一种海洋垃圾生态环境治理设备及其方法与流程

1.本发明涉及海洋垃圾治理技术领域，尤其涉及一种海洋垃圾生态环境治理设备及其方法。


背景技术：

2.目前，随着人们环保意识的增加，对垃圾处理的力度也在逐渐增加，众多垃圾中，海洋垃圾处理是一个棘手的问题，由于其漂浮不定性，不能够有效的且持久的保持一个区域的卫生环境，目前，多数海洋垃圾治理设备均是以船作为载体，进行移动式处理，该种处理方式在治理过程中必须时刻有人工参与，同时，在海水承载下，垃圾流动性强，处理完毕的区域极有可能有新的垃圾飘入，此外，在沿海区域的垃圾极易被海水冲至并留存在岸边，为垃圾处理带来的不便，并影响了美观。
3.经检索，中国专利申请号为cn202010088294.3的专利，公开了一种海洋垃圾处理结构及其处理方法。所述海洋垃圾处理结构包括运输船，工作船，用于打捞海洋垃圾的捕捞装置，安装在工作船上且用于转运海洋垃圾的移送装置，安装在工作船上且用于粉碎海洋垃圾的粉碎装置，安装在工作船上且用于压缩粉碎后海洋垃圾的压缩装置。移送装置包括过渡框，安装在工作船上且用于夹持垃圾到粉碎装置内的转移组件。压缩装置包括驱动组件，安装在工作船上且用于垃圾压缩成形的压形组件，安装在工作上且在驱动组件完成垃圾定量运输的填送组件。上述专利中的海洋垃圾处理结构存在以下不足：虽然在垃圾处理上，一定程度的解放了人力，但是，在海水承载下，垃圾流动性强，处理完毕的区域极有可能有新的垃圾飘入，此外，在沿海区域的垃圾极易被海水冲至并留存在岸边，为垃圾处理带来的不便，而该装置并不能很好的解决此类问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种海洋垃圾生态环境治理设备及其方法。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种海洋垃圾生态环境治理设备，包括收集室、分解室和吸附机构，所述收集室底部外壁通过螺丝固定有四个升降滑杆，分解室顶部外壁焊接有安装座，收集室通过升降滑杆滑动连接于安装座内壁，所述分解室内聚集性培养有海洋混合微生物群，所述吸附机构设置于收集室内，吸附机构包括阵列式分布的主吸附触手和均匀分布于主吸附触手外壁的副吸附触手；所述收集室底部外壁通过螺丝固定有溶液箱，溶液箱顶部设置有贯穿收集室顶部内壁的加液口，加液口顶部外壁通过螺纹连接有密封盖，溶液箱内灌装有粘性剂，所述溶液箱底部外壁通过螺丝固定有液泵，溶液箱底部外壁两侧通过两个支撑架安装有同一个分流室，液泵的输入输出端分别接于溶液箱和分流室内，所述主吸附触手顶端均导通连接于分流室内，主吸附触手外壁开设有均匀分布且供粘性剂流出的出液通槽，所述副吸附触手外壁开设有均匀分布的出液孔，副吸附触手的出液孔通过副吸附触手内部和出液通槽向
导通；所述收集室的外壁设置有均匀分布的卸流孔。
7.优选的：所述主吸附触手靠近副吸附触手的位置开设有环形通槽，且出液通槽的中部开设有腰型孔，腰型孔的宽度大于出液通槽的宽度。
8.进一步的：所述粘性剂为海藻酸钠。
9.进一步优选的：所述收集室两侧内壁通过安装架对称的安装有气囊浮子。
10.作为本发明一种优选的：所述收集室和安装座一侧外壁均通过螺丝可拆卸的固定有安装杆，两个安装杆之间通过螺丝固定有同一张第一阻隔纱网；所述收集室底部外壁与安装座顶部外壁通过螺丝固定有三张第二阻隔纱网。
11.作为本发明进一步优选的：所述收集室两侧内壁通过螺丝固定有同一个主安装杆，主安装杆远离主吸附触手的一侧外壁焊接有等距分布的副安装杆，副安装杆一端外壁通过转动座转动连接有缓冲叶轮。
