CN105036502A - 一种深水区水下药剂投放的工程装备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环境科学或环境工程领域药品投放设备，具体地说是一种深水区水下药剂投放的工程装备。包括船载投放支架、滑轨、升降管、锁扣、喷射装置、升降机构及药剂投放搅拌及高压输运主机，其中船载投放支架设置船体甲板上，船载投放支架上沿高度方向设有滑轨，升降管可滑动地沿滑轨布设、并通过安装在滑轨上的所述锁扣锁紧，喷射装置设置于所述升降管的下端。升降机构用于驱动所述升降管的升降，药剂投放搅拌及高压输运主机通过可伸缩软管与所述升降管的上端口连接。本发明设备组成简单，操作便捷，尤其适用于河流、湖泊及近岸海域等深水区水下各类药剂的投放。

Description

一种深水区水下药剂投放的工程装备

技术领域

本发明涉及环境科学或环境工程领域药品投放设备，具体地说是一种深水区水下药剂投放的工程装备。

背景技术

沉积物是水环境组成的重要部分，而沉积物中内源污染物质的释放则是构成水体水质恶化的主要源头之一。因此，开展污染水体水质修复需同时或优先考虑污染沉积物的环境质量修复。对于底泥/沉积物的修复，目前主要采用异位修复和原位修复，其中异位修复是将底泥抽取后输运到指定地点进行处理。然而，由于污染底泥处于水面以下且与上覆水难以分离，因此是将沉积物通过污泥泵抽取进行移位修复非常困难，而且成本巨大。原位修复是直接在沉积物存留地进行就地修复，其技术手段主要为向污染沉积物投放各类药剂，目前采取的投药方法多为水面泼洒的方式。但对于深水区域，表面泼洒的药剂无法到达沉积物表层，沉积物修复效果非常有限，对研究工作造成了一定的困扰。而对于水下药剂的定点定量投放，目前尚没有专门的装备，对于深水区污染底泥的修复工作很难开展。因此，开发一种河流、湖泊及近岸海域等深水区水下药剂投放的工程装备对水污染的控制具有非常重要的现实意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种深水区水下药剂投放的工程装备。该工程装备操作便捷、主要用于河流、湖泊及近岸海域等深水区水下各类药剂投放，尤其适用于污染河道、湖泊、近岸海域等深水区开展重污染沉积物原位修复时各类药剂的投放。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种深水区水下药剂投放的工程装备，包括船载投放支架、滑轨、升降管、锁扣及喷射装置，其中船载投放支架设置于船体甲板上，所述船载投放支架上沿高度方向设有滑轨，所述升降管可滑动地沿滑轨布设、并通过安装在滑轨上的所述锁扣锁紧，所述喷射装置设置于所述升降管的下端，用于喷射药剂。

所述喷射装置包括连接架和锥形喷射面，所述锥形喷射面通过连接架安装在所述升降管的下端，所述锥形喷射面与所述升降管的端部之间形成锥形喷射口。

所述锥形喷射面的底部直径与所述升降管的直径相同，并所述锥形喷射面容置于所述连接架内。所述升降管为可拆分的分段式结构。

所述锁扣包括环形扣座和夹环，其中环形扣座固定安装在所述滑轨上，所述夹环的一端与环形扣座相对应的一端铰接，所述升降管容置于夹环和环形扣座围合成的圆环内，所述夹环的另一端与所述环形扣座的另一端扣合将所述升降管锁紧。

所述船载投放支架包括船载投放水平支架和船载投放垂直支架，所述船载投放垂直支架设置于船载投放水平支架的一端，所述滑轨设置于所述船载投放垂直支架上，所述船载投放水平支架固定在船体甲板上，并所述船载投放水平支架上设有操作平台。

所述工程装备进一步包括升降机构及药剂投放搅拌及高压输运主机，所述升降机构用于驱动所述升降管的升降，所述药剂投放搅拌及高压输运主机通过可伸缩软管与所述升降管的上端口连接。所述升降机构为卷扬机。

本发明具有如下优点及有益效果：

1.深水区域沉积物表层药剂高精度投放。本发明装备可用于深水湖泊、水库、河流及近海等水下药剂的投放等水下作业，投放剂量及投放区域或密度均可严格控制，从而实现高精度的水下药品投放或辅助相关水下作业。

