一种用于海洋环境保护的海面污染物收集处理装置及方法

本发明涉及海洋环境保护技术领域，尤其涉及一种用于海洋环境保护的海面污染物收集处理装置及方法。

背景技术：

海洋环境指地球上广大连续的海和洋的总水域。包括海水、溶解和悬浮于海水中的物质、海底沉积物和海洋生物。海洋环境是生命的摇篮和人类的资源宝库。

随着人类开发海洋资源的规模日益扩大，海洋环境受到人类活动的影响和污染也日益严重。保护海洋环境迫在眉睫。

由于旅游业的日渐兴盛，人类直接或者间接带入海洋的污染物越来越多，包括：生活废物、塑料包装袋、重金属废物等等。海洋表面经常会漂浮一些未能得到处理的漂浮垃圾，不仅影响海洋的面貌，更对海洋水质和海洋生物的安全造成严重威胁。由于海洋浩瀚无比，在特定位置设置净化基站无法对漂浮物进行有效的处理。若在每个出海的船只上安装海洋表面污染物收集装置，通过大家的共同努力完成海洋表面的净化工作，处理效果应会比固定位置的净化基站更好，但目前的海洋表面污染物收集装置收集效率不高，无法对污染物进行快速地净化处理。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于海洋环境保护的海面污染物收集处理装置及方法。

本发明的第一个技术要点为：

一种用于海洋环境保护的海面污染物收集处理装置，主要包括：用于收集污染物的收集箱、设置在所述收集箱顶面上的收集排水箱、设置在所述收集箱底部的搅拌曝气机构、设置在所述收集箱侧面上用于将所述收集箱和船体进行连接的安装机构、设置在所述收集箱相对于所述安装机构的一侧上的第一进水机构、设置在所述收集箱侧面上的多个第二进水机构、设置在所述第二进水机构和所述收集箱之间的第三进水机构、设置在所述收集箱和所述收集排水箱之间的吸附泵水机构；

所述收集箱包括：转动设置在所述收集箱内的收集粉碎筒、设置在所述收集粉碎筒上方的用于阻止污水直接进入收集排水箱中的第一档板，第一档板为密封板，横插在收集箱内；

所述收集粉碎筒内转动设置有粉碎器，所述粉碎器的粉碎轴上设置有多个粉碎扇叶，所述粉碎扇叶的外沿距离搅拌轴的垂直距离从顶部至底部逐渐递减，形成一个锥形的搅拌器；

所述收集排水箱包括：设置在所述收集排水箱内部的外筒、转动设置在所述外筒内部的内套筒、设置在所述收集排水箱侧面上的排水管，所述排水管穿过收集箱并延伸至所述收集箱底面下方，排水管连通在外筒上，当净化海水的水位达到后，会从排水管溢出，重新回到海洋内；

所述内套筒侧面上设置有多个排水孔，所述内套筒内部垂直设置有多个分隔板，所述多个分隔板将所述内套筒的底面等分为多个相等分的扇形，分隔板可对悬浮物进行阻挡，并且起到一定的导流作用；

所述搅拌曝气机构包括：设置在所述搅拌曝气机构内部的多个曝气管、设置在所述曝气机构侧面上的多个导流扇叶，曝气管可以提高海洋水质；

所述安装机构包括：设置在所述收集箱侧面中心轴上的第一转轴、对称设置在所述第一转轴两侧的安装板、通过第二调节滑轨滑动设置在所述安装板上的安装卡头；

每个所述安装卡头上设置有一个第二转轴，所述第二转轴滑动设置在所述第二调节滑轨内，每个所述安装卡头包括：一个调节板、通过第三调节滑轨滑动设置在所述调节板上的两个安装卡板；

所述第一进水机构包括：第一进水口、设置在所述第一进水口两侧的导流板，导流板可使海水上的漂浮物更加集中的流动到第二进水机构处，使第二进水机构可以更加有效的收集海面污物；

所述第二进水机构包括：圆柱体的驱动机构、开口面向所述导流板且设置在所述驱动机构侧面上的第二进水口、滑动设置在所述驱动机构上用于将水推进所述第二进水口内的驱动板，所述驱动机构上设置有弧形的驱动通道，所述第二进水口通过连通管将污水通入收集箱内的收集粉碎筒内，通过驱动板在驱动通道内往复伸缩，使海面上的污染物不断的被推送到第二进水口的位置处，使海面污染物被清理地更加彻底；

所述吸附泵水机构包括：泵轮、设置在所述泵轮上的多个泵水扇叶、设置在所述泵水机构位于收集箱一侧的污水口、设置在所述泵水机构位于所述收集排水箱一侧的净水口，所述净水口连通所述内套筒的底部，在所述收集排水箱内部位于所述净水口位置处设置有一个用来分隔净水和污水的第二挡板，泵轮不仅可以吸附悬浮物，还可以对收集箱内的污水进行抽取，从而也可以使海面污染物更加快速的进入第二进水口。