12.作为本发明再进一步的方案：两个相邻所述缓冲叶轮之间均焊接有带弹性的切割钢丝，切割钢丝上一体式设置有均匀分布的锯齿。
13.在前述方案的基础上：所述收集室顶部一侧外壁焊接有前挡板，前挡板两侧内壁转动连接有同一根转动杆，转动杆外壁转动连接有均匀分布的收集叶轮，收集叶轮外表面一体式设置有均匀分布的横向肋条。
14.在前述方案的基础上优选的：所述分解室底部内壁安装有粉碎机构，分解室一侧外壁焊接有导通管道，导通管道一端贯穿土壤暴露于海平面上。
15.在前述方案的基础上优选的：所述收集室外侧设置有过滤机构，所述过滤机构包括过滤室和过滤室，所述过滤室与收集室之间填充有活性炭，过滤室一侧外壁开设有密集分布的第一过滤孔，所述过滤室一侧外壁通过卡扣卡接有过滤网兜,过滤网兜外表面开设有密集分布的第二过滤孔,第二过滤孔的孔径小于第一过滤孔的孔径。
16.一种海洋垃圾生态环境治理方法，包括如下步骤：
17.s1：根据现场情况架设治理设备；
18.s2：将培养的海洋混合微生物群置于设备内培养；
19.s3：向设备内加入足量粘性剂；
20.s4：定期控制粉碎机构工作；
21.s5：定期检查设备并补充粘性剂。
22.在前述方案的基础上优选的：所述s1步骤中，架设治理设备具体步骤为：
23.s11：将海下土壤挖出一个容纳分解室的坑槽；
24.s12：将分解室置于坑槽内固定；
25.s13：架设导通管道，使得导通管道另一端贯穿土壤暴露于海平面上；
26.s14：将收集室通过升降滑杆安装于安装座上；
27.s15：向气囊浮子内充入足量气体。
28.在前述方案的基础上进一步优选的：所述粘性剂为海藻酸钠溶液。
29.在前述方案的基础上进一步优选的：所述安装座、升降滑杆和收集室的高度之和与当前位置水深之比在1:0.7～0.9之间。
30.在前述方案的基础上进一步优选的：所述收集室中缓冲叶轮的数量不低于三个；主吸附触手的数量不低于五个。
31.在前述方案的基础上进一步优选的：所述气囊浮子的安装位置与收集叶轮水平高度一致。
32.在前述方案的基础上进一步优选的：所述s5步骤中，检查设备与补充粘性剂的周期控制在2～6周。
33.在前述方案的基础上进一步优选的：所述s4步骤中，粉碎机构开启的间隔在744～2976min，每次工作时间为6～12min；每2周参照潮汐时间进行校准。
34.在前述方案的基础上进一步优选的：所述s4步骤中，将粉碎机构的开启间隔进一步限定在，每次工作时间进一步限定为9min。
35.本发明的有益效果为：
36.1.本发明通过设置主吸附触手、副吸附触手和液泵等结构，能够利用收集室对经过的垃圾进行阻拦，避免其被冲到岸上，此外液泵工作将溶液箱内的粘性剂输出到分流室内，进而输出到主吸附触手，达到主吸附触手内的粘性剂分别从出液通槽流出到主吸附触手表面和副吸附触手的出液孔处，使得附着有粘性剂的主吸附触手和副吸附触手能够对接触到的垃圾进行有效的阻拦和吸附，提升了收集效果；此外，由于分解室设于土壤下，久而久之垃圾会通过安装座向分解室内汇聚，使得培育在分解室内的海洋混合微生物群对垃圾进行分解，达到治理垃圾的效果，整个过程人工参与的行为极少，且由于定点式安装，对针对性区域垃圾处理有着显著的效果。
37.2.通过设置环形通槽和腰型孔，能够使得粘性剂更久的留存于主吸附触手和副吸附触手处，提升收集和吸附的时间，增加了吸附数量，从而增加了垃圾落入分解室的概率，提升了可靠性。
38.3.通过设置海藻酸钠，利用了海藻酸钠难融于水的特点对垃圾进行吸附，随着时间的延长，海藻酸钠逐渐被稀释，使得垃圾自然从主吸附触手和副吸附触手上脱落而落入分解室内，保障了设备的可靠性。
