一种适用于河湖岸线应急处理的湿地船及平衡调整方法

摘要

本发明涉及一种适用于河湖岸线应急处理的湿地船及平衡调整方法，包括船体、位于船体第一端的控制模块、位于船体第二端的设备模块以及位于船体中间的处理模块，处理模块接收河湖岸线管道排出的污水进行处理，处理模块包括至少一个处理区，在处理区内设置用于处理污水的处理材料；通过第一测距组件、第二测距组件对水面与船体高度的测量并进行控制，实现船体两端的平衡。船体可自主移动至需要的河湖岸边，对河湖湾区、断头浜、河道沿线等区域污染水体进行应急处理，当应急处理结束后，可将该船体在河湖内行驶至空旷河湖水体即可，该移动湿地船可以采用废旧船体进行改造，可实现废物再利用。

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于河湖岸线应急处理的湿地船及平衡调整方法，属环保工程与水处理技术领域。

背景技术

良好的水动力条件能提高河流水体的自净能力，在河湖湾区，因历史、地理原因，长期未得到水线贯通,会因水动力不足,形成水路死角，特别是当季风季节来临时，污染物会随风向囤积在河湖湾区，使该水体形成局部富营养化，甚至出现大量的蓝藻情况；在河湖岸沿线，当降雨季节来临时，突发性的强降雨因河湖岸线的管网来不及排水，会形成地表漫流进入周边水体；以及当河湖岸线管道因污水管线在使用过程中会出现自然损坏或人为破损的情况，未得到及时维修，造成污水入河；以上情况均会造成河湖水体富营养化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够应急处理进入河湖内的污水的适用于河湖岸线管道应急处理的湿地船及平衡调整方法，当河湖湾区、河湖区域出现突发性污染情况时，可将该船体行驶至指定地点进行应急处理；当污染情况消除时，可将该船体在河湖内行驶至空旷河湖水体即可，该移动湿地船可以采用废旧船体进行改造，可实现废物再利用。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种适用于河湖岸线应急处理的湿地船，包括船体、位于船体第一端的控制模块、位于船体第二端的设备模块以及位于船体中间的处理模块，所述的处理模块接收河湖岸线管道排出的污水进行处理，所述的处理模块包括至少一个处理区，在所述的处理区内设置用于处理污水的处理材料。

进一步具体的，所述的处理区至少两个，每个所述的处理区之间通过串联、并联或者串并联结合的方式连接。

进一步具体的，所述的处理区有三个且串联，根据污水的流向分别为第一处理区、第二处理区以及第三处理区；所述的第三处理区位于第一处理区与第二处理区之间。

进一步具体的，所述的第一处理区内从一端到另一端依次设置活性炭层、透水层以及轻质滤料层，在所述的第一处理区底部设置进水管，在所述的第一处理区顶部设置第一出水管，所述的第一出水管连接至第二处理区。

进一步具体的，在所述的第一处理区顶部设置第一溢流管，第一溢流管连接至第二处理区。

进一步具体的，所述的第二处理区内平行设置若干镂空的网片基质，在所述的网片基质上设置用于摄食藻类的贝类和螺类，在所述的第二处理区的一端设置第二进水管，在所述的第二处理区的另一端设置第二出水管，所述的第二进水管连接第一处理区的出水，所述的第二出水管连接至第三处理区。

进一步具体的，在所述的第二处理区顶部设置第二溢流管，第二溢流管连接至第三处理区。

进一步具体的，在所述的第三处理区为清水池，在第三处理区内设置第三进水管与第三出水管，所述的第三进水管接收第二处理区的来出水。

进一步具体的，在所述的船体的第一端设置第一测距组件，在所述的船体的第二端设置第二测距组件，所述的第一测距组件与第二测距组件测量到水面的距离用于判断船体的平衡。

一种湿地船的平衡调节的方法，

S1、第一测距组件测量船体第一端距离水面的距离为第一高度，第二测距组件测量船体第二端距离水面距离为第二高度，并将第一高度与第二高度传输至控制模块处理；

S2、控制模块将第一高度与第二高度进行比较，判断两者之差是否小于控制模块内的设定阈值，若是不动作，若否在进入步骤S3；

S3、判断船体的第一高度是否小于第二高度，若是则增加第一处理区的处理材料的来水量或者减少第二处理区的来水，若否则减少第一处理区的处理材料来水量或者增加第二处理区的来水。

本发明的有益效果是：通过上述结构能够实现船体的自主移动，可以方便移动至需要的河湖岸边并承接来自岸上的污水进行处理，对河湖湾区、断头浜、河道沿线等区域污染水体进行应急处理，而当管道修补工作完成后，将该船体在河湖内行驶至空旷河湖水体即可，该移动湿地船可以采用废旧船体进行改造，可实现废物再利用。

