CN111115956B - 一种海洋水体污染治理的装置及修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种海洋水体污染治理的装置及修复方法，包括漂浮主体、收集装置、分离装置、燃烧装置和投放装置，漂浮主体分为漂浮部和处理部，漂浮部上设有监测装置和太阳能面板，收集装置包括环绕设置在漂浮部边缘处用于收集海面漂浮石油的多个集油口，处理部包括浮子和动力装置，分离装置的油水分离罐包括石油层、分离层、海水层、亲油疏水膜、亲水疏油膜、输油泵，燃烧装置包括雾化器、喷油管和点火器，投放装置包括存储罐、喷液口和加压泵。总之，本发明具有结构新颖、使用方便、高效便捷等优点。

Description

一种海洋水体污染治理的装置及修复方法

技术领域

本发明属于水体修复技术领域，具体是涉及一种海洋水体污染治理的装置及修复方法。

背景技术

海洋污染通常是指人类改变了海洋原来的状态，使海洋生态系统遭到破坏。有害物质进入海洋环境而造成的污染，会损害生物资源，危害人类健康，妨碍捕鱼和人类在海上的其他活动，损坏海水质量和环境质量等。海洋面积辽阔，储水量巨大，因而长期以来是地球上最稳定的生态系统。由陆地流入海洋的各种物质被海洋接纳，而海洋本身却没有发生显著的变化。然而近几十年，随着世界工业的发展，海洋的污染也日趋严重，使局部海域环境发生了很大变化，并有继续扩展的趋势。

海洋环境保护是在调查研究的基础上，针对海洋环境方面存在的问题，依据海洋生态平衡的要求制定的有关法规，并运用科学的方法和手段来调整海洋开发和环境生态间的关系，以达到海洋资源的持续利用的目的。海洋环境是人类赖以生存和发展的自然环境的重要组成部分，包括海洋水体、海底和海面上空的大气，以及同海洋密切相关，并受到海洋影响的沿岸和河口区域。海洋环境问题的产生，主要是人们在开发利用海洋的过程中，没有考虑海洋环境的承受能力，低估了自然界的反作用，使海洋环境受到不同程度的损坏。首先是向海洋排放污染物；其次是某些不合理的海岸工程建设，给海洋环境带来的严重影响；第三是对水产资源的酷捕，对红树林、珊瑚礁的乱采乱伐，也危及到生态平衡。上述问题的存在已对人类生产和生活均构成了严重威胁。为此，海洋环境保护问题已成为当今全球关注的热点之一。

目前石油泄漏对于海洋的污染十分严重，治理迫在眉睫，但是普通的吸附拦截处理效果并不好，而且无法修复被污染的海洋生态系统，所以，本发明提供了一种海洋水体污染治理的装置及修复方法。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供了一种海洋水体污染治理的装置及修复方法。

本发明的技术方案是：一种海洋水体污染治理的装置，主要包括漂浮主体、收集装置、分离装置、燃烧装置和投放装置，

所述漂浮主体分为漂浮部和处理部，所述漂浮部为碟状，漂浮部上设有用于监测海面石油位置的监测装置和用于将太阳能转换为电能的太阳能面板，

所述收集装置包括环绕设置在漂浮部边缘处用于收集海面漂浮石油的多个集油口，

所述处理部为密封连接在漂浮部下方的柱状筒体，处理部包括环绕设置在漂浮部与处理部连接处用于提升漂浮主体浮力的浮子，设置在处理部底部用于为漂浮主体提供驱动力的动力装置，

所述分离装置包括设置在处理部内的油水分离罐，所述油水分离罐包括由内向外设置的石油层、分离层、海水层，所述石油层与分离层之间通过可以通过石油隔绝海水的亲油疏水膜间隔，所述海水层与分离层之间通过可以通过海水阻隔石油的亲水疏油膜间隔，分离层与所述集油口连通，石油层内部设有输油泵，所述输油泵与所述燃烧装置连接，

燃烧装置包括与输油泵连接用于将石油雾化的雾化器，与所述雾化器连接用于将雾状石油喷出的喷油管，所述喷油管设置在漂浮部上间隙处，喷油管喷口处设置有用于点火的点火器，

所述投放装置设置在处理部内，投放装置包括存储石油降解菌液的存储罐，环绕设置在处理部侧面的喷液口，所述喷液口通过加压泵分别与所述存储罐的出液口、所述海水层的出液口连接，用于将存储罐内的石油降解菌液经海水稀释后向海洋中喷射。