39.4.通过设置气囊浮子，能够利用气囊浮子的浮力，在升降滑杆的配合下，使得收集室位于海面下，提升了收集效果。
40.5.通过设置第一阻隔纱网和第二阻隔纱网，能够对落下的垃圾起到限位的效果，从而提升收集效果，此外，第一阻隔纱网能够很好的卸流，受水流冲击力影响小，提升了可靠性。
41.6.通过设置缓冲叶轮，能够对水流进行降速，减小垃圾单方向的流动性，从而使得主吸附触手和副吸附触手能够更可靠的进行吸附。
42.7.通过设置切割钢丝和锯齿，能够对经过的垃圾进行切割，从而使其更容易被吸附，此外切割钢丝还对缓冲叶轮转动角度进行限制，避免缓冲叶轮持续转动导致收集室内部水流过于紊乱而影响收集效果。
43.8.通过设置收集叶轮和横向肋条，使得收集叶轮能够基于水流作用力而转动，在收集叶轮转动时横向肋条能够将飘浮性强的垃圾拨入收集室内，达到收集的效果。
44.9.通过设置粉碎机构，能够根据需要对分解室内的大块垃圾进行粉碎，加快分解速度，设置导通管道能够便于工作人员通过导通管道补充新的海洋混合微生物群或添加药剂等行为，提升了实用性。
45.10.通过设置过滤室，能够对从卸流孔泄出的小颗粒垃圾进行进一步过滤，同时在
外层设置过滤网兜，能够进一步阻断垃圾溢出，提升了垃圾处理效果，此外水流经收集室和过滤室后冲击力大幅下降，从而使得过滤网兜能够有效的阻隔垃圾，并且不会被水流的冲击力破坏，保障了使用寿命。
附图说明
46.图1为本发明提出的一种海洋垃圾生态环境治理设备整体的结构示意图；
47.图2为本发明提出的一种海洋垃圾生态环境治理设备粉碎机构的结构示意图；
48.图3为本发明提出的一种海洋垃圾生态环境治理设备升降滑杆和第二阻隔纱网的结构示意图；
49.图4为本发明提出的一种海洋垃圾生态环境治理设备收集室剖视的结构示意图；
50.图5为本发明提出的一种海洋垃圾生态环境治理设备吸附机构的结构示意图；
51.图6为本发明提出的一种海洋垃圾生态环境治理设备主吸附触手剖视的结构示意图；
52.图7为本发明提出的一种海洋垃圾生态环境治理设备缓冲叶轮的结构示意图；
53.图8为本发明提出的一种海洋垃圾生态环境治理设备切割钢丝的结构示意图；
54.图9为本发明提出的一种海洋垃圾生态环境治理设备收集叶轮的结构示意图；
55.图10为本发明实施例2提出的一种海洋垃圾生态环境治理设备过滤机构的结构示意图；
56.图11为本发明实施例2提出的一种海洋垃圾生态环境治理设备过滤机构剖视的结构示意图；
57.图12为本发明提出的一种海洋垃圾生态环境治理设备耗电量与工作时间关系图；
58.图13为本发明提出的一种海洋垃圾生态环境治理设备耗电量与开启间隔关系图。
59.图中：1收集室、2安装杆、3第一阻隔纱网、4分解室、5升降滑杆、6导通管道、7第二阻隔纱网、8安装座、9粉碎机构、10卸流孔、11安装架、12气囊浮子、13主吸附触手、14主安装杆、15缓冲叶轮、16收集叶轮、17密封盖、18加液口、19支撑架、20液泵、21分流室、22溶液箱、23环形通槽、24腰形槽、25出液孔、26出液通槽、27副吸附触手、28前挡板、29转动座、30切割钢丝、31副安装杆、32锯齿、33横向肋条、34转动杆、35第二过滤孔、36过滤室、37过滤网兜、38第一过滤孔。
具体实施方式
60.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
61.下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
