大或流动性不大的水体，无法 保证水体供氧。为解决这个问题，部分学者已研制出了净化船和曝气船，通过充氧与船的巡 航对大面积的水体进行处理，这些船体一般采用柴油作为能源，也有极少部分采用太阳能 作为能源（太阳能曝气船）。虽然相关专利考虑到了能耗问题，但大面积的太阳能板与电池 占据了船体空间，导致水体曝气处理装置不足，只具备单一的垃圾收集功能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，解决上述现有装置存在的不足，提供一种兼具景观美化、垃圾 收集及水面监控功能的用于水体修复的新型多功能太阳能船。 一种用于水体修复的多功能太阳能船，所述多功能太阳能船包括主船体和太阳能 供电船坞；所述主船体由轻质浮水结构、船身和垃圾收集器组成，其中船身位于轻质浮水结 构上表面，垃圾收集器连接于轻质浮水结构正前方；所述主船体还包括太阳能蓄电池，筛网 硬板，支撑杆，垃圾回收篮，曝气增氧器，喷射推进器，水泵，软水管，喷嘴和生物飘带；其中 所述太阳能蓄电池位于船身上；所述水泵位于轻质浮水结构下底面，并通过软水管与位于 轻质浮水结构上表面的喷嘴相连接；所述的曝气增氧器和生物飘带均位于轻质浮水结构下 底面；所述垃圾收集器由筛网硬板、支撑杆和垃圾回收篮组成，其中筛网硬板与垃圾回收篮 连接，且通过支撑杆支撑；所述增氧器，喷射推进器和水泵分别通过导线与太阳能蓄电池连 接； 太阳能船坞包括船坞主体、太阳能棚和三级阶梯式造流瀑布；其中所述三级阶梯 式造流瀑布由腈纶棉，过滤棉，滤网，菌床和活性炭组成，按照水流先后顺序，第一级阶梯由 腈纶棉，过滤棉，滤网组成，第二级阶梯由菌床组成，第三级阶梯由活性炭组成；太阳能棚位 于第一级阶梯上方；所述船坞主体还包括一个以上的供电停靠区，所述供电停靠区与造流 瀑布间隔布置，所述供电停靠区设置有输电线路区域和船体充电接口，供电停靠区设置围 护栏并供太阳能船停靠。防止在无动力状态下船被水流带离停靠区，同时停靠区作为太阳 能船日常维护的地点，方便管理与维护。三级阶梯式造流瀑布中第一级阶梯可将水体中可 过滤的固体物质进行分离；第二级阶梯将经过一级处理后水体中的有机物，在菌种的分解 作用下分解为无机物，从而进一步净化水体；第三级阶梯的作用是将经过两级处理后的水 体中的异色和异味吸附除去以及消毒。 上述多功能太阳能船中，所述主船体还包括全方位摄像头，所述全方位摄像头位 于太阳能蓄电池上方。对水面进行全方面实时监控，可用于预警及救援。 上述多功能太阳能船中，所述曝气复氧装置包括曝气增氧器、水泵、软水管和喷 嘴；所述水泵的功率为2. 2?3. 5KW，水泵出口连接的软水管延伸环绕船边缘，软水管上设 有一个以上的喷嘴，所述喷嘴间隔距离为50?80cm，分上下两段，下半段与轻质浮水结构 所在平面垂直，上半段与轻质浮水结构所在平面之间的夹角为25?30°。 上述多功能太阳能船中，所述的生物飘带的比表面积为100-200m2/m 3,通过支架与 水流垂向固定，每排间隔30?50mm ;所述曝气增氧器在生物飘带前方，与船的前进方向一 致（多功能船的前进方向前方）。 上述多功能太阳能船中，所述筛网硬板的孔径尺寸为20?25mm，设置于船的前 方。 上述多功能太阳能船中，所述太阳能棚包括太阳能板和泄雨棚，设于船坞上方， 覆盖部分水面，大电容与输电线路设于船坞中。 上述多功能太阳能船中，各个供电停靠区之间设置有围护栏，供太阳能船停靠。 上述多功能太阳能船中，所述三级阶梯瀑布为三级水体净化装置，高度范围3? 5m ;所述滤网的孔径为12?16目。 一种用于水体修复的多功能太阳能船的使用方法，包括如下步骤： (1)太阳能蓄电池蓄好电后，带动喷射推进器使船在水面运动； (2)在船运动的同时，水通过水泵的进口管道由水泵抽入，经过软水管，从船侧的 喷嘴斜向上喷出，呈抛物线落回水中； (3)在船运动的同时，曝气增氧器给生物飘带供氧，生物飘带发挥微生物菌群的高 效净化功能； (4)在船运动的同时，当船接触垃圾时，水流通过筛网硬板，垃圾因惯性附于筛网 硬板上，累积后进入垃圾回收篮，垃圾将在船驶回停靠区后统一处理； (5)在船运动的同时，全方位摄像头对水面进行监控； (6)当船航行一段时间后返回船坞主体，在船体充电接口处为太阳能蓄电池充电 以及船的日常维护； (7)船坞在在整个过程中都在利用太阳能对水体进行净化，同时将多余的电能储 存在大电容中，为太阳能船供电。 