景區(qū)水上風力碳棒自動清污裝置

摘要:我國景區(qū)水環(huán)境污染問題嚴重，今年來景區(qū)水環(huán)境保護日益受到人們的關注和重視。目前應用于景區(qū)中小型水域的清污設備很少，中小型水域的清污工作長期處于低效率高消費的惡性循環(huán)狀態(tài)。本文介紹了一種新型景區(qū)水上風力-碳棒自動清污裝置，分析了裝置的組成、設計原理、應用前景等。推動景區(qū)水環(huán)境治理對于我國整體水環(huán)境保護工作十分重要，引進新型高效的節(jié)能減排清污裝置將是治理水污染問題的重要途徑。

關鍵詞:景區(qū)水污染風力-碳棒清污 綠色環(huán)保 高效美觀

中圖分類號： H01 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X(2012)03(c)-0000-00

1 研究背景

長久以來，可見垃圾打撈及水體除臭除黑成為了我國景區(qū)水環(huán)境治理的難題。尤其近年來，國內(nèi)外連續(xù)發(fā)生重大水上污染事故，對水域生態(tài)環(huán)境造成嚴重損害，引起社會廣泛關注。據(jù)調(diào)查，全國50多個代表性景區(qū)湖泊中75%以上水域受到污染，我國的景區(qū)湖泊河流水面長期漂浮著大量的污染物，且不時有湖泊藻類爆發(fā)，污染泛濫。水面垃圾及水體發(fā)黑發(fā)臭問題不僅嚴重污染水質(zhì)，影響景觀，還給一些城市居民正常用水，市政環(huán)建設等造成危害。

我國一直強調(diào)加強水環(huán)境保護，呼喚公民保護水資源。同時，我國一直致力于水上清污裝置的研發(fā)，但現(xiàn)有的清污設備多用于大型江河水域中，對于小中型水域的清污設備研究幾乎為空白。景區(qū)水域的清污問題亟待解決，清污設備也急需研究開發(fā)。

2 景區(qū)水域清污現(xiàn)狀及問題

我們江河湖泊眾多，目前針對水污染問題主要采用的是定期大規(guī)模機械打撈或人工打撈的方式。我國目前的清污機械裝置多為大型設備，主要用于大江大河。大型設備很難應用于城市景區(qū)的中小型水域，同時大型機械設備耗費大量資金，并不經(jīng)濟。人工打撈是常見的清污方式，但效率低下，耗費大量人力，不能及時清除污物。

同時，我國對于如景區(qū)水域這樣的中小型水域的垃圾污染問題關注不夠。景區(qū)水垃圾污染問題由來已久，但長期得不到相關部門的重視，任由其發(fā)展。造成水環(huán)境污染日益嚴重，給景區(qū)環(huán)境及人們正常生活帶來不利影響。

3 設計原理

清污裝置由四部分組成：浮力垃圾桶，風杯，回轉(zhuǎn)耙子，活性碳棒，頂部遮擋葉片。

浮力垃圾桶由真空桶和垃圾桶組成，圓柱形真空桶在下面可以提供浮力保持整個裝置的平衡穩(wěn)定，垃圾桶用于收集垃圾。整個裝置中心連接軸桿，可以利用浮力相對軸因水位波動微調(diào)，保持桶口始終略高于水面，既有利于垃圾順利進入又不會讓水進入。

風杯用于收集風能，為裝置提供動力，使回轉(zhuǎn)耙子旋轉(zhuǎn)將水面上的垃圾聚攏。風減弱時回轉(zhuǎn)耙子利用自身慣性內(nèi)折并逐漸減速，繼而垃圾被掃入收集桶。垃圾桶可以利用浮力相對軸因水位波動微調(diào)，保持桶口始終略高于水面，既有利于垃圾順利進入又不會進水。

回轉(zhuǎn)齒耙是收集垃圾的裝置。風杯旋轉(zhuǎn)，通過軸將能量傳遞給回轉(zhuǎn)耙子，回轉(zhuǎn)耙子旋轉(zhuǎn)將水面上的垃圾聚攏。風停時回轉(zhuǎn)耙子利用自身慣性內(nèi)折并逐漸減速，繼而垃圾被掃入收集桶。

活性碳棒安裝在中心軸桿里。市面已有產(chǎn)品，主要用于除去水體的污物與色素，以保持水體清潔及小生態(tài)圈健康。碳棒上的孔隙數(shù)目可以增加有效面積，當碳棒吸收飽和后可由專人定期更換活性炭。

同時，我們可以在裝置頭頂安裝遮擋葉片等，既可以用以擋雨防止雨水等進入垃圾桶又可以美化裝置，如荷葉。通過控制垃圾桶的大小和整體裝置的重量以調(diào)節(jié)垃圾桶的位置保證裝置的平衡性，做到垃圾收集的可行性。

據(jù)調(diào)查現(xiàn)在城市景區(qū)湖泊垃圾多為漂浮物，如一次性碗筷、塑料袋、飲料瓶等。受風力和水流影響，一般城市景區(qū)中小型湖泊流動性小，漂浮物多堆積在岸邊，因此解決好近岸垃圾污染問題即可以很好處理水污染問題。故僅需在計算單位有效清污面積后在近岸邊“合理密植”，在遠岸處“合理疏植”該“荷花清污裝置”，并通過繩線把清污裝置固定于岸邊一點讓其在一定區(qū)域浮動，即可有效改善有效區(qū)域的水質(zhì)。同時設置管理員定期騰空垃圾桶，保證清污裝置正常工作。

4 景區(qū)清污裝置的創(chuàng)新點與局限性

4.1創(chuàng)新點

(1)綠色動力——生態(tài)環(huán)境零負擔：采用風能這種清潔的一次能源，不對生態(tài)環(huán)境造成影響。符合“低碳節(jié)能”的基本設計理念，服務于科學發(fā)展觀。

(2)性價比高——資源效益最大化：一方面，裝置原理簡單，制作原料廉價，管理者完全可以承受；另一方面，該裝置的啟用省去了相當一部分傳統(tǒng)水治理模式所消耗的大量人力物力財力。

(3)實時治理——及時有效：一改以往長期污染，定期大規(guī)模清理和人工打撈的傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)管模式，采取了實時清理實時治理的措施，有效及時地改善了水域水質(zhì)。

(4)結(jié)構(gòu)簡單美觀——美化環(huán)境：本裝置將葉片荷花與機械裝置結(jié)合在一起，使整體外觀有“亭亭玉立”之感。既可以清污，又美化了環(huán)境。

4.2局限性

本裝置雖然有眾多優(yōu)點，但也存在一些局限性。本裝置浮力桶用以保持平衡性，但實際水面存在波動，控制平衡對浮力桶的形狀大小有一定的要求，這給設計帶來一些麻煩。同時，由于裝置適宜用于近岸污物清理，在大型湖泊中，水域中心的少量垃圾無法清理干凈，清污也存在一定不徹底性。

5 應用前景分析

我國城市水體污染面范圍廣，程度深，而景區(qū)的污染的治理尤其是燃眉之急。本裝置可以廣泛應用到公園、游樂場、城市中小型湖泊等風景區(qū)，針對風景區(qū)水域的表面垃圾漂浮及水體發(fā)黑發(fā)臭問題可以有效治理。同時做到無能耗、低碳、綠色環(huán)保、經(jīng)濟。應用范圍廣，應用價值高，可帶來廣泛的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。

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