62.在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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专利和简化描述，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专利的限制。
63.在本专利的描述中，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”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
64.实施例1：
65.一种海洋垃圾生态环境治理设备，如图1-9所示，包括收集室1、分解室4和吸附机构，所述收集室1底部外壁通过螺丝固定有四个升降滑杆5，分解室4顶部外壁焊接有安装座8，收集室1通过升降滑杆5滑动连接于安装座8内壁，所述分解室4内聚集性培养有海洋混合微生物群，所述分解室4安装于靠近海岸的土壤下方，安装座8水平高度与土壤面适配，收集室1位于土壤上方的海水中，所述吸附机构设置于收集室1内，吸附机构包括阵列式分布的主吸附触手13和均匀分布于主吸附触手13外壁的副吸附触手27；所述收集室1底部外壁通过螺丝固定有溶液箱22，溶液箱22顶部设置有贯穿收集室1顶部内壁的加液口18，加液口18顶部外壁通过螺纹连接有密封盖17，溶液箱22内灌装有粘性剂，所述溶液箱22底部外壁通过螺丝固定有液泵20，溶液箱22底部外壁两侧通过两个支撑架19安装有同一个分流室21，液泵20的输入输出端分别接于溶液箱22和分流室21内，所述主吸附触手13顶端均导通连接于分流室21内，主吸附触手13外壁开设有均匀分布且供粘性剂流出的出液通槽26，所述副吸附触手27外壁开设有均匀分布的出液孔25，副吸附触手27的出液孔25通过副吸附触手27内部和出液通槽26向导通；所述收集室1的外壁设置有均匀分布的卸流孔10；通过设置主吸附触手13、副吸附触手27和液泵20等结构，能够利用收集室1对经过的垃圾进行阻拦，避免其被冲到岸上，此外液泵20工作将溶液箱22内的粘性剂输出到分流室21内，进而输出到主吸附触手13，达到主吸附触手13内的粘性剂分别从出液通槽26流出到主吸附触手13表面和副吸附触手27的出液孔25处，使得附着有粘性剂的主吸附触手13和副吸附触手27能够对接触到的垃圾进行有效的阻拦和吸附，提升了收集效果；此外，由于分解室4设于土壤下，久而久之垃圾会通过安装座8向分解室4内汇聚，使得培育在分解室4内的海洋混合微生物群对垃圾进行分解，达到治理垃圾的效果，整个过程人工参与的行为极少，且由于定点式安装，对针对性区域垃圾处理有着显著的效果。
66.为了进一步提升吸附效果；如图5、图6所示，所述主吸附触手13靠近副吸附触手27的位置开设有环形通槽23，且出液通槽26的中部开设有腰型孔24，腰型孔24的宽度大于出液通槽26的宽度；通过设置环形通槽23和腰型孔24，能够使得粘性剂更久的留存于主吸附触手13和副吸附触手27处，提升收集和吸附的时间，增加了吸附数量，从而增加了垃圾落入分解室4的概率，提升了可靠性。
67.为了提升可靠性；如图5所示，所述粘性剂为海藻酸钠，通过设置海藻酸钠，利用了海藻酸钠难融于水的特点对垃圾进行吸附，随着时间的延长，海藻酸钠逐渐被稀释，使得垃圾自然从主吸附触手13和副吸附触手27上脱落而落入分解室4内，保障了设备的可靠性。
68.为了提升收集效果；如图4所示，所述收集室1两侧内壁通过安装架11对称的安装有气囊浮子12；通过设置气囊浮子12，能够利用气囊浮子12的浮力，在升降滑杆5的配合下，使得收集室1位于海面下，提升了收集效果。
