河流渠道油污拦截清除实验方法与流程

本发明属于油污清理技术领域，尤其涉及一种河流渠道油污拦截清除的实验装置及其实验方法。

背景技术：

南水北调中线干线工程总干渠全长1432公里，沿线有交叉公路近600座，沿渠闸站相关机电设备近千台套，在近一年多工程运行及养护过程中，因交通事故、闸站机电设备故障检修维护等多种原因，造成一些油液进入到干渠渠道中，直接造成水质的污染，对南水北调的水体质量造成很大的影响。南水北调渠道中的水源为饮用水，水质的污染将直接危及人类的身体健康，因此清除输水河道中的油类污染物质至关重要。

目前海洋中清理油污类物质的方法有物理方法、化学方法及生物科技方法。根据南水北调水源的特性，不适宜采用化学方法来处理，因为残留的化学物质同样会对人体造成危害。生物科技方法要求周期长，且不适合在河道输水过程中使用，适合在湖泊、海洋中处理少量的油污污染现象。因此在南水北调的河道中宜采用物理方法进行处理。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、操作便捷高效、安全可靠性强、自动化程度高、劳动强度低、适用范围广的河流渠道油污拦截清除实验方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种河流渠道油污拦截清除实验方法，本实验方法使用河流渠道油污拦截清除实验装置来进行；

河流渠道油污拦截清除实验装置包括位于河道内的拦截系统和集油系统，集油系统位于拦截系统一侧；拦截系统包括若干沿左右方向串联连接的拦截单元，每个拦截单元均包括浮排和拦油板，浮排包括水平设置的平板，平板下表面沿长度方向设有两排呈一字型串联连接的浮体，两排浮体分别布置在平板下表面前后两侧，拦油板沿平板长度方向设置在平板前侧，拦油板通过高度调节机构与平板相连接，相邻两块平板之间通过角度调节机构连接，相邻两块拦油板之间通过缓冲连接件连接；

高度调节机构包括两块固定连接在平板前侧的定位板，两块定位板沿平板长度方向间隔设置，定位板自上而下间隔开设有定位孔，拦油板后侧面固定连接有两个分别与定位板相对应的安装座，安装座横截面为方形结构且内部中空，安装座前侧和后侧均对应垂直开设有安装槽，两个安装槽均与安装座内部相连通，两个安装槽和其中一个定位孔内对应插设有安装螺栓；

角度调节机构包括第一连接板、铰轴和两块第二连接板，第一连接板连接在平板的左端，两块第二连接板均连接在平板的右端且上下间隔设置，两块第二连接板围成连接槽；

第一连接板和两块第二连接板分别水平固定连接在平板左右两侧，相邻两块平板中，位于右侧的一块平板的第一连接板水平插入到位于左侧的一块平板的连接槽中；

第一连接板和两块第二连接板上对应开设有通孔，铰轴沿竖向插入第一连接板和两块第二连接板上的通孔内并将第一连接板和第二连接板铰接在一起；

集油系统包括横截面呈方形的油水收集箱，油水收集箱上部敞口，油水收集箱一侧与拦油板相接并设有进液口，进液口处设有过滤网，油水收集箱内设有安装架，安装架上设有污水泵，污水泵的进液口连接有吸液管，吸液管开口在油水收集箱中部，污水泵的出液口通过出液管连接有油水分离器，油水分离器位于油水收集箱外部；

油水收集箱上部内壁设有油污检测器和控制器，油污检测器的高度低于进液口的高度，

控制器的高度高于进液口的高度，油污检测器和污水泵分别通过信号线与控制器相连接，控制器外设有防水壳；

平板上表面前后两侧分别沿平板长度方向间隔设置有连接座，连接座包括固定板和固定连接在固定板内侧的套管，套管沿垂直方向设置，每个套管内均沿轴向插设有立柱，左右相邻的两根立柱上部之间水平连接有链条；

