CN202766393U - 近岸海水污染及海底污泥清除装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种近岸海水污染及海底污泥清除装置，包括浮于海面的平台、蓄电池、光伏转换单元、控制单元、电解单元、固定单元及流体动力单元；所述蓄电池设置在所述平台上；所述光伏转换单元设置在所述平台上且在控制单元的控制下为所述蓄电池充电；所述电解单元设在所述平台下部并进入海水中，在控制单元的控制下与所述蓄电池连接并电解海水；所述固定单元设在所述平台底部，用于在需要时使所述污染清除装置固定在特定位置；所述流体动力单元设置在所述平台底部并进入海水中，在所述控制单元的控制下使所述平台在海水中移动。实施本实用新型的近岸海水污染及海底污泥清除装置，具有以下有益效果：使用方便、成本较低。

Description

近岸海水污染及海底污泥清除装置

技术领域

本实用新型涉及环境保护领域，更具体地说，涉及一种近岸海水污染及海底污泥清除装置。

背景技术

  环境污染，尤其是一些近海湾入海口海水人为污染的问题，在我们国家比较严重，面对我国环境保护现状及国际绿色堡垒所带来的压力，在我国开展海洋环境保护技术开发和研究，解决困扰我国社会和经济发展中的重大环境保护问题显得非常紧迫。由于海水污染的因素有很多种，如家庭生活污水、工业废水、油田废水等等，所以此类污水的水质状况具有不确定性，应兼顾考虑电化学附集、氧化还原、物理吸附和絮凝沉淀等多种化学和电化学作用，配合采用新型氧化还原处理技术，使污水中难以降解的物质转变为易降解物质，使大分子物质进一步分解为小分子物质或进一步无机化，从而深度降低污水有害物的浓度，去除色度，达到国家污水综合排放标准。

次氯酸钠是一种广谱的强氧化、消毒剂，在水行业广为应用。次氯酸钠可用于污水（医院含菌污水，电镀含氰废水）处理、养殖业的消毒，还可用于游泳池、生活饮用水、生活污水消毒、食品加工厂环境和医疗器械、饮食店、公共食堂的餐具和饮具消毒。次氯酸钠一般是在工厂内由电解低浓度氯化钠溶液或稀盐酸溶液制成，其生产过程中要消耗大量的电力，且价格稍嫌昂贵，同时，将成品次氯酸钠用于水污染的清除是还会面临运输、存储、使用剂量等问题，带来使用的不便和成本的增加。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述成本较高、使用不便的缺陷，提供一种使用方便、成本较低的近岸海水污染及海底污泥清除装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种近岸海水污染及海底污泥清除及海底污泥装置，其特征在于，包括浮于海面的平台、蓄电池、光伏转换单元、控制单元、电解单元、固定单元及流体动力单元；所述蓄电池设置在所述平台上；所述光伏转换单元设置在所述平台上且在控制单元的控制下为所述蓄电池充电；所述电解单元设在在所述平台下部并进入海水中，在控制单元的控制下与所述蓄电池连接并电解海水；所述固定单元设在所述平台底部，用于在需要时使所述污染清除装置固定在特定位置；所述流体动力单元设置在所述平台底部并进入海水中，在所述控制单元的控制下使所述平台在海水中移动。

在本实用新型所述的近岸海水污染及海底污泥清除装置中，所述电解单元包括用于电解海水的套筒式钛电极组，所述电极组包括阴极和阳极，所述阴极和阳极均为网状材料构成的圆筒形,其阴极为钛电极，固定于平台下部；其阳极为由所述阴极包围的、采用涂层钛的电极。

在本实用新型所述的近岸海水污染及海底污泥清除装置中，所述电解单元还包括用于根据水体的污染程度和所述蓄电池的电量并在所述控制单元的控制下调节所述阳极与所述阴极之间的最小距离的螺杆和螺套副。