进一步地，所述集油口设有用于阻隔海面漂浮垃圾的拦截网，避免海面漂浮垃圾对装置造成堵塞。

进一步地，所述监测装置环绕设置在漂浮部上的多个摄像头，所述摄像头上方设有用于避免摄像头被浸湿的保护罩，保护罩内还设有与摄像头连接用于识别海面石油的处理器，通过摄像头识别海面石油分部情况，收集处理效率高。

进一步地，所述动力装置包括设置在处理部内底部与所述太阳能面板电性连接的电驱动机，与所述电驱动机通过传动轴连接的螺旋桨，所述螺旋桨与传动轴连接处设有用于调节螺旋桨方向的转向机，螺旋桨可以任意改变行进方向。

进一步地，所述处理部侧面设有用于通过低频率声波驱赶海洋生物避免撞击漂浮主体的声波发生器，避免海洋生物对装置造成破坏。

进一步地，所述处理部侧面设有用于向存储罐内添加石油降解菌液的加料口，在石油降解菌液耗尽后方便再次添加。

利用上述装置进行海洋水体污染治理的修复方法，主要包括以下步骤：

S1：估算海洋水体污染面积，按照每平方公里投放一个漂浮主体向被石油污染的海洋水体投放漂浮主体，

S2：漂浮主体在浮子的浮力作用下漂浮在海面上，监测装置的摄像头拍摄漂浮主体附近水面照片并通过处理器分析海面石油分布情况，通过处理器向动力装置发送移动指令，使漂浮主体移动至漂浮有石油的海面处，在移动过程中集油口将石油和海水收集至收集装置内；

S3：进入收集装置内的石油混合海水被送至油水分离罐的分离层，石油通过亲油疏水膜进入石油层，海水经过亲水疏油膜进入海水层，实现油水分离；

S4：在监测装置监测到漂浮主体周围无石油漂浮时，石油层内的石油经输油泵输送至燃烧装置的雾化器进行雾化，然后通过喷油管喷出，喷出的同时点火器将雾状石油点燃，当漂浮主体周围出现石油漂浮层时，输油泵停止供油；

S5：海水层内分离出的海水输送至加压泵，投放装置的存储罐向加压泵输送石油降解菌液，石油降解菌液与海水混合后经喷液口加压喷出，石油降解菌液对海洋中的石油进行降解。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种海洋水体污染治理的装置，通过将漂浮主体投放至被石油污染的海洋上，设置集油口对海面漂浮石油进行收集，并且通过油水分离罐对石油和海水进行分离，分离后的石油通过燃烧装置直接进行燃烧处理，收集分离的石油再加工处理使用十分麻烦，成本也过高，直接就地燃烧可以节省油水分离罐的空间，以便处理更多被污染海水，分离后的海水中添加石油高效降解菌后重新喷入海洋，利用微生物对海洋中的石油进行分解，实现了被污染海洋水体的整体治理与修复。总之，本发明具有结构新颖、使用方便、高效便捷等优点。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的剖面结构示意图；

图3是本发明的油水分离罐结构示意图。

其中，1-漂浮主体、11-漂浮部、111-集油口、1111-拦截网、112-监测装置、1121-摄像头、1122-保护罩、1123-处理器、113-太阳能面板、12-处理部、121-浮子、122-动力装置、1221-电驱动机、1222-传动轴、1223-螺旋桨、1224-转向机、123-声波发生器、124-加料口、2-收集装置、3-分离装置、31-油水分离罐、311-石油层、312-分离层、313-海水层、314-亲油疏水膜、315-亲水疏油膜、316-输油泵、4-燃烧装置、41-雾化器、42-喷油管、43-点火器、5-投放装置、51-存储罐、52-喷液口、53-加压泵。

具体实施方式

为便于对本发明技术方案的理解，下面结合附图1-2和具体实施例对本发明做进一步的解释说明，实施例并不构成对发明保护范围的限定。

实施例：如图1所示，一种海洋水体污染治理的装置，主要包括漂浮主体1、收集装置2、分离装置3、燃烧装置4和投放装置5，

漂浮主体1分为漂浮部11和处理部12，漂浮部11为碟状，漂浮部11上设有用于监测海面石油位置的监测装置112和用于将太阳能转换为电能的太阳能面板113，监测装置112环绕设置在漂浮部11上的多个摄像头1121，摄像头1121上方设有用于避免摄像头1121被浸湿的保护罩1122，保护罩1122内还设有与摄像头1121连接用于识别海面石油的处理器1123，

