河道黑臭水体原位修复无人船设计

摘要

为提高河道黑臭水体修复作业的机械化程度,依据“投加微生物菌剂+鼓风曝气+投放炭纤维生态草”的黑臭水体修复技术,设计一种河道黑臭水体原位修复无人船。船体行驶系由电动机、滚珠丝杠、曲柄滑块机构、叶轮、方向舵等组成。微生物菌剂投加系统由电磁阀、搅拌电机、储液箱等组成;鼓风曝气系统由空气压缩机、电动推杆、曝气杆、电磁阀等组成;炭纤维生态草投放系统由电动机、叶片、储草箱等组成。控制及通信系统由PLC、NB-IoT等组成。岸上手机经NB-IoT与船上PLC通信,由PLC及电气设备控制各机械动作,再由各机械实现无人船行驶和黑臭水体修复作业。试验结果表明:修复作用截面范围≥1 m^(2)、作业时适宜船速≤5 km/h、远程控制距离≥3 km、连续作业时间≥1 h、氨氮(NH_(3)-H)去除率≥73%、化学需氧量(COD)去除率≥65%,各项指标均满足设计要求。该研究对提高修复作业的效率和质量、降低劳动强度和健康危害,有着重要意义。