在本实用新型所述的近岸海水污染及海底污泥清除装置中，所述阳极上还设置有多个向包围所述阳极的阴极方向延伸的尖锐凸起。

在本实用新型所述的近岸海水污染及海底污泥清除装置中，所述流体动力单元包括多个安装在所述平台不同位置的流体驱动装置，所述多个流体驱动装置分别与所述控制单元的不同控制输出端连接。

在本实用新型所述的近岸海水污染及海底污泥清除装置中，还包括无线接收单元，所述无线数据接收、发送单元，所述无线数据接收、发送单元接收外部传送给所述平台的控制信号，并将接收到的信号传输到所述控制单元；还包括用于接收卫星定位信号，并将当前平台的位置信息传输到所述控制单元的GPS定位单元。

在本实用新型所述的近岸海水污染及海底污泥清除装置中，还包括用于检测所述平台所处位置水质状态和蓄电池状态、并将测得数据传输给所述控制单元的检测单元。所述无线数据接收、发送单元将本地信息发送传输到外部数据处理中心。

在本实用新型所述的近岸海水污染及海底污泥清除装置中，所述检测单元包括用于检测当前平台所在位置的海水水质的水体监测装置，所述水体监测装置取得表示平台所在水域水质状态的数据并将其传输到所述控制单元，所述控制单元依据其接收到的水质数据调节所述电解单元的工作状态。

在本实用新型所述的近岸海水污染及海底污泥清除装置中，所述检测单元包括用于检测蓄电池当前状态的电源监测装置，所述电源监测装置取得表示所述蓄电池为所述电解单元供电状态的数据并将其传输到所述控制单元，所述控制单元依据其接收到的蓄电池供电数据调节所述电解单元的工作状态。 

在本实用新型所述的近岸海水污染及海底污泥清除装置中，还包括受所述控制单元控制、用于定时清除所述光伏转换单元表面的清扫装置。

实施本实用新型的近岸海水污染及海底污泥清除装置，具有以下有益效果：由于该装置直接位于需要清除污染的海面，并由于使用太阳能为蓄电池充电并使用蓄电池电解海水，其产生的次氯酸钠直接用于该装置不但可以进行所在的海域海水的去污处理，并可将所在区域的海底污泥变为细小黄沙，以达到清除海底污泥的目的。所以该装置使用方便、成本较低。

附图说明

图1是本实用新型近岸海水污染及海底污泥清除装置实施例的结构示意图；

图2是所述实施例中电解单元结构示意图；

图3是所述实施例中一种情况下凸起的剖面位置示意图；

图4是图3的俯视图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步说明。

如图1所示，在本实用新型近岸海水污染及海底污泥清除装置实施例中，该海水污染及海底污泥清除装置包括控制单元1、光伏转换单元2、蓄电池3、电解单元4、流体动力单元5、GPS定位单元6、无线接收单元7、固定单元8以及检测单元9。在本实施例中，上述各单元均设置在一个平台上（图1中未示出），该平台浮于需要清除污染的近岸海面上；其中，电解单元4、流体动力单元5、固定单元8及检测单元9均安装在上述平台的底部，并进入海水之中；而控制单元1、光伏转换单元2、蓄电池3、定位单元6以及无线接收单元7则安装在上述平台之中或之上，不与海水接触，以保持正常的工作状态。在本实施例中，上述光伏转换单元2将太阳能转换为电能并为蓄电池3充电，而蓄电池3则为安装在平台上的各部件提供电源，其中，对于电解单元4和流体动力单元5是通过单独的线路提供电源的，这是由于这两个单元使用电能的功率较大，不同于其他单元。对于上述各单元而言，控制单元1是其核心，所有单元都在控制单元1的作用下有序工作。其中，控制单元1分别控制电解单元4、流体动力单元5、固定单元8的工作与否以及工作状态；而定位单元6、无线数据接收、发送单元7及检测单元9收到或得到的信号或数据都是传输到上述控制单元1的，控制单元1根据收到的这些信号，决定输出到电解单元4、流体动力单元5以及固定单元8的控制信号，继而控制这些单元的工作与否及工作状态。无线数据接收、发送单元7并将本地信息发送传输到外部数据处理中心

