作品名稱:水面除污船
學校名稱:江蘇海洋大學
參賽隊伍:聚星隊
參賽學生:夏怡菲 陳秋凡 張子為
指導老師:包家官
近年來,隨著經濟和社會的發展,在廣大的農村區域,用于農田用肥的不合理性,再者對于生活用水不加限制的亂排亂放,以及對于生活垃圾的隨地遺棄,造成水資源的污染,水體清潔與環保成為了我們目前亟待解決的問題。
國內外目前也對此有過研究先例,如加拿大的PELICAN公司研制的A系列1010型清掃船采用單體船型,具有清掃水面垃圾、油污水處理、曝氣、消防4方面功能。主要的作業機具包括翻斗、垃圾箱、油水分離設備、油箱、噴氣曝氣裝置、消防水槍。該項目借鑒了翻斗、垃圾箱的制作。
我們設計的水面除污裝置主要針對市區、景點、校園內的小型人工湖泊,水面風浪不大,基本可看做靜止水面。水面覆蓋的垃圾主要包括落葉、塑料袋、飲料瓶、易拉罐等,它們體積小、質量輕,且主要分布在湖邊區域。
本裝置主要通過延著湖岸水域巡航,收集航道附近水面漂浮的各種污染物,然后帶回岸邊進行回收。本文設計該小型水面除污裝置可實現以下功能:
1)驅動功能:驅動水面除污裝置前進并收集水面漂浮的污染物,需要有穩定的電源來保證伺服電機或電動機的運轉。目前國內外常用的電源裝置主要包括一次性電源裝置,如鋅錳電池、鉛酸電池及充電電池如銼電池、鎳氫電池與鎳鉻電池,其中一次性電池使用成本較高,且在生產、使用和報廢的過程中均會對環境造成一定的污染。而充電電池也因為其充電原理的不同存在各種問題,如銼電池的生產成本較高,鎳氫電池對充放電要求較高,鎳鉻電池的儲電量較小等,均不能適應本研發的小型水面除污裝置的使用要求,故以鋰電池作為除污裝置的動力來源。
2)控制功能:本研究主要針對小型人工湖泊,即湖面覆蓋面積不大,且輪廓不均,水面上的污染物又主要沿湖岸分布情況,這對水面除污裝置的行進系統提出了較高的要求,除了可以進行簡單的直行、轉彎、掉頭之外,本水面除污裝置還能自動捕捉湖岸的輪廓并進行分析,且能選擇合理的行進軌跡循跡行駛。
3)收集、處理、儲存功能:本研究針對的污染物主要為水面漂浮的落葉、塑料袋、飲料瓶、易拉罐等,具有質量較輕、會在風浪的影響下無序運動、密度較小等特點,由于其在水里長期浸泡且具有表面摩擦系數較小的特點,完成對此類污染物的回收,除污裝置必須能夠有效地捕捉污染物,回收污染物,對其進行有效儲存,并在除污結束后帶回岸邊進行分類處理。