拦油板后侧边向上弯折形成卷边，拦油板中部向下凹陷形成拦油槽，缓冲连接件沿前后方向的垂直截面与拦油板沿前后方向的垂直截面相同，缓冲连接件中部呈波浪形弯折形成波纹板部；

本发明的河流渠道油污拦截清除实验方法依次包括如下步骤：

（1）使用流速仪测量河道内水流的流速，并记录；

（2）用绳索将一个拦截单元的浮排固定在左侧河道边，依次将各个拦截单元的浮排串联连接，相邻两个浮排之间通过角度调节机构连接，在安装的过程中调节角度调节机构，使得各个浮排总体呈线性排列，各个浮排总体横跨河道并与河道成一定夹角，将位于右侧河道边的浮排通过绳索固定在右侧河道边；

（3）在每个浮排的平板上通过各个连接座安装立柱，相邻两根立柱上部之间水平安装链条；

（4）将拦油板分别通过高度调节机构对应连接在各个浮排的平板上，并且各个拦油板均朝向河道上游，相邻两块拦油板之间通过缓冲连接件连接；

（5）根据油污经拦油板拦截作用后的流动方向，将油水收集箱通过绳索固定在左侧河道边或右侧河道边，并且油水收集箱上的进液口的朝向与油污的流动方向相反；

（6）浮在水面上的油污经水流带动流向拦截系统，在拦油板的拦截作用下向一侧河道偏离，并沿着拦油槽流向油水收集箱，打开控制阀，油污及水的混合液通过进液口进入到油水收集箱内，油水收集箱内的液面不断上升，当油污检测器检测到油污时，油污检测器将信号传输给控制器，控制器发出信号启动污水泵，污水泵将油水收集箱内的油污及水的混合液抽出，使混合液通过出液管进入到油水分离器内，油水分离器将油污从该混合液中分离出来；当油污检测器检测到油水收集箱内不存在油污时，油污检测器将信号传输给控制器，控制器延时3－6秒钟发出信号关闭污水泵；重复进行本步骤，不断地拦截、回收并分离水中的油污。

在所述第（4）步骤中，根据实际作业情况，在连接两块相邻的拦油板时，拉伸或者压缩缓冲连接件的波纹板部，使缓冲连接件的长度与两块相邻的拦油板之间的间距相适应。

所述油水分离器内由左至右均匀间隔设有三个隔板，三个隔板将油水分离器由左至右分隔为第一室、第二室、第三室和第四室；三个隔板高度相同且均低于油水分离器顶端；所述污水泵的出液管伸入第一室的底部；所述第四室底部连接有出油管，出油管上设有出油阀；所述第一室的上部设有防杂滤网；所述第二室底部连接有放水管，放水管上设有出水阀；

所述第（6）步骤中，油水分离器进行油水分离的操作是：打开出油阀并调节开启度，使经过三级溢流后产生的高油份液体流出，在出油管末端放置容器接收高油份液体，从而回收利用废油；在油水分离过程中，调节出水阀的开启度，使第二室顶部的富油液体不断溢流入第三室的同时，使第二室底部的水份不断排出，防止水不断积累导致水份溢流入第三室。

采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

1、油污密度低于水的密度，因此油污会漂浮在水的上表面，并且跟随水向下游流动，本发明根据油污及水的特性，采用先拦截后处理的方法，利用拦截系统将浮在水面上油污拦截下来，再通过集油系统将拦截下来的油污集中抽出；采用上述方法大大提高了清除河流渠道油污的效率，并且操作简单，工作可靠，分离出来的油污经处理后可重新利用。

2、本发明的拦截系统中各个拦截单元串联成一字型并与河道成一定角度，根据力的分解原理，浮在水面上的油污及水的混合液在流经拦油板处时，在拦油板的拦截作用下，油污及水的混合液会自动向河道一侧汇集，便于收集油污。