在本实施例中，上述光伏转换单元2不断地将太阳能转换为电能，并为蓄电池3充电，所以，蓄电池3的状态是在不断地变化的；同时，如果蓄电池3为电解单元4供电，使得电解单元4工作，电解海水得到次氯酸钠以清除、分解海水中的污染物，则由于电解使用的电能较多，蓄电池3的状态变化也较快。为了达到一个较好的电解效果，能够实现本实施例中使用次氯酸钠消除污染物的目的，在本实施例中，可以通过控制单元1得到蓄电池3的状态，并依据该状态调节电解单元4的工作状态，使得上述装置能够一直以最佳电解功率密度的状态下实施对海水的电解。

请参见图2，在本实施例中，电解单元4包括一组套筒式钛电极组，其阴极22为网状栅格圆筒体式钛电极，固定于平台底部21；其阳极23为采用DSA(涂层钛电极)的圆柱状钛电极，其同样由具有栅格的网状材料构成圆筒形；阳极23被阴极22包围（换句话说，阳极23套在阴极22内），通过螺杆24、螺套25副驱动，阳极23可进行上下位移运动，调节其入水的深度。上述螺杆24与阳极23连接，当螺杆24上下移动时，阳极23随之移动。上述电极组，由所述控制单元根据水体的污染程度和蓄电池的电量发出指令控制螺杆23的位置进而控制圆柱状阳极23的入水深度，从而控制电极组的实际作用表面积及电解功率密度，以达到最佳电解效果。在本实施例中，由于近岸海水污染及海底污泥清除装置工作在海水被污染的近岸，在海水中可能会存在一些漂浮物或污染物，或者海水中可能包含较多的杂质；如果这些存在于海水中的物体进入到电极组的阴极和阳极之间，可能会给电解带来不利的因素，导致电极组的寿命降低或电解效果变差。为此，在本实施例中，采用阴极22为具有栅格的网状材料构成的圆筒体式钛电极（即其材料为钛合金或其表面具有钛镀层的合金），这使得在一定程度上降低这些海水中的物体进入到上述阴极22和阳极23之间的可能性，使得电解时的放电路径上较为清洁，从而在一定程度上使得电解效果得以保证。

在本实施例中，该套筒式钛电极组，其中阴极22固定连接在上述平台底部21，在该平台底部21，还设置有驱动圆柱状阳极23上下位移运动螺杆24、螺套25，圆柱状阳极23上部为螺杆23，与垂直位置限位、水平位置可旋转的螺套25配合，通过可旋转的螺套25控制圆柱状阳极的入水深度而控制电极组的实际作用表面积及电解功率密度，以达到最佳电解效果。而网状栅格圆筒体式阴极22有利作为电解液的海水交换，继而达到电解海水产生次氯酸钠的目的。在控制单元1的控制下，圆柱状阳极可以上下移动，当其移动时，实际上调节了上述电极之间的表面积，这样使得能在最佳电解效果的电解功率密度工作，以便适应污染程度不同的海水状况及蓄电池3的状态。例如，当蓄电池3的电压较高时，可以将圆柱状阳极入水深度加深，而随着蓄电池3电量的减少，达不到理想的电解功率密度时则可以将阳极升高，减小入水深度，为此，可以在控制单元1的指令下，以保持较好的电解效果。

