一种用于水体修复的多功能太阳能船的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于水体环境修复技术领域，特别涉及一种用于水体修复的多功能太 阳能船。
【背景技术】
[0002] 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。
[0003] 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。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的目的在于，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。
[0005] 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；
[0006] 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。
[0007] 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6 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。
[0008] 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°。
[0009] 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）。
[0010] 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。
[0011] 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。
[0012] 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。
[0013] 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。
[0014] 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：
[0015] (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；
[0016] (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；
[0017] (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；
[0018] (4)在船运动的同时，当船接触垃圾时，水流通过筛网硬板2,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；
[0019] (5)在船运动的同时，全方位摄像头对水面进行监控；
[0020] (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；
[0021] (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。
[0022] 本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和效果：
[0023] 1、本实用新型通过优化船体结构，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。
[0024] 2、本实用新型通过曝气装置，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。
[0025] 3、本实用新型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。
[0026] 4、本实用新型中的生物飘带、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】
[0027] 图1为太阳能船的俯视结构图；
[0028] 图2为太阳能船的侧视结构图；
[0029] 图3为三级阶梯瀑布侧视结构图；
[0030] 图4为太阳能棚的结构图；
[0031] 图5太阳能船坞的俯视结构图。
[0032] 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】
[0033] 下面结合具体实施例对本实用新型作进一步地具体详细描述，但本实用新型的实 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。
[0034] 如图1~图5所示，本实用新型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