收集装置2包括环绕设置在漂浮部11边缘处用于收集海面漂浮石油的多个集油口111，集油口111设有用于阻隔海面漂浮垃圾的拦截网1111，

处理部12为密封连接在漂浮部11下方的柱状筒体，处理部12包括环绕设置在漂浮部11与处理部12连接处用于提升漂浮主体1浮力的浮子121，设置在处理部12底部用于为漂浮主体1提供驱动力的动力装置122，动力装置122包括设置在处理部12内底部与太阳能面板113电性连接的电驱动机1221，与电驱动机1221通过传动轴1222连接的螺旋桨1223，螺旋桨1223与传动轴1222连接处设有用于调节螺旋桨1223方向的转向机1224，

处理部12侧面设有用于通过低频率声波驱赶海洋生物避免撞击漂浮主体1的声波发生器123和用于向存储罐51内添加石油降解菌液的加料口124，

分离装置3包括设置在处理部12内的油水分离罐31，油水分离罐31包括由内向外设置的石油层311、分离层312、海水层313，石油层311与分离层312之间通过可以通过石油隔绝海水的亲油疏水膜314间隔，海水层313与分离层312之间通过可以通过海水阻隔石油的亲水疏油膜315间隔，分离层312与集油口111连通，石油层311内部设有输油泵316，输油泵316与燃烧装置4连接，

燃烧装置4包括与输油泵316连接用于将石油雾化的雾化器41，与雾化器41连接用于将雾状石油喷出的喷油管42，喷油管42设置在漂浮部11上间隙处，喷油管42喷口处设置有用于点火的点火器43，

投放装置5设置在处理部12内，投放装置5包括存储石油降解菌液的存储罐51，环绕设置在处理部12侧面的喷液口52，喷液口52通过加压泵53分别与存储罐51的出液口、海水层313的出液口连接，用于将存储罐51内的石油降解菌液经海水稀释后向海洋中喷射，

上述摄像头112为NTSC高清夜视摄像头、处理器1123为Visconti™系列图像识别处理器、电驱动机1221为1LE0001高效低压电动机、转向机1224为LY110DX电动旋转机、声波发生器123为PDUS210低频声波发生器、亲油疏水膜314为PI基膜、亲水疏油膜315为复合型PTFE/PAN亲水疏油膜、输油泵316为KCB型输油泵、雾化器41为Limitless RDTA plus无极限雾化器、点火器43为BWFD-20防爆点火器、加压泵53为D6-25增压泵、石油降解菌为BDB-n生物降解菌。

利用上述装置进行海洋水体污染治理的修复方法，主要包括以下步骤：

S1：估算海洋水体污染面积，按照每平方公里投放一个漂浮主体1向被石油污染的海洋水体投放漂浮主体1，

S2：漂浮主体1在浮子121的浮力作用下漂浮在海面上，监测装置112的摄像头1121拍摄漂浮主体1附近水面照片并通过处理器1123分析海面石油分布情况，通过处理器1123向动力装置122发送移动指令，使漂浮主体移动至漂浮有石油的海面处，在移动过程中集油口111将石油和海水收集至收集装置2内；

S3：进入收集装置2内的石油混合海水被送至油水分离罐31的分离层312，石油通过亲油疏水膜314进入石油层311，海水经过亲水疏油膜315进入海水层313，实现油水分离；

S4：在监测装置112监测到漂浮主体1周围无石油漂浮时，石油层311内的石油经输油泵316输送至燃烧装置4的雾化器41进行雾化，然后通过喷油管42喷出，喷出的同时点火器43将雾状石油点燃，当漂浮主体1周围出现石油漂浮层时，输油泵316停止供油；

S5：海水层313内分离出的海水输送至加压泵53，投放装置5的存储罐51向加压泵53输送石油降解菌液，石油降解菌液与海水混合后经喷液口52加压喷出，石油降解菌液对海洋中的石油进行降解。

应用例：选取东海某石油污染海域，测到该污染海域中石油浓度为136.8g/L，将污染海域分为两部分，一部分海域投放上述实施例中的治理装置，并根据上述修复方法进行水体修复，另一部分海域使用传统草垫吸附等手段治理，分别治理1个月；

由本发明提供的治理装置治理的海域中石油浓度降至1.25g/L，且海面无石油漂浮；

而通过传统方法治理的海域中石油浓度为69.84g/L，且海面漂浮油污较多；

结论：综上所述，本发明提供的治理装置可以明显降低海洋中泄漏石油浓度，修复海洋生态系统，避免泄漏石油发生扩散。

Claims (6)

1.一种海洋水体污染治理的装置，其特征在于，主要包括漂浮主体（1）、收集装置（2）、分离装置（3）、燃烧装置（4）和投放装置（5），

所述漂浮主体（1）分为漂浮部（11）和处理部（12），所述漂浮部（11）为碟状，漂浮部（11）上设有用于监测海面石油位置的监测装置（112）和用于将太阳能转换为电能的太阳能面板（113），