2.本发明所述装备可以用于大面积水上药品的投放。采用本发明所述装备，样品可以通过高压管末端连接的锥形喷射装置进行水面大面积泼洒，泼洒半径根据高压泵功率自行调整。

3.本发明所述装备在应用过程中便于运输和固定。本发明所述装备采用模块化设计，便于搬运组合，主机下方配有万向轮，可以随时托移，从而有效保障了工程操作的便捷性。

附图说明

图1为本发明的船载投放支架主视图；

图2为本发明的船载投放支架俯视图；

图3为本发明的升降管喷射药剂的示意图；

图4为本发明的药剂投放搅拌及高压输运主机的结构示意图。

其中：1为船载投放支架，2为滑轨，3为升降管，4为锁扣，5为操作平台，6为连接架，7为锥形喷射面，8为药剂投放搅拌及高压输运主机，M为进料口，N为出料口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1、图2所示，本发明提供的一种深水区水下药剂投放的工程装备，包括船载投放支架1、滑轨2、升降管3、锁扣4及喷射装置，其中船载投放支架1设置船体甲板上，所述船载投放支架1上沿高度方向设有滑轨2，所述升降管3可滑动地沿滑轨2布设、并通过安装在滑轨2上的所述锁扣4锁紧，所述喷射装置设置于所述升降管3的下端，用于喷射药剂。

如图3所示，所述喷射装置包括连接架6和锥形喷射面7，所述锥形喷射面7通过连接架6安装在所述升降管3的下端，所述锥形喷射面7的底部直径与所述升降管3的直径相同，并所述锥形喷射面7容置于所述连接架6内。本实施例中，所述连接架6由三根连接杆组成，三根连接杆周向均布，将所述锥形喷射面7与所述升降管3的下端连接。所述锥形喷射面7与所述升降管3的端部之间形成锥形喷射口，即喇叭形喷射口。由升降管3内输送的药剂落到所述锥形喷射面7上，并由所述锥形喷射面7的锥面流出，在锥形喷射口形成环状喷射，该锥形喷射口保障了药品的大面积喷射投放。

所述锁扣4包括环形扣座和夹环，其中环形扣座固定安装在所述滑轨2上，所述夹环的一端与环形扣座相对应的一端铰接，所述升降管3容置于夹环和环形扣座围合成的圆环内，所述夹环的另一端与所述环形扣座的另一端扣合将所述升降管3锁紧。所述锁扣4将升降管3固定在滑轨2上，防止升降管3脱落与摇摆。所述升降管3为可拆分的分段式结构，并采用不锈钢、耐高压耐腐蚀等材料。

所述船载投放支架1包括船载投放水平支架和船载投放垂直支架，所述船载投放垂直支架设置于船载投放水平支架的一端，所述滑轨2设置于所述船载投放垂直支架上，所述滑轨2保障升降管3的平稳运移，所述船载投放垂直支架保障升降管垂直深入水域底部。所述船载投放水平支架下方设置有多个螺孔，用于通过螺丝与船体甲板固定，上方设置有三角支架，所述船载投放水平支架上设有操作平台5，所述操作平台5为带有护栏的人工操作平台，主要用于连接或拆卸升降管3。

所述工程装备进一步包括升降机构及药剂投放搅拌及高压输运主机8，所述升降机构用于驱动所述升降管3的升降，所述升降机构可采用卷扬机。所述药剂投放搅拌及高压输运主机8内设有高压泵，所述高压泵的出料口N通过可伸缩软管与所述升降管3的上端口连接。所述伸缩软管主要用于连接高压泵与钢管管路，同时便于运移；所述高压泵主要用于运送各类药剂。所述药剂投放搅拌及高压输运主机用于药品混合与高压传动，主机下方配有万向轮，可以随时托移，如图4所示。

实施例一：河口沉积物原位修复矿物药剂的投放

河口沉积物各类污染的释放是造成上覆水体水质污染的主要原因之一。因此，为抑制沉积物污染的释放并防治再悬浮造成二次污染的发生，需要对污染沉积物进行一定的改性或修复。为此，研究小组选择烟台鱼鸟河河口及养马岛海湾作为研究对象，对该水域(水深3-8m)沉积物表层进行粘土类矿物类药剂的投放。

具体操作如下：

第一步，将船载投放支架(见附图1)各组件相互连接，将船载投放支架通过支架预留螺丝扣固定于船舶甲板上，将高压钢管(升降管3)通过三个锁扣4垂直固定于船载投放支架的滑轨2上；

第二步，用相应口径的橡胶软管连接高压钢管与药剂投放搅拌及高压输运主机出料口N，然后将粘土类矿物颗粒及粉末按照一定比例复配后加水混合；

第三步，根据水深安装高压钢管，高压钢管通过法兰将2-4m长的多个钢管连接(钢管数量由水深确定)，通过卷扬机调整钢管探入水下的深度；

第四步，将第二步复配药品注入药剂投放搅拌及高压输运主机8的进料仓M内，通过电源(电压为220/380V)控制按钮开启药剂投放搅拌及高压输运主机8进行药品传送与投放，根据预设区域适度移动船只(船载定位系统)进行药品深水下的精准投放；