进一步的，所述第一转轴底部设置有固定件，所述收集箱侧面设置有供所述第一转轴滑动的第一调节滑轨，所述固定件上设置有一个用于固定所述安装机构位置的固定旋钮，安装机构通过固定件进行调节高度，使装置的使用范围更加广泛，适合更多的船体使用。

进一步的，所述安装卡板的内侧面上设置有一层防滑垫，增大安装卡板和船体之间的摩擦力，防止装置松动。

进一步的，所述第二进水口内设置有多个相互啮合的粉碎辊，粉碎辊可以对悬浮物进行粉碎，减少污物的占用空间。

进一步的，所述导流扇叶倾斜设置，且每个所述导流扇叶与所述搅拌曝气机构的侧面的夹角为65-80°，搅拌曝气机构旋转时，导流扇叶对海水进行导流，使收集箱下的海水形成漩涡状，海面漂浮的污物会因为涡流的原因，更加快速并且集中的向第二进水口处靠近。

进一步的，所述收集粉碎筒是一个全封闭的侧面带有筛孔的筛筒，收集的污物被收集在收集粉碎筒内，污水可以顺着筛孔流出收集粉碎筒，进入到收集箱内等到被净化。

进一步的，每条所述泵水扇叶上设置有多条吸附槽，所述吸附槽内填充物为活性吸附炭。

进一步的，所述驱动机构包括：设置在所述驱动机构中心轴上的驱动轴、设置在所述驱动轴顶面偏离圆心位置上的固定柱、设置在所述驱动机构上表面偏离圆心位置处的固定轴、一端设置在所述固定轴上的驱动摇杆、开设在所述驱动摇杆另一端上的驱动滑槽、设置在所述驱动摇杆位于所述固定轴一端上的驱动齿轮、与所述驱动齿轮啮合并滑动设置在所述驱动滑槽内的驱动齿条，所述固定柱滑动设置在所述驱动滑槽内，所述驱动通道内侧面上开设有用于所述驱动齿条与所述驱动齿轮完成啮合驱动的驱动槽,所述驱动齿条的一端与所述驱动板相连接。

进一步的，所述排水管的出水口上设置有一个防护网，防止鱼虾等顺着排水管进入装置。

本发明的第二个技术要点为：

利用上述设备进行海面污染物收集处理的方法，包括以下步骤：

s1:装置安装

通过第一转轴将安装板调到合适的角度，并通过第一调节滑轨将安装机构调节至合适的位置，即安装机构的安装位置，能够使第一进水机构和第二进水机构处于水面之下，也可使第一进水机构和第二进水机构一半处于水面之上，一半处于水面之下，调好安装机构高度后，用固定件将其固定住，再将调节板上的安装卡板与船壁卡紧，完成装置的安装；

s2：污染物收集

安装好装置后，驱动船体向前移动，打开搅拌曝气机构，通过导流扇叶使水面形成漩涡状，海水通过第一进水机构的第一进水口进入收集箱内的收集粉碎筒，海水由于导流板的作用，流向第二进水机构的位置处，打开驱动机构，使驱动轴转动，带动固定柱转动，从而驱动驱动摇杆转动，驱动摇杆由于受到固定轴的固定作用，使驱动齿轮往复驱动驱动齿条，从而使驱动板不断的运送海水进入第二进水口，第二净水口内的粉碎辊对大块的污物进行粉碎后，使污物进入收集箱的收集粉碎筒内，打开收集粉碎筒的粉碎器使污物被粉碎；

s3:污水净化

粉碎后的污物留在了收集粉碎筒内，污水通过第一挡板也留在了收集箱内，通过吸附泵水机构将污水吸收，在所述吸附泵水机构内将污水吸附净化，净化后的污水流进内套筒内，内套筒离心旋转，使净化后的海水通过排水孔流出内套筒进入外筒中，使大颗粒的悬浮物还停留在内套筒内部，当净化后的海水水位达到排水管的位置后，通过排水管排出装置，重新回到大海中。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

第一，本发明通过可以调节的安装机构，使本发明可以更快速地安装到各种不同的船体上，通过大范围的在出海船只上安装本发明，可以更大范围的对海面污染物进行收集，降低海洋表面的污染程度，并且，本发明的装置成本不高，适合大规模大范围的投入使用。