本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和效果： 1、本专利技术通过优化船体结构，设置独立的太阳能供电船坞，实现了发电装置与主 体的分离，从而有效利用船体空间，提高了曝气复氧装置的工作效率。 2、本专利技术通过曝气装置，为生物飘带净化水体提供氧气，实现了生态处理功能与 曝气功能的耦合。 3、本专利技术实现了水处理功能多样化，兼具景观美化、垃圾收集及水面监控的功能。 4、本专利技术中的生物飘带、喷嘴参数对于太阳能船的曝气效果产生了关键性的影 响。【附图说明】 图1为太阳能船的俯视结构图； 图2为太阳能船的侧视结构图； 图3为三级阶梯瀑布侧视结构图； 图4为太阳能棚的结构图； 图5太阳能船坞的俯视结构图。 其中，太阳能蓄电池1、筛网硬板2、支撑杆3、垃圾回收篮4、曝气增氧器5、全方位 摄像头6、喷射推进器7、船身8、水泵9,轻质浮水结构10、软水管11、喷嘴12、生物飘带13、 船坞主体14、腈纶棉15、过滤棉16、滤网17、输电线路区域18、船体充电接口 19、菌床20、活 性炭21、太阳能棚22、太阳能板23、泄雨棚24。【具体实施方式】 下面结合具体实施例对本专利技术作进一步地具体详细描述，但本专利技术的实施方式不 限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。 如图1?图5所示，本专利技术中一种用于水体修复的多功能太阳能船，所述多功能太 阳能船包括主船体和太阳能供电船坞；所述主船体由轻质浮水结构10(由玻璃钢纤维制备 而成）、船身8和垃圾收集器组成，其中船身8位于轻质浮水结构10上表面，垃圾收集器连 接于轻质浮水结构10正前方；所述主船体还包括太阳能蓄电池1，筛网硬板2,支撑杆3,垃 圾回收篮4,曝气增氧器5,喷射推进器7,水泵9,软水管11，喷嘴12和生物飘带13 ;其中所 述太阳能蓄电池1位于船身8上；所述水泵9位于轻质浮水结构10下底面，并通过软水管 11与位于轻质浮水结构10上表面的喷嘴12相连接；所述的曝气增氧器5和生物飘带13均 位于轻质浮水结构10下底面；所述垃圾收集本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于水体修复的多功能太阳能船，其特征在于，所述多功能太阳能船包括主船体和太阳能供电船坞；所述主船体由轻质浮水结构（10）、船身（8）和垃圾收集器组成，其中船身（8）位于轻质浮水结构（10）上表面，垃圾收集器连接于轻质浮水结构（10）正前方；所述主船体还包括太阳能蓄电池（1），筛网硬板（2），支撑杆（3），垃圾回收篮（4），曝气增氧器（5），喷射推进器（7），水泵（9），软水管（11），喷嘴（12）和生物飘带（13）；其中所述太阳能蓄电池（1）位于船身（8）上；所述水泵（9）位于轻质浮水结构（10）下底面，并通过软水管（11）与位于轻质浮水结构（10）上表面的喷嘴（12）相连接；所述的曝气增氧器（5）和生物飘带（13）均位于轻质浮水结构（10）下底面；所述垃圾收集器由筛网硬板（2）、支撑杆（3）和垃圾回收篮（4）组成，其中筛网硬板（2）与垃圾回收篮（4）连接，且通过支撑杆（3）支撑；所述增氧器（5），喷射推进器（7）和水泵（9）分别通过导线与太阳能蓄电池（1）连接；太阳能船坞包括船坞主体（14）、太阳能棚（22）和三级阶梯式造流瀑布；其中所述三级阶梯式造流瀑布由腈纶棉（15），过滤棉（16），滤网（17），菌床（20）和活性炭（21）组成，按照水流先后顺序，第一级阶梯由腈纶棉（15），过滤棉（16），滤网（17）组成，第二级阶梯由菌床（20）组成，第三级阶梯由活性炭（21）组成；太阳能棚（22）位于第一级阶梯上方；所述船坞主体（14）还包括一个以上的供电停靠区，所述供电停靠区与造流瀑布间隔布置，所述供电停靠区设置有输电线路区域（18）和船体充电接口（19）。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：利锋，沈凯旋，龙小林，温家声，李敏健，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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