3、浮在水面上的油污沿着拦油槽流向油水收集箱，打开控制阀，油污及水的混合液通过进液口进入到油水收集箱内，油水收集箱内的液面不断上升，当油污检测器检测到油污时，油污检测器将信号传输给控制器，控制器发出信号启动污水泵，污水泵将油水收集箱内的油污及水的混合液抽出，通过出液管进入到油水分离器内，油污及水的混合液经油水分离器作用将油污分离出来；当油污检测器检测到油水收集箱内不存在油污时，油污检测器将信号传输给控制器，控制器发出信号关闭污水泵；采用上述装置，操作简便，当水面上存在油污时，可以实现自动收集，当水面上没有油污时，集油系统停止工作。

4、本发明的控制阀的具体工作原理为:当阀门通过油污及水的混合液时，阀门内部压力增加，转动手柄控制阀门开启、关闭时，在阀体内腔介质压力的作用下，拨轴向上运动，拨轴的轴肩与阀体的环形凹槽接触起到止推作用，拨轴和环形凹槽之间的止推密封垫片起密封作用，压力越高压得越紧，不仅能起防冲脱作用，还能避免油污及水的混合液漏出，同时止推密封垫片还可以降低轴肩端面和环形凹槽台阶之间的磨损，增加使用寿命。

5、本发明可以通过高度调节机构调节拦油板的高度，避免拦油板吃水过深或过浅，以适应不同的水域，使得拦截油污的效果更好；本发明可以通过角度调节机构调节各拦截单元与河道之间的角度，不同的角度其对应拦截的油污及水的混合液的流动速度不同，角度越大，对应的油污及水的混合液的流速越大，在油污量大的水域可以适当增大各拦截单元与河道之间的角度，在油污量小的水域可以适当减小各拦截单元与河道之间的角度。

6、在各个拦截单元的平板上设置立柱，相邻立柱之间通过链条连接，操作人员在安装各浮排以及拦油板时，可以将链条作为扶手；另外操作人员需要定期检查水面上的油污拦截情况，以做出相应的调整，设置立柱以及链条可以增加其工作的安全性。

7、相邻两块拦油板之间通过缓冲连接件连接，避免各拦截单元在水流的冲击下相互碰撞，同时起到密闭作用，防止油污从两块拦油板之间的间隙流出，采用缓冲连接件可以增加拦油效果。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中角度调节机构处的结构示意图；

图3是高度调节机构的结构示意图；

图4是安装座的结构示意图；

图5是相邻浮排通过角度调节机构连接在一起的结构示意图；

图6是图5中A处的放大图；

图7是油水收集箱的结构示意图；

图8是拦油板与缓冲连接件配合处的结构示意图；

图9是控制阀的结构示意图；

图10是图9中Ｂ处的放大图；

图11是油水分离器的结构示意图。

具体实施方式

如图1至图11所示，本发明首先公开了一种河流渠道油污拦截清除实验装置，包括位于河道内的拦截系统和集油系统，集油系统位于拦截系统一侧；拦截系统包括若干沿左右方向串联连接的拦截单元，每个拦截单元均包括浮排和拦油板1，浮排包括水平设置的平板2，平板2下表面沿长度方向设有两排呈一字型串联连接的浮体3，两排浮体3分别布置在平板2下表面前后两侧，拦油板1沿平板2长度方向设置在平板2前侧，拦油板1通过高度调节机构与平板2相连接，相邻两块平板2之间通过角度调节机构90连接，相邻两块拦油板1之间通过缓冲连接件4连接；

高度调节机构包括两块固定连接在平板2前侧的定位板5，两块定位板5沿平板2长度方向间隔设置，定位板5自上而下间隔开设有定位孔6，拦油板1后侧面固定连接有两个分别与定位板5相对应的安装座7，安装座7横截面为方形结构且内部中空，安装座7前侧和后侧均对应垂直开设有安装槽8，两个安装槽8均与安装座7内部相连通，两个安装槽8和其中一个定位孔6内对应插设有安装螺栓9；图1中高度调节机构被拦油板1所遮挡。