第二、本发明通过在处理箱的两侧，即位于船头前方的两侧设置第二进水机构，且每侧设置两个第二进水机构，两个第二进水机构相互对称设置，在第二进水机构和处理箱之间还设置第三进水机构，船头前段设置第一进水机构，保证污染物可以从多个角度进入处理箱内，且第二进水机构通过驱动机构，使驱动板不断的驱动海水进入处理箱内，提高了污染物收集的效率。

第三、本发明处理箱的底部设置有搅拌曝气装置，通过曝气管对海洋海水进行曝气处理，提高海水的水质，并通过搅拌，使处理箱底部的海水形成涡流，通过涡流的聚集效果，将海面的污染物迅速聚集到第二进水机构的位置处，从而提高污染物收集的效率。

第四、本发明通过设置收集排水箱，使收集海水通过吸附泵水机构进入收集排水箱的内套筒内，并通过离心作用，使净化后的海水通过排水孔进入外筒，并通过排水管重新回到海洋，从而减少本发明的工作负荷，构成一个收集—净化—排放的循环。

附图说明

图1是本发明的内部结构示意图的仰视图；

图2是本发明的工作时内部结构示意图的仰视图；

图3是本发明的外部结构示意图的俯视图；

图4是图3中a-a截面的主视图；

图5是本发明外部结构示意图的主视图；

图6是图1中b部区域结构示意图的放大图；

图7是图5中c部区域结构示意图的放大图；

图8是图4中d部区域的结构示意图的放大图。

其中，1、收集箱，11、第一挡板，12、收集粉碎筒，121、粉碎器，1211、粉碎扇叶，2、收集排水箱，21、排水管，211、防护网，22、内套筒，221、排水孔，222、分隔板，23、外筒，24、第二挡板，3、搅拌曝气机构，31、曝气管，32、导流扇叶，4、固定件，41、固定旋钮，42、第一调节滑轨，5、安装机构，51、安装板，511、第二调节滑轨，52、安装卡头，521、安装卡板，5211、防滑垫，522、调节板，5221、第三调节滑轨，53、第一转轴，54、第二转轴，6、第一进水机构，61、第一进水口，62、导流板，7、第二进水机构，71、驱动板，72、第二进水口，721、粉碎辊，73、驱动机构，731、驱动轴，732、驱动摇杆，733、固定柱，734、驱动滑槽，735、驱动齿轮，736、驱动齿条，737、驱动槽，738、固定轴，74、驱动通道，75、连通管，8、第三进水口，9、吸附泵水机构，91、泵轮，92、泵水扇叶，921、吸附槽，93、污水口，94、净水口。

具体实施方式

实施例1：

如图1、图3、图4所示，一种用于海洋环境保护的海面污染物收集处理装置，主要包括：用于收集污染物的收集箱1、设置在所述收集箱1顶面上的收集排水箱2、设置在所述收集箱1底部的搅拌曝气机构3、设置在所述收集箱1侧面上用于将所述收集箱1和船体进行连接的安装机构5、设置在所述收集箱1相对于所述安装机构5的一侧上的第一进水机构6、设置在所述收集箱1侧面上的多个第二进水机构7、设置在所述第二进水机构7和所述收集箱1之间的第三进水机构8、设置在所述收集箱1和所述收集排水箱2之间的吸附泵水机构9；

如图4所示，所述收集箱1包括：转动设置在所述收集箱1内的收集粉碎筒12、设置在所述收集粉碎筒12上方的用于阻止污水直接进入收集排水箱2中的第一档板11；

如图4所示，所述收集粉碎筒12内转动设置有粉碎器121，所述粉碎器121的粉碎轴上设置有多个粉碎扇叶1211，所述粉碎扇叶1211的外沿距离搅拌轴的垂直距离从顶部至底部逐渐递减；

如图4所示，所述收集排水箱2包括：设置在所述收集排水箱2内部的外筒23、转动设置在所述外筒23内部的内套筒22、设置在所述收集排水箱2侧面上的排水管21，所述排水管21穿过收集箱1并延伸至所述收集箱1底面下方；

如图3、图4所示，所述内套筒22侧面上设置有多个排水孔221，所述内套筒22内部垂直设置有多个分隔板222，所述多个分隔板222将所述内套筒22的底面等分为多个相等分的扇形；

如图2所示，所述搅拌曝气机构3包括：设置在所述搅拌曝气机构3内部的多个曝气管31、设置在所述曝气机构3侧面上的多个导流扇叶32；

如图2所示，所述安装机构5包括：设置在所述收集箱1侧面中心轴上的第一转轴53、对称设置在所述第一转轴53两侧的安装板51、通过第二调节滑轨511滑动设置在所述安装板51上的安装卡头52；

如图2所示，每个所述安装卡头52上设置有一个第二转轴54，所述第二转轴54滑动设置在所述第二调节滑轨511内，每个所述安装卡头52包括：一个调节板522、通过第三调节滑轨5221滑动设置在所述调节板522上的两个安装卡板521；