所述收集装置（2）包括环绕设置在漂浮部（11）边缘处用于收集海面漂浮石油的多个集油口（111），

所述处理部（12）为密封连接在漂浮部（11）下方的柱状筒体，处理部（12）包括环绕设置在漂浮部（11）与处理部（12）连接处用于提升漂浮主体（1）浮力的浮子（121），设置在处理部（12）底部用于为漂浮主体（1）提供驱动力的动力装置（122），

所述分离装置（3）包括设置在处理部（12）内的油水分离罐（31），所述油水分离罐（31）包括由内向外设置的石油层（311）、分离层（312）、海水层（313），所述石油层（311）与分离层（312）之间通过可以通过石油隔绝海水的亲油疏水膜（314）间隔，所述海水层（313）与分离层（312）之间通过可以通过海水阻隔石油的亲水疏油膜（315）间隔，分离层（312）与所述集油口（111）连通，石油层（311）内部设有输油泵（316），所述输油泵（316）与所述燃烧装置（4）连接，

燃烧装置（4）包括与输油泵（316）连接用于将石油雾化的雾化器（41），与所述雾化器（41）连接用于将雾状石油喷出的喷油管（42），所述喷油管（42）设置在漂浮部（11）上间隙处，喷油管（42）喷口处设置有用于点火的点火器（43），

所述投放装置（5）设置在处理部（12）内，投放装置（5）包括存储石油降解菌液的存储罐（51），环绕设置在处理部（12）侧面的喷液口（52），所述喷液口（52）通过加压泵（53）分别与所述存储罐（51）的出液口、所述海水层（313）的出液口连接，用于将存储罐（51）内的石油降解菌液经海水稀释后向海洋中喷射，

所述监测装置（112）环绕设置在漂浮部（11）上的多个摄像头（1121），所述摄像头（1121）上方设有用于避免摄像头（1121）被浸湿的保护罩（1122），保护罩（1122）内还设有与摄像头（1121）连接用于识别海面石油的处理器（1123）。

2.根据权利要求1所述的一种海洋水体污染治理的装置，其特征在于，所述集油口（111）设有用于阻隔海面漂浮垃圾的拦截网（1111）。

3.根据权利要求1所述的一种海洋水体污染治理的装置，其特征在于，所述动力装置（122）包括设置在处理部（12）内底部与所述太阳能面板（113）电性连接的电驱动机（1221），与所述电驱动机（1221）通过传动轴（1222）连接的螺旋桨（1223），所述螺旋桨（1223）与传动轴（1222）连接处设有用于调节螺旋桨（1223）方向的转向机（1224）。

4.根据权利要求1所述的一种海洋水体污染治理的装置，其特征在于，所述处理部（12）侧面设有用于向存储罐（51）内添加石油降解菌液的加料口（124）。

5.根据权利要求1所述的一种海洋水体污染治理的装置，其特征在于，所述监测装置（112）内设置有多个摄像头（1121）。

6.利用权利要求1-5任意一项所述的装置进行海洋水体污染治理的修复方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

S1：估算海洋水体污染面积，按照每平方公里投放一个漂浮主体（1）向被石油污染的海洋水体投放漂浮主体（1），

S2：漂浮主体（1）在浮子（121）的浮力作用下漂浮在海面上，监测装置（112）的摄像头（1121）拍摄漂浮主体（1）附近水面照片并通过处理器（1123）分析海面石油分布情况，通过处理器（1123）向动力装置（122）发送移动指令，使漂浮主体移动至漂浮有石油的海面处，在移动过程中集油口（111）将石油和海水收集至收集装置（2）内；

S3：进入收集装置（2）内的石油混合海水被送至油水分离罐（31）的分离层（312），石油通过亲油疏水膜（314）进入石油层（311），海水经过亲水疏油膜（315）进入海水层（313），实现油水分离；

S4：在监测装置（112）监测到漂浮主体（1）周围无石油漂浮时，石油层（311）内的石油经输油泵（316）输送至燃烧装置（4）的雾化器（41）进行雾化，然后通过喷油管（42）喷出，喷出的同时点火器（43）将雾状石油点燃，当漂浮主体（1）周围出现石油漂浮层时，输油泵（316）停止供油；

S5：海水层（313）内分离出的海水输送至加压泵（53），投放装置（5）的存储罐（51）向加压泵（53）输送石油降解菌液，石油降解菌液与海水混合后经喷液口（52）加压喷出，石油降解菌液对海洋中的石油进行降解。

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