需要升高拦油板1的高度时，将安装螺栓9安装在其原位置上方的定位孔6内；需要降低拦油板1的高度时，将安装螺栓9安装在其原位置下方的定位孔6内,调整栏油板1的高度十分灵活方便。

角度调节机构90包括第一连接板10、铰轴11和两块第二连接板12，第一连接板连接在平板2的左端，两块第二连接板均连接在平板2的右端且上下间隔设置，两块第二连接板围成连接槽；

第一连接板10和两块第二连接板12分别水平固定连接在平板2左右两侧，相邻两块平板2中，位于右侧的一块平板2的第一连接板10水平插入到位于左侧的一块平板2的连接槽中；

第一连接板10和两块第二连接板12上对应开设有通孔，铰轴11沿竖向插入第一连接板10和两块第二连接板12上的通孔内并将第一连接板和第二连接板铰接在一起；

集油系统包括横截面呈方形的油水收集箱13，油水收集箱13上部敞口，油水收集箱13一侧与拦油板1相接并设有进液口21，进液口21处设有过滤网，油水收集箱13内设有安装架14，安装架14上设有污水泵15，污水泵15的进液口21连接有吸液管16，吸液管16开口在油水收集箱13中部，污水泵15的出液口通过出液管17连接有油水分离器18，油水分离器18位于油水收集箱13外部；

油水收集箱13上部内壁设有油污检测器19和控制器20，油污检测器19的高度低于进液口21的高度，从而保证油污检测器19能够低于油水收集箱13内的液面，便于探测油水收集箱13内的油污。

控制器20的高度高于进液口21的高度，从而使控制器20的高度高于油水收集箱13内的液位，防止控制器20长期浸泡在水下发生故障。

油污检测器19和污水泵15分别通过信号线22与控制器20相连接，控制器20外设有防水壳。

过滤网为常规装置，图未示。油的比重小于水，油水收集箱13中的大部分油都位于油水收集箱13的中上部，油水收集箱13的底部多为水，因此吸液管16开口在油水收集箱13中部,既能够将含油污水送出，又不过多将水抽出，从而既完成了收集油污的任务，又不过多耗费抽水所需的能量。

平板2上表面前后两侧分别沿平板2长度方向间隔设置有连接座，连接座包括固定板23和固定连接在固定板23内侧的套管24，套管24沿垂直方向设置，每个套管24内均沿轴向插设有立柱25，左右相邻的两根立柱25上部之间水平连接有链条26。工作人员在沿平板2行走时，立柱25和链条26起到了防护作用，使工作人员不会从平板2的两侧掉入水中。

拦油板1后侧边向上弯折形成卷边27，拦油板1中部向下凹陷形成拦油槽28，缓冲连接件4沿前后方向的垂直截面与拦油板1沿前后方向的垂直截面相同，从而使两者可以完美对接；缓冲连接件4中部呈波浪形弯折形成波纹板部29；波纹板部29的设置，大大提高了缓冲连接件4的弹性，在相邻两个拦油板1发生相对位移时能够起到缓冲的作用，使相邻两个拦油板1的相对位置具有一定弹性。

进液口21处的油水收集箱13上设有控制阀35，控制阀35包括阀体51、上顶盖53、阀座54和长阀杆56；阀体51呈内部中空的三通结构，阀体51内设有长颈轴腔58，长阀杆56沿轴向插设在长颈轴腔58内，长阀杆56下端连接有拨轴55，阀体51左端设有与阀体51呈一体结构的左接头61，阀体51右端通过连接螺栓固定连接有右接头52，阀体51内部设有位于长颈轴腔58下端口下方的球体62；阀座54设有两个，两个阀座54分别设在阀体51内壁与球体62左右两侧之间，两个阀座54关于球体62中心对称设置；球体62的顶部设有插槽，拨轴55的下端部设有插块63，拨轴55通过下端部的插块63插接在插槽内，拨轴55的下部设有一个与拨轴55一体结构的轴肩64，轴肩64的直径大于拨轴55的直径，阀体51的内部设有一个与轴肩64相适配并容纳限位轴肩64的环形凹槽65，轴肩64与环形凹槽65之间设有止推密封垫片66；长阀杆56由下部的较粗段和上部的较细段组成，较细段的直径小于较粗段的直径，较粗段的外径与长颈轴腔58内径相等，较细段外壁与长颈轴腔58内壁之间自上向下依次填充有密封填料72和填料密封垫片73，密封填料72和填料密封垫片73通过上顶盖53下侧的填料压盖74压紧，长阀杆56的上部向上穿过长颈轴腔58并伸出上顶盖53，长阀杆56的上端部连接有手柄75。