如图1所示，所述第一进水机构6包括：第一进水口61、设置在所述第一进水口61两侧的导流板62；

如图1、图4所示，所述第二进水机构7包括：圆柱体的驱动机构73、开口面向所述导流板62且设置在所述驱动机构73侧面上的第二进水口72、滑动设置在所述驱动机构73上用于将水推进所述第二进水口72内的驱动板71，所述驱动机构73上设置有弧形的驱动通道74，所述第二进水口72通过连通管75将污水通入收集箱1内的收集粉碎筒12内；

如图4和图8所示，所述吸附泵水机构9包括：泵轮91、设置在所述泵轮91上的多个泵水扇叶92、设置在所述泵水机构9位于收集箱1一侧的污水口93、设置在所述泵水机构9位于所述收集排水箱2一侧的净水口94，所述净水口94连通所述内套筒22的底部，在所述收集排水箱2内部位于所述净水口94位置处设置有一个用来分隔净水和污水的第二挡板24。

如图1和图2所示，所述安装卡板521的内侧面上均设置有一层防滑垫5211。

如图7所示，所述第二进水口72内设置有多个相互啮合的粉碎辊721。

如图1和图2所示，所述导流扇叶32倾斜设置，且每个所述导流扇叶32与所述搅拌曝气机构3的侧面的夹角为70°。

如图4所示，所述收集粉碎筒12是一个全封闭的侧面带有筛孔的筛筒。

如图4和图8所示，每条所述泵水扇叶92上设置有多条吸附槽921，所述吸附槽921内填充物为活性吸附炭。

如图6所示，所述驱动机构73包括：设置在所述驱动机构73中心轴上的驱动轴731、设置在所述驱动轴731顶面偏离圆心位置上的固定柱733、设置在所述驱动机构73上表面偏离圆心位置处的固定轴738、一端设置在所述固定轴738上的驱动摇杆732、开设在所述驱动摇杆732另一端上的驱动滑槽734、设置在所述驱动摇杆732位于所述固定轴738一端上的驱动齿轮735、与所述驱动齿轮735啮合并滑动设置在所述驱动滑槽734内的驱动齿条736，所述固定柱733滑动设置在所述驱动滑槽734内，所述驱动通道74内侧面上开设有用于所述驱动齿条736与所述驱动齿轮735完成啮合驱动的驱动槽737),所述驱动齿条736的一端与所述驱动板71相连接。

如图1和图2所示，所述排水管21的出水口上设置有一个防护网211。

所述装置进行海面污染物收集处理的方法，包括以下步骤：

s1:装置安装

通过第一转轴53将安装板51找到合适的角度，并通过第一调节滑轨42将安装机构5调节至合适的位置，即安装机构5的安装位置，能够使第一进水机构6和第二进水机构7处于水面之下，也可使第一进水机构6和第二进水机构7一半处于水面之上，一半处于水面之下，调好安装机构5高度后，用固定件4将其固定住，再将调节板522上的安装卡板521与船壁卡紧，完成装置的安装；

s2：污染物收集

安装好装置后，驱动船体向前移动，打开搅拌曝气机构3，通过导流扇叶32使水面形成漩涡状，海水通过第一进水机构6的第一进水口61进入收集箱1内的收集粉碎筒12，海水由于导流板62的作用，流向第二进水机构7的位置处，打开驱动机构73，使驱动轴731转动，带动固定柱733转动，从而驱动驱动摇杆733转动，驱动摇杆733由于受到固定轴738的固定作用，使驱动齿轮735往复驱动驱动齿条736，从而使驱动板71不断的运送海水进入第二进水口72，第二净水口72内的粉碎辊721对大块的污物进行粉碎后，使污物进入收集箱1的收集粉碎筒12内，打开收集粉碎筒12的粉碎器121使污物被粉碎；

s3:污水净化

粉碎后的污物留在了收集粉碎筒12内，污水通过第一挡板11也留在了收集箱1内，通过吸附泵水机构9将污水吸收，在所述吸附泵水机构9内将污水吸附净化，净化后的污水流进内套筒22内，内套筒22离心旋转，使净化后的海水通过排水孔221流出内套筒22进入外筒23中，使大颗粒的悬浮物还停留在内套筒22内部，当净化后的海水水位达到排水管21的位置后，通过排水管21排出装置，重新回到大海中。

实施例2：

实施例2与实施例1的不同之处在于：

如图5所示，所述第一转轴53底部设置有固定件4，所述收集箱1侧面设置有供所述第一转轴53滑动的第一调节滑轨42，所述固定件4上设置有一个用于固定所述安装机构5位置的固定旋钮41。