第五步，完成样品投放后，关闭药剂投放搅拌及高压输运主机8的电源，通过卷扬机逐段拆卸高压钢管，清洗相关设备并分装保存。

通过对上述药品投放区沉积物相关指标的跟踪调查与对比验证，发现药品投放位置精准，投放剂量准确可信，沉积物修复取得了较为满意的效果。

实施例二：渤海中部沉积物修复生物药剂的投放

海上采油平台溢油不但会造成水体污染，同时也会造成沉积物环境质量的恶化，其中污染沉积物对底栖生物的毒性影响尤为显著，部分污染区域已经转变为海底沙漠，急需进行治理或修复。为此，研究小组以渤海中部石油污染沉积物为研究对象，对该钻井平台附近海域沉积物的石油污染区域进行了原位修复，即向沉积物表层投放负载石油降解菌的沸石颗粒及其粉砂，以实现石油污染沉积物原位生物修复的目的。

对该区域沉积物生物药剂的投放采用本发明装备，具体步骤同实施例一中的相关步骤，唯一区别体现为该区域海域较深(约30m)，而实施案例一中的水深仅为6m左右，因此只需加长垂直升降管的长度即可。

本发明装置需要的钢管及其链接法兰、角钢、伸缩软管、高压泵等均可根据投放剂量要求进行适度调配，若因工程任务或研究需要，本发明装置还可配备一定功率的发电机组同时使用，其中高压泵及发电机等均为市场成熟产品，可以直接购买。

将上述药品投放区域跟踪调查以及国内外相关文献研究结果进行对比验证，发现采用本发明装备所实施的药品投放准确，可以有效实现深水区域水下药品的有效投放，同时也证明了该装备的稳定性与可靠性，药品投放工作取得了较为满意的效果，该发明装备具有显著的推广应用的价值。

本发明解决了以往对沉积物等水下目标不能定量投放药剂的问题，本发明设备组成简单，操作便捷，尤其适用于河流、湖泊及近岸海域等深水区水下各类药剂的投放。

Claims (8)

1.一种深水区水下药剂投放的工程装备，其特征在于，包括船载投放支架(1)、滑轨(2)、升降管(3)、锁扣(4)及喷射装置，其中船载投放支架(1)设置于船体甲板上，所述船载投放支架(1)上沿高度方向设有滑轨(2)，所述升降管(3)可滑动地沿滑轨(2)布设、并通过安装在滑轨(2)上的所述锁扣(4)锁紧，所述喷射装置设置于所述升降管(3)的下端，用于喷射药剂。

2.按权利要求1所述的深水区水下药剂投放的工程装备，其特征在于，所述喷射装置包括连接架(6)和锥形喷射面(7)，所述锥形喷射面(7)通过连接架(6)安装在所述升降管(3)的下端，所述锥形喷射面(7)与所述升降管(3)的端部之间形成锥形喷射口。

3.按权利要求2所述的深水区水下药剂投放的工程装备，其特征在于，所述锥形喷射面(7)的底部直径与所述升降管(3)的直径相同，并所述锥形喷射面(7)容置于所述连接架(6)内。

4.按权利要求1所述的深水区水下药剂投放的工程装备，其特征在于，所述升降管(3)为可拆分的分段式结构。

5.按权利要求1所述的深水区水下药剂投放的工程装备，其特征在于，所述锁扣(4)包括环形扣座和夹环，其中环形扣座固定安装在所述滑轨(2)上，所述夹环的一端与环形扣座相对应的一端铰接，所述升降管(3)容置于夹环和环形扣座围合成的圆环内，所述夹环的另一端与所述环形扣座的另一端扣合将所述升降管(3)锁紧。

6.按权利要求1所述的深水区水下药剂投放的工程装备，其特征在于，所述船载投放支架(1)包括船载投放水平支架和船载投放垂直支架，所述船载投放垂直支架设置于船载投放水平支架的一端，所述滑轨(2)设置于所述船载投放垂直支架上，所述船载投放水平支架固定在船体甲板上，并所述船载投放水平支架上设有操作平台(5)。

7.按权利要求1-6任一项所述的深水区水下药剂投放的工程装备，其特征在于，所述工程装备进一步包括升降机构及药剂投放搅拌及高压输运主机(8)，所述升降机构用于驱动所述升降管(3)的升降，所述药剂投放搅拌及高压输运主机(8)通过可伸缩软管与所述升降管(3)的上端口连接。

8.按权利要求7所述的深水区水下药剂投放的工程装备，其特征在于，所述升降机构为卷扬机。