附图说明

图1是本发明湿地船的主视结构示意图；

图2是图1的俯视结构示意图；

图3是本发明湿地船的主视结构示意图(带测距组件)；

图4是图3的俯视结构示意图；

图5是本发明第一处理区的结构示意图；

图6是本发明第二处理区的结构示意图；

图7是本发明湿地船平衡调节方法的逻辑图。

图中：1、船体；2、控制模块；3、设备模块；4、第一处理区；5、第二处理区；6、第三处理区；7、第一测距组件；8、第二测距组件；9、吃水线；41、活性炭层；42、透水层；43、轻质滤料层；44、第一进水管；45、第一出水管；46、第一溢流管；51、网片基质；52、第二进水管；53、第二出水管；54、第二溢流管；61、第三进水管；62、第三出水管。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

一种适用于河湖岸线应急处理的湿地船，包括船体1、位于船体1第一端(船尾)的控制模块2、位于船体1第二端(船头)的设备模块3以及位于船体1中间的处理模块，控制模块2与设备模块3根据需要其位置可以相互掉换，所述的处理模块接收河湖岸线管道排出的污水进行处理，所述的处理模块包括至少一个处理区，在所述的处理区内设置用于处理污水的处理材料，船体可通过控制模块2在河湖上自由航行，船头的设备模块3包括供电设备、发动机设备等，船尾的控制模块2主要用于控制处理模块内污水的处理。同时保留船体的方向控制位，可位于船体1第一端(船尾)或船体1第二端(船头)。

供电设备可以由发电机供电、应急电源供电、直流蓄电池供电以及太阳能供电中的一种或者组合实现，也可以由其他清洁能源供电，用于提供船体1上的所有照明、通讯以及其他用电设备运行。

当处理区为一个时，在处理区内设置处理材料、设置进水管与出水管，同时通过控制模块2进行控制，保证及时处理岸边来水。

当处理区为两个及以上时，每个处理区之间可通过串联、并联或者结合的方式进行连接，同时在每个处理区内的处理材料可以选择相同或者不同，每个处理区均设置一个进水管和一个出水管，通过各个处理区的进水管与出水管之间的配合实现串联、并联；同时每个处理单元可以设置一个溢流管道，当来水过多时，可通过溢流管道溢流至下一级处理单元进行处理。

如图1与图2所示基于船体1的大小以及各地河湖岸边的污水种类的不同，处理区的个数以及处理区内的处理材料可以根据需要进行设置，而在本方案中处理区采用三个，下面以处理区为三个进行详细的描述。

处理区为三个且为串联模式，分别为第一处理区4、第二处理区5以及第三处理区6且按照污水的流向进行排布，即污水首先进入第一处理区4、之后进入第二处理区5，最后进入第三处理区6并从第三处理区6排出；在船体1的中间划分三个区域并分隔开，第三处理区6位于第一处理区4与第二处理区5之间，第一处理区4靠近船头，第二处理区5靠近船尾，污水从第一处理区4进入第二处理区5时，需要越过第三处理区6。

控制模块2、设备模块3、第一处理区4、第二处理区5以及第三处理区6之间的划分通常为船体1的原始分割，为了保持船体1的平衡性，可根据船体1的大小进行对称分割，以船体1的中心线为对称轴，例如船体1本身为20米，船头空间原始为2米，船尾空间原始为3米，则将船头与船尾的空间以较大空间为基准空间，均分割为3米，保证船头与船尾的平衡；中间的处理区进行平均分配或者根据不同区域的重量进行分配，主要保证船头与船尾的平衡。

如图4与图5所示第一处理区4内的处理材料从一端到另一端依次设置活性炭层41、透水层42以及轻质滤料层43，有利于氮磷和有机物的去除，也可以根据不同水质情况采用多种不同的生物填料进行组合，厚度也可根据污染程度进行增加或减少，以达到针对不同污染物提高去除的效果。在第一处理区4的底部设置第一进水管44，同时在第一进水管44上设置第一水泵、第一流量计以及第一电磁阀，通过控制模块2进行第一处理区4进水的流量调整；在第一处理区4的顶部设置第一出水管45，第一出水管45连接至第二处理区5内，将经过第一处理区4处理后的水送至第二处理区5。

同时，在第一处理区4的顶部安装有第一溢流管46，第一溢流管46连通至第二处理区5，当第一处理区4接收的来水过多时，可直接通过第一溢流管46将污水排至第二处理区5内，第一溢流管46安装的高度高于第一出水管45。

