河道水体黑臭影响城市景观、破坏生态环境、影响居民生活、危害人体健康,已经成为当前亟待解决的水环境问题。目前,为实现黑臭水体治理与水质长效改善,黑臭水体修复的研究主要集中在原位修复技术和组合修复技术,而关于黑臭水体修复装备设计开发的研究就很缺乏。
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。该无人船主要由船体行驶系统、微生物菌剂投加系统、鼓风曝气系统、炭纤维生态草投放系统、自动控制系统和供电系统等组成,如图1所示。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。
图1 河道黑臭水体原位修复无人船
该项目研发样机1台,并在句容进行了试验推广,结题科技课题1项目,发表论文2篇、授权专利2件,登记软件著作权1件。