景區(qū)水上風(fēng)力碳棒自動(dòng)清污裝置

摘要:我國(guó)景區(qū)水環(huán)境污染問(wèn)題嚴(yán)重，今年來(lái)景區(qū)水環(huán)境保護(hù)日益受到人們的關(guān)注和重視。目前應(yīng)用于景區(qū)中小型水域的清污設(shè)備很少，中小型水域的清污工作長(zhǎng)期處于低效率高消費(fèi)的惡性循環(huán)狀態(tài)。本文介紹了一種新型景區(qū)水上風(fēng)力-碳棒自動(dòng)清污裝置，分析了裝置的組成、設(shè)計(jì)原理、應(yīng)用前景等。推動(dòng)景區(qū)水環(huán)境治理對(duì)于我國(guó)整體水環(huán)境保護(hù)工作十分重要，引進(jìn)新型高效的節(jié)能減排清污裝置將是治理水污染問(wèn)題的重要途徑。

關(guān)鍵詞:景區(qū)水污染風(fēng)力-碳棒清污 綠色環(huán)保 高效美觀

中圖分類(lèi)號(hào)： H01 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X(2012)03(c)-0000-00

1 研究背景

長(zhǎng)久以來(lái)，可見(jiàn)垃圾打撈及水體除臭除黑成為了我國(guó)景區(qū)水環(huán)境治理的難題。尤其近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外連續(xù)發(fā)生重大水上污染事故，對(duì)水域生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重?fù)p害，引起社會(huì)廣泛關(guān)注。據(jù)調(diào)查，全國(guó)50多個(gè)代表性景區(qū)湖泊中75%以上水域受到污染，我國(guó)的景區(qū)湖泊河流水面長(zhǎng)期漂浮著大量的污染物，且不時(shí)有湖泊藻類(lèi)爆發(fā)，污染泛濫。水面垃圾及水體發(fā)黑發(fā)臭問(wèn)題不僅嚴(yán)重污染水質(zhì)，影響景觀，還給一些城市居民正常用水，市政環(huán)建設(shè)等造成危害。

我國(guó)一直強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)水環(huán)境保護(hù)，呼喚公民保護(hù)水資源。同時(shí)，我國(guó)一直致力于水上清污裝置的研發(fā)，但現(xiàn)有的清污設(shè)備多用于大型江河水域中，對(duì)于小中型水域的清污設(shè)備研究幾乎為空白。景區(qū)水域的清污問(wèn)題亟待解決，清污設(shè)備也急需研究開(kāi)發(fā)。

2 景區(qū)水域清污現(xiàn)狀及問(wèn)題

我們江河湖泊眾多，目前針對(duì)水污染問(wèn)題主要采用的是定期大規(guī)模機(jī)械打撈或人工打撈的方式。我國(guó)目前的清污機(jī)械裝置多為大型設(shè)備，主要用于大江大河。大型設(shè)備很難應(yīng)用于城市景區(qū)的中小型水域，同時(shí)大型機(jī)械設(shè)備耗費(fèi)大量資金，并不經(jīng)濟(jì)。人工打撈是常見(jiàn)的清污方式，但效率低下，耗費(fèi)大量人力，不能及時(shí)清除污物。

同時(shí)，我國(guó)對(duì)于如景區(qū)水域這樣的中小型水域的垃圾污染問(wèn)題關(guān)注不夠。景區(qū)水垃圾污染問(wèn)題由來(lái)已久，但長(zhǎng)期得不到相關(guān)部門(mén)的重視，任由其發(fā)展。造成水環(huán)境污染日益嚴(yán)重，給景區(qū)環(huán)境及人們正常生活帶來(lái)不利影響。

3 設(shè)計(jì)原理

清污裝置由四部分組成：浮力垃圾桶，風(fēng)杯，回轉(zhuǎn)耙子，活性碳棒，頂部遮擋葉片。

浮力垃圾桶由真空桶和垃圾桶組成，圓柱形真空桶在下面可以提供浮力保持整個(gè)裝置的平衡穩(wěn)定，垃圾桶用于收集垃圾。整個(gè)裝置中心連接軸桿，可以利用浮力相對(duì)軸因水位波動(dòng)微調(diào)，保持桶口始終略高于水面，既有利于垃圾順利進(jìn)入又不會(huì)讓水進(jìn)入。

風(fēng)杯用于收集風(fēng)能，為裝置提供動(dòng)力，使回轉(zhuǎn)耙子旋轉(zhuǎn)將水面上的垃圾聚攏。風(fēng)減弱時(shí)回轉(zhuǎn)耙子利用自身慣性?xún)?nèi)折并逐漸減速，繼而垃圾被掃入收集桶。垃圾桶可以利用浮力相對(duì)軸因水位波動(dòng)微調(diào)，保持桶口始終略高于水面，既有利于垃圾順利進(jìn)入又不會(huì)進(jìn)水。