本发明的河流渠道油污拦截清除实验方法依靠上述河流渠道油污拦截清除实验装置来进行，包括以下步骤：

（1）使用流速仪测量河道内水流的流速，并记录；

（2）用绳索将一个拦截单元的浮排固定在左侧河道边，依次将各个拦截单元的浮排串联连接，相邻两个浮排之间通过角度调节机构90连接，在安装的过程中调节角度调节机构90，使得各个浮排总体呈线性排列，各个浮排总体横跨河道并与河道成一定夹角，将位于右侧河道边的浮排通过绳索固定在右侧河道边；

（3）在每个浮排的平板2上通过各个连接座安装立柱25，相邻两根立柱25上部之间水平安装链条26；

（4）将拦油板1分别通过高度调节机构对应连接在各个浮排的平板2上，并且各个拦油板1均朝向河道上游，相邻两块拦油板1之间通过缓冲连接件4连接；

（5）根据油污经拦油板1拦截作用后的流动方向，将油水收集箱13通过绳索固定在左侧河道边或右侧河道边，并且油水收集箱13上的进液口21的朝向与油污的流动方向相反；

（6）浮在水面上的油污经水流带动流向拦截系统，在拦油板1的拦截作用下向一侧河道偏离，并沿着拦油槽28流向油水收集箱13；打开控制阀35，油污及水的混合液通过进液口进入到油水收集箱13内，油水收集箱13内的液面不断上升，当油污检测器19检测到油污时，油污检测器19将信号传输给控制器20，控制器20发出信号启动污水泵15，污水泵15将油水收集箱13内的油污及水的混合液抽出，使混合液通过出液管17进入到油水分离器18内，

油水分离器18将油污从该混合液中分离出来；当油污检测器19检测到油水收集箱13内不存在油污时，油污检测器19将信号传输给控制器20，控制器20延时3－6秒钟发出信号关闭污水泵15。通过延时3－6秒钟关闭污水泵，可以将油水收集箱13内的上部液体充分抽出，避免污水泵过于频繁地启动和关闭。在所述第（4）步骤中，根据实际作业情况，在连接两块相邻的拦油板时，拉伸或者压缩缓冲连接件的波纹板部，使缓冲连接件的长度与两块相邻的拦油板之间的间距相适应。

所述油水分离器18内由左至右均匀间隔设有三个隔板88，三个隔板88将油水分离器由左至右分隔为第一室81、第二室82、第三室83和第四室84；三个隔板88高度相同且均低于油水分离器顶端；所述污水泵的出液管17伸入第一室81的底部；所述第四室84底部连接有出油管85，出油管85上设有出油阀86；所述第一室81的上部设有防杂滤网87；所述第二室82底部连接有放水管91，放水管91上设有出水阀92；

所述第（6）步骤中，油水分离器进行油水分离的操作是：打开出油阀86并调节开启度，使经过三级溢流后产生的高油份液体流出，在出油管85末端放置容器接收高油份液体，从而回收利用废油；在油水分离过程中，调节出水阀92的开启度，使第二室82顶部的富油液体不断溢流入第三室83的同时，使第二室82底部的水份不断排出，防止水不断积累导致水份溢流入第三室83。

本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。