在本实施例中，为了进一步使得蓄电池电量较小时也能够顺利实现电解，在上述的网格状的阳极23上，还设置有多个阴极22方向凸起31（即对于阳极23围成的网状圆筒形而言，是向外凸起），使得电解更易于发生或效果更好。在本实施例中，这些凸起31可以分为一组或多组，每组凸起均匀分布在上述阳极23的一个圆周上，并且围绕上述阳极23；在一些情况下，上述凸起31也可以不是设置在上述阳极23上，而是设置在上述阴极22上（此时，其凸起方向向内，即该凸起的尖端朝向上述阳极23），其同样可以分为一组或多组，每组凸起均匀分布在上述阴极22的一个圆周上；在阳极23上设置凸起31可能会得到更好的电解效果，但是，其也会带来较为复杂的阳极23的结构。具体情况请参见图3和图4，其中，图4是图3的俯视图。

图2示出了本实施例中平台底部21、网状栅格圆筒体式阴极22、被阴极22包围的网状栅格圆筒体式阳极23、螺杆24以及螺套25之间的关系。在本实施例中，控制单元1在接收到检测单元9发送来的表示蓄电池3现有电量的信号后，决定上述圆柱状阳极23的入水深度，并通过输出控制信号，驱动螺套25旋转来满足电解功率密度的要求；例如，在上述阳极23与螺杆24固定连接，螺杆24与螺套25配合连接，而螺套25由受上述控制信号控制的电机（图中未示出）驱动，电机转轴通过减速装置（图中未示出）后驱动螺套25旋转，当电机在控制信号的作用下旋转时，带动螺套25旋转（方向可逆），进而使得阳极23与螺杆24上下移动，达到调节电解功率密度的目的。

在本实施例中，上述套筒式钛电极组的作用是：有利于电解所生成的次氯酸钠与海水交换，电解功率密度可控。钛电极以钛为基板，众所周知，钛是一种所谓的“阀”型金属，它在盐水中用作阴极时是导电的，用作阳极则不导电，但涂上一层搪瓷-电催化-半导电涂层就可成为导电性良好的阳极，本实施例中的阳极就使用了这种基板材料及涂层。

对于本实施例而言，影响或决定上述两个电极的作用表面积并不仅仅是蓄电池3的状态，在蓄电池3的状态允许的情况下，控制单元1还可以根据检测单元9检测的水质情况，调节上述两个电极之间的作用表面积，例如，当水质较差时，控制单元1将在蓄电池3状态允许的情况下，尽量使得两个电极之间的作用表面积加大，以产生较多的次氯酸钠；而在水质较好的情况下，控制单元1将使得上述两个电极之间的作用表面积变小，以尽量节省能源并产生较少的次氯酸钠，防止对水体产生过度的消杀。

在本实施例中，流体动力单元5包括多个安装在平台上不同位置的流体驱动装置，多个流体驱动装置分别与控制单元1的不同控制输出端连接。具体而言，上述流体驱动装置是由电机驱动的螺旋桨，当电机在控制单元1的作用下通电旋转时，带动螺旋桨转动，从而使得平台向该螺旋桨安装方向的相反方向移动。在本实施例中，一个电机和一个螺旋桨组成一个流体驱动装置，控制单元1的一个输出端控制该电机是否连接到电源（即蓄电池的一个电压输出端）上。本实施例中设置有4个流体动力装置，其分别安装在上述平台底部的四个方向，每组流体动力装置的安装角度为90度，每组流体动力装置分别与控制单元1的不同输出端连接。这样，当上述控制单元输出一个或多个控制信号时，在相关流体驱动装置的作用下，平台可以在海平面上沿任意一个方向移动。

如上所述，在本实施例中，该装置还包括无线接收单元7和GPS定位单元6，无线接收单元7接收外部传送给平台的控制信息，将接收到的信息传输到控制单元1；GPS定位单元6接收卫星定位信号，将当前平台的位置信息传输到控制单元1；而控制单元1则比较上述两种数据，并得到控制信号，输出这些控制信号使装置完成预定的功能。例如，无线接收单元7接收到下一步平台所在位置，而GPS定位单元6确定当前平台所在位置，二者的数据均发送到控制单元1，控制单元1比较两个数据，发现二者不等时，采取设定的方法，将二者之间的差别转换为相应的一个或多个流体驱动装置的驱动信号，使得平台向下一步所在位置移动；当发现二者相同时，控制单元1输出控制信号，使得固定单元8将平台固定在该位置；在本实施例中，固定单元8是一个带有可收放线缆的锚，放出线缆使锚接触到海底即可固定该平台位置。