如图4与图6所示第二处理区5内的处理材料包括平行设置若干镂空的网片基质51以及设置在网片基质51上悬挂生物滤料，有效去除氮元素；当来水中出现藻类时，也可悬挂摄食藻类的贝类，如青口贝、河蚬、褶皱冠蚌、三角帆蚌等，用于去除水体中过量的藻类，每个网片基质51可以完全卡在船体1的纵剖面或者横剖面，使得水流必须逐个通过每个网片基质51；在第二处理区5的一端设置第二进水管52，在第二处理区52的另一端设置第二出水管53，第二进水管52连接第一出水管43用于接收第一处理区4的出水，第二进水管52上设置第二水泵、第二流量计以及第二电磁阀，通过控制模块2进行第二处理区5进水的流量调整，同时在第二进水管52上安装止回阀，防止污水倒灌回第一处理区4；在第二处理区5的顶部设置第二出水管53，第二出水管53连接至第三处理区6内，将经过第二处理区5处理后的水送至第三处理区6；第二进水管52与第二出水管53分别设置于第二处理区4的两个角上呈对角线分布，以方便水流在第二处理区5内流过较长路径。

同时，在第二处理区5的顶部安装有第二溢流管54，第二溢流管54连通至第三处理区6，当第二处理区5来水较多时，可直接通过第二溢流管54将污水排至第三处理区6内，第二溢流管54安装的高度高于第二出水管53。

如图4所示第三处理区6为清水池，在第三处理区6内设置第三进水管61与第三出水管62，第三进水管61连接第二出水管52用于接收第二处理区5的来水，第三出水管62将第三处理区6内的水直接排至至河湖内；第三处理区6内也可设置第三溢流管，第三溢流管的高度高于第三出水管62的高度，当第三处理区6内的来水过多时，可通过第三溢流管直接排至河湖内。

上述整个船体1均不进行开孔，所有的进水与出水均通过水泵提供水体的动力，保存船体1的完整性。

如图3所示在船体1表面有吃水线9，该吃水线9位于整个船高的三分之二处，第一处理区4、第二处理区5以及第三处理区6内部高度低于吃水线9或与吃水线9齐平。

基于上述结构，由于船体1在进行污水处理时，会出现船体1的两端重量不一，出现倾斜，故为了保持船体1平衡，在所述的船体1的第一端(船尾)设置第一测距组件7，在所述的船体1的第二端(船头)设置第二测距组件8，第一测距组件7与第二测距组件9安装的位置处于同一水平面上，所述的第一测距组件7与第二测距组件8测量到水面的距离用于判断船体1的平衡，第一测距组件7与第二测距组件8均采用水面测距装置，在设计初期可以在第一处理区4、第二处理区5内增加或减少处理材料实现平衡，而在处理过程中，可通过增加第一处理区4、第二处理区5内的污水量来实现。

如图7所示上述船体平衡调节的方法为，

S1、实测船体整体高度为H,第一测距组件7测量船体1船尾距离水面的距离为第一高度H1，第二测距组件8测量船体1船头距离水面距离为第二高度H2，并将第一高度H1与第二高度H2传输至控制模块2处理。

S2、控制模块2将第一高度H1与第二高度H2进行比较，判断两者之差是否小于控制模块2内的设定阈值5％H，若是(|H1-H2|＜5％H)不动作，若否(|H1-H2|＞5％H)在进入步骤S3。

S3、判断船体1的第一高度H1是否小于第二高度H2(H1＜H2)，若是则增加第一处理区4或者减少第二处理区5的来水，若否则减少第一处理区4或者增加第二处理区5的来水。

在对河湖岸边污水处理时，需要根据河湖水体的宽度与深度选择湿地船，船体1的宽度需要小于水体宽度的三分之一，以保证当湿地船出现问题或者在同一水体中会船，双方能够安全航行；湿地船船体的高度需小于实测水体的二分之一，以确保湿地船能完全漂浮在水面上，该高度，可以预防在湿地船使用过程中，遇到突发性干旱天气，或者其他突发情况，河湖水体需要快速抽水的天气，使水体的水位极速降低的情况。

综上，通过在船体1上设置第一处理区4、第二处理区5以及第三处理区6来处理河湖岸线管道的污水，可以在污水管线出现损坏需要维修、需要进行升级改造以及遇到突然性强降雨或者来水过多时应急使用，可以用于多处河湖岸线，方便移动，可将河湖岸边破损管道内的来水直接拦截、储存与处理，而当管道修补工作完成后，将该船体1在河湖内行驶至空旷河湖水体即可，该移动湿地船可以采用废旧船体进行改造，可实现废物再利用。

需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。