69.为了进一步提升收集效果；如图1-3所示，所述收集室1和安装座8一侧外壁均通过螺丝可拆卸的固定有安装杆2，两个安装杆2之间通过螺丝固定有同一张第一阻隔纱网3；所述收集室1底部外壁与安装座8顶部外壁通过螺丝固定有三张第二阻隔纱网7；通过设置第
一阻隔纱网3和第二阻隔纱网7，能够对落下的垃圾起到限位的效果，从而提升收集效果，此外，第一阻隔纱网3能够很好的卸流，受水流冲击力影响小，提升了可靠性。
70.为了减小冲力；如图3、图4所示，所述收集室1两侧内壁通过螺丝固定有同一个主安装杆14，主安装杆14远离主吸附触手13的一侧外壁焊接有等距分布的副安装杆31，副安装杆31一端外壁通过转动座29转动连接有缓冲叶轮15；通过设置缓冲叶轮15，能够对水流进行降速，减小垃圾单方向的流动性，从而使得主吸附触手13和副吸附触手27能够更可靠的进行吸附。
71.为了实现切割功能；如图3、图4所示，两个相邻所述缓冲叶轮15之间均焊接有带弹性的切割钢丝30，切割钢丝30上一体式设置有均匀分布的锯齿32；通过设置切割钢丝30和锯齿32，能够对经过的垃圾进行切割，从而使其更容易被吸附，此外切割钢丝30还对缓冲叶轮15转动角度进行限制，避免缓冲叶轮15持续转动导致收集室1内部水流过于紊乱而影响收集效果。
72.为了便于收集漂浮性强的垃圾；如图9所示，所述收集室1顶部一侧外壁焊接有前挡板28，前挡板28两侧内壁转动连接有同一根转动杆34，转动杆34外壁转动连接有均匀分布的收集叶轮16，收集叶轮16外表面一体式设置有均匀分布的横向肋条33，通过设置收集叶轮16和横向肋条33，使得收集叶轮16能够基于水流作用力而转动，在收集叶轮16转动时横向肋条33能够将飘浮性强的垃圾拨入收集室1内，达到收集的效果。
73.为了提升处理效果；如图2所示，所述分解室4底部内壁安装有粉碎机构9，分解室4一侧外壁焊接有导通管道6，导通管道6一端贯穿土壤暴露于海平面上；通过设置粉碎机构9，能够根据需要对分解室4内的大块垃圾进行粉碎，加快分解速度，设置导通管道6能够便于工作人员通过导通管道6补充新的海洋混合微生物群或添加药剂等行为，提升了实用性。
74.本实施例在使用时，收集室1在气囊浮子12的浮力的作用下，通过升降滑杆5滑动于安装座8内，使得收集室1位于海面下，对垃圾进行拦截；避免其被冲到岸上，液泵20工作将溶液箱22内的粘性剂输出到分流室21内，进而输出到主吸附触手13，达到主吸附触手13内的粘性剂分别从出液通槽26流出到主吸附触手13表面和副吸附触手27的出液孔25处，使得附着有粘性剂的主吸附触手13和副吸附触手27能够对接触到的垃圾进行有效的阻拦和吸附；此外，由于分解室4设于土壤下，久而久之垃圾会通过安装座8向分解室4内汇聚，使得培育在分解室4内的海洋混合微生物群对垃圾进行分解，达到治理垃圾的效果，整个过程人工参与的行为极少，且由于定点式安装，对针对性区域垃圾处理有着显著的效果；通过设置环形通槽23和腰型孔24，能够使得粘性剂更久的留存于主吸附触手13和副吸附触手27处，提升收集和吸附的时间，增加了吸附数量，从而增加了垃圾落入分解室4的概率，提升了可靠性；通过设置第一阻隔纱网3和第二阻隔纱网7，能够对落下的垃圾起到限位的效果，从而提升收集效果，此外，第一阻隔纱网3能够很好的卸流，受水流冲击力影响小，提升了可靠性；通过设置缓冲叶轮15，能够对水流进行降速，减小垃圾单方向的流动性，从而使得主吸附触手13和副吸附触手27能够更可靠的进行吸附，通过设置切割钢丝30和锯齿32，能够对经过的垃圾进行切割，从而使其更容易被吸附，此外切割钢丝30还对缓冲叶轮15转动角度进行限制，避免缓冲叶轮15持续转动导致收集室1内部水流过于紊乱而影响收集效果，通过设置收集叶轮16和横向肋条33，使得收集叶轮16能够基于水流作用力而转动，在收集叶轮16转动时横向肋条33能够将飘浮性强的垃圾拨入收集室1内，达到收集的效果；通过设置粉