回轉(zhuǎn)齒耙是收集垃圾的裝置。風(fēng)杯旋轉(zhuǎn)，通過(guò)軸將能量傳遞給回轉(zhuǎn)耙子，回轉(zhuǎn)耙子旋轉(zhuǎn)將水面上的垃圾聚攏。風(fēng)停時(shí)回轉(zhuǎn)耙子利用自身慣性?xún)?nèi)折并逐漸減速，繼而垃圾被掃入收集桶。

活性碳棒安裝在中心軸桿里。市面已有產(chǎn)品，主要用于除去水體的污物與色素，以保持水體清潔及小生態(tài)圈健康。碳棒上的孔隙數(shù)目可以增加有效面積，當(dāng)碳棒吸收飽和后可由專(zhuān)人定期更換活性炭。

同時(shí)，我們可以在裝置頭頂安裝遮擋葉片等，既可以用以擋雨防止雨水等進(jìn)入垃圾桶又可以美化裝置，如荷葉。通過(guò)控制垃圾桶的大小和整體裝置的重量以調(diào)節(jié)垃圾桶的位置保證裝置的平衡性，做到垃圾收集的可行性。

據(jù)調(diào)查現(xiàn)在城市景區(qū)湖泊垃圾多為漂浮物，如一次性碗筷、塑料袋、飲料瓶等。受風(fēng)力和水流影響，一般城市景區(qū)中小型湖泊流動(dòng)性小，漂浮物多堆積在岸邊，因此解決好近岸垃圾污染問(wèn)題即可以很好處理水污染問(wèn)題。故僅需在計(jì)算單位有效清污面積后在近岸邊“合理密植”，在遠(yuǎn)岸處“合理疏植”該“荷花清污裝置”，并通過(guò)繩線把清污裝置固定于岸邊一點(diǎn)讓其在一定區(qū)域浮動(dòng)，即可有效改善有效區(qū)域的水質(zhì)。同時(shí)設(shè)置管理員定期騰空垃圾桶，保證清污裝置正常工作。

4 景區(qū)清污裝置的創(chuàng)新點(diǎn)與局限性

4.1創(chuàng)新點(diǎn)

(1)綠色動(dòng)力——生態(tài)環(huán)境零負(fù)擔(dān)：采用風(fēng)能這種清潔的一次能源，不對(duì)生態(tài)環(huán)境造成影響。符合“低碳節(jié)能”的基本設(shè)計(jì)理念，服務(wù)于科學(xué)發(fā)展觀。

(2)性?xún)r(jià)比高——資源效益最大化：一方面，裝置原理簡(jiǎn)單，制作原料廉價(jià)，管理者完全可以承受；另一方面，該裝置的啟用省去了相當(dāng)一部分傳統(tǒng)水治理模式所消耗的大量人力物力財(cái)力。

(3)實(shí)時(shí)治理——及時(shí)有效：一改以往長(zhǎng)期污染，定期大規(guī)模清理和人工打撈的傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)管模式，采取了實(shí)時(shí)清理實(shí)時(shí)治理的措施，有效及時(shí)地改善了水域水質(zhì)。

(4)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單美觀——美化環(huán)境：本裝置將葉片荷花與機(jī)械裝置結(jié)合在一起，使整體外觀有“亭亭玉立”之感。既可以清污，又美化了環(huán)境。

4.2局限性

本裝置雖然有眾多優(yōu)點(diǎn)，但也存在一些局限性。本裝置浮力桶用以保持平衡性，但實(shí)際水面存在波動(dòng)，控制平衡對(duì)浮力桶的形狀大小有一定的要求，這給設(shè)計(jì)帶來(lái)一些麻煩。同時(shí)，由于裝置適宜用于近岸污物清理，在大型湖泊中，水域中心的少量垃圾無(wú)法清理干凈，清污也存在一定不徹底性。

5 應(yīng)用前景分析

我國(guó)城市水體污染面范圍廣，程度深，而景區(qū)的污染的治理尤其是燃眉之急。本裝置可以廣泛應(yīng)用到公園、游樂(lè)場(chǎng)、城市中小型湖泊等風(fēng)景區(qū)，針對(duì)風(fēng)景區(qū)水域的表面垃圾漂浮及水體發(fā)黑發(fā)臭問(wèn)題可以有效治理。同時(shí)做到無(wú)能耗、低碳、綠色環(huán)保、經(jīng)濟(jì)。應(yīng)用范圍廣，應(yīng)用價(jià)值高，可帶來(lái)廣泛的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

郵寄地址：湖北武漢大學(xué)水利水電學(xué)院 胡濤收

郵編：430072

聯(lián)系電話：15071031447