在本实施例中，还包括受控制单元1控制、用于定时清除光伏转换单元2表面的清扫装置。表面清扫装置是直接将海水经高压水泵以喷射式水柱的方式喷洒到上述光伏转换单元的光伏电池板表面，对光伏电池板表面的灰尘进行清扫，以保证其光伏变换效率。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种近岸海水污染及海底污泥清除装置，其特征在于，包括浮于海面的平台、蓄电池、光伏转换单元、控制单元、电解单元、固定单元及流体动力单元；所述蓄电池设置在所述平台上；所述光伏转换单元设置在所述平台上且在控制单元的控制下为所述蓄电池充电；所述电解单元设在所述平台下部并进入海水中，在控制单元的控制下与所述蓄电池连接并电解海水；所述固定单元设在所述平台底部，用于在需要时使所述污染清除装置固定在特定位置；所述流体动力单元设置在所述平台底部并进入海水中，在所述控制单元的控制下使所述平台在海水中移动。

2.根据权利要求1所述的近岸海水污染及海底污泥清除装置，其特征在于，所述电解单元包括用于电解海水的套筒式钛电极组，所述电极组包括阴极和阳极，所述阴极和阳极均为网状材料构成的圆筒形,其阴极为钛电极，固定于平台下部；其阳极为由所述阴极包围的、采用涂层钛的电极。

3.根据权利要求2所述的近岸海水污染及海底污泥清除装置，其特征在于，所述电解单元还包括用于根据水体的污染程度和所述蓄电池的电量并在所述控制单元的控制下调节所述阳极与所述阴极之间的最小距离的螺杆和螺套副。

4.根据权利要求3所述的近岸海水污染及海底污泥清除装置，其特征在于，所述阳极上还设置有多个向包围所述阳极的阴极方向延伸的尖锐凸起。

5.根据权利要求4所述的近岸海水污染及海底污泥清除装置，其特征在于，所述流体动力单元包括多个安装在所述平台不同位置的流体驱动装置，所述多个流体驱动装置分别与所述控制单元的不同控制输出端连接。

6.根据权利要求5所述的近岸海水污染及海底污泥清除装置，其特征在于，还包括无线数据接收、发送单元，所述无线数据接收、发送单元接收外部传送给所述平台的控制信号，并将接收到的信号传输到所述控制单元；所述无线数据接收、发送单元将本地信息发送传输到外部数据处理中心；还包括用于接收卫星定位信号，并将当前平台的位置信息传输到所述控制单元的GPS定位单元。

7.根据权利要求6所述的近岸海水污染及海底污泥清除装置，其特征在于，还包括用于检测所述平台所处位置水质状态和蓄电池状态、并将测得数据传输给所述控制单元的检测单元。

8. 根据权利要求7所述的近岸海水污染及海底污泥清除装置，其特征在于，所述检测单元包括用于检测当前平台所在位置的海水水质的水体监测装置，所述水体监测装置取得表示平台所在水域水质状态的数据并将其传输到所述控制单元，所述控制单元依据其接收到的水质数据调节所述电解单元的工作状态。

9.根据权利要求8所述的近岸海水污染及海底污泥清除装置，其特征在于，所述检测单元包括用于检测蓄电池当前状态的电源监测装置，所述电源监测装置取得表示所述蓄电池为所述电解单元供电状态的数据并将其传输到所述控制单元，所述控制单元依据其接收到的蓄电池供电数据调节所述电解单元的工作状态。

10. 根据权利要求9所述的近岸海水污染及海底污泥清除装置，其特征在于，还包括受所述控制单元控制的喷射式水柱冲洗装置、用于定时清除所述光伏转换单元表面的清扫装置。

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