碎机构9，能够根据需要对分解室4内的大块垃圾进行粉碎，加快分解速度，设置导通管道6能够便于工作人员通过导通管道6补充新的海洋混合微生物群或添加药剂等行为，提升了实用性。
75.实施例2：
76.一种海洋垃圾生态环境治理设备，如图10、图11所示，为了提升垃圾处理效果；本实施例在实施例1的基础上作出以下改进：所述收集室(1)外侧设置有过滤机构，所述过滤机构包括过滤室(36)和过滤室(36)，所述过滤室(36)与收集室(1)之间填充有活性炭，过滤室(36)一侧外壁开设有密集分布的第一过滤孔(38)，所述过滤室(36)一侧外壁通过卡扣卡接有过滤网兜(37),过滤网兜(37)外表面开设有密集分布的第二过滤孔(35),第二过滤孔(35)的孔径小于第一过滤孔(38)的孔径；通过设置过滤室(36)，能够对从卸流孔(10)泄出的小颗粒垃圾进行进一步过滤，同时在外层设置过滤网兜(37)，能够进一步阻断垃圾溢出，提升了垃圾处理效果，此外水流经收集室(1)和过滤室(36)后冲击力大幅下降，从而使得过滤网兜(37)能够有效的阻隔垃圾，并且不会被水流的冲击力破坏，保障了使用寿命。
77.实施例3：
78.一种通过实施例1或2任一所述的海洋垃圾生态环境治理设备实现的海洋垃圾生态环境治理方法，如图1-9所示，包括如下步骤：
79.s1：根据现场情况架设治理设备；
80.s2：将培养的海洋混合微生物群置于设备内培养；
81.s3：向设备内加入足量粘性剂；
82.s4：定期控制粉碎机构9工作；
83.s5：定期检查设备并补充粘性剂。
84.所述s1步骤中，架设治理设备具体步骤为：
85.s11：将海下土壤挖出一个容纳分解室4的坑槽；
86.s12：将分解室4置于坑槽内固定；
87.s13：架设导通管道6，使得导通管道6另一端贯穿土壤暴露于海平面上；
88.s14：将收集室1通过升降滑杆5安装于安装座8上；
89.s15：向气囊浮子12内充入足量气体。
90.其中，所述粘性剂为海藻酸钠溶液；
91.所述安装座8、升降滑杆5和收集室1的高度之和与当前位置水深之比在1:0.7～0.9之间。
92.所述收集室1中缓冲叶轮15的数量不低于三个；主吸附触手13的数量不低于五个。
93.所述气囊浮子12的安装位置与收集叶轮16水平高度一致。
94.所述s5步骤中，检查设备与补充粘性剂的周期控制在2～6周。
95.所述s4步骤中，粉碎机构9开启的间隔在744～2976min，每次工作时间为6～12min；每2周参照潮汐时间进行校准。
96.为了达到节能减排的目的，探究粉碎机构9的最优开启时间，做出以下试验：
97.试验一：控制粘性剂成分不变，控制开启间隔不变，改变粉碎机构9的工作时间，在一次涨潮后开始计时，为期一个月，观察垃圾粉碎程度和耗电情况，结果如表1和图12所示。
[0098][0099]
表1
[0100]
试验二：控制粘性剂成分不变，控制工作时间不变，改变粉碎机构9的开启间隔，在一次涨潮后开始计时，为期一个月，观察垃圾粉碎程度和耗电情况，结果如表2和图13所示。
[0101][0102]
表2
[0103]
综上所述，当粉碎机构9开启间隔在1488min左右，且每次工作时间控制在9min时，节能减排和垃圾处理效果最佳。
[0104]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。