论文部分内容阅读
摘要：城市河道一般水深较浅，河面也不是很宽，常规的重型清污船在这种条件下，不能充分发挥功能，本文介绍了一种运行灵活，使用方便的专门适用于城市河道清污的清污设备。
关键词：河道污染 清污设备
前言
随着城市规模和人口不断增长，河流的污染日益加剧。据有关调查报告表明，我国80%的城市河道已受污染或严重污染，四分之一河流、河段因为污染水质不能满足灌溉用水的要求（V类水质标准），水体已丧失使用价值。七大水系中，辽河、海河水系属于重度污染，淮河、黄河、松花江水系属于中度污染，由此造成的损失每年超过1428亿元，而且城市垃圾以每年10%的速度增加，对流经城市环境造成了严重的影响。垃圾包括生活垃圾、工业垃圾、农业垃圾、建筑垃圾、旅游垃圾等。这些垃圾侵占河道，影响泄洪，污染水质，影响景观，滋生蚊蝇，污染地下水，破坏水生动植物生存环境，严重破坏自然环境，损害人们的身体健康。
现在，群众对生态环境的要求越来越高，提出了“环境友好型”城市、“景观水利”、“水生态文明城市”等新的概念和要求。对穿过城市、或环绕城市的河流进行了整治，把过去臭氣熏天的小河沟，变成了多座滨河景观观光带，象济南小清河风景区、潍坊白浪河风景区，临沂沂河景观风景区等。这些临河景区的建成，极大改善了当地的生活环境，形成了临河而居、沐风赏水的新景观；美化了城市的面貌，提高了城市的生活品位，取得了显著的经济、社会和生态效益。
流经城市的河道多为城市的泄洪通道或排污通道，雨后难免有岸上杂物被冲入河道，平时也会有一些生活垃圾通过排污管道流入河道，产生大量漂浮物。很影响景观，也引起水质恶化。对这些漂浮垃圾，一般采用在支流出口设拦污栅，阻止垃圾进入干流；（见图一）。
对于这些垃圾的清理方式分为人工清理和机械清理两种。人工清理就是工人驾船用网捞取（见图二），机械清理是采用清污船清污。很显然，人工清理劳动强度大，效率低，很多垃圾得不到及时清理。
1.河道清污船现状
现在国内清污船一般为驳船加装回转式清污机模式（见图三）。 清污船由船体、驾驶室、动力系统、液压系统、储存装置、垃圾输送装置组成，驱动方式为螺旋桨驱动。对漂浮垃圾的打捞、存储及卸载在驾驶室内通过控制台上控制，聚拢、打捞、滤水、卸载作业完全自动化，自动化程度高。驳船一般为双体船，清污机安装在两船体中间。
清污机通过支承油缸固定在驳船上，根据不同水深或清污深度，通过调整油缸和支承油缸的伸缩调整清污机的倾斜角度，以达到预定深度。回转式清污机有驱动链轮、链条、耙齿、导向轮、轨道、栅体等组成，驱动链轮带动两条滚子链条做回转运动，耙齿两端固定在链条上，随链条运动，捞取垃圾并输送、倾倒到驳船上；轨道铺设在栅体上，链条滚子在轨道内移动；栅体有框架和栅条组成，栅条与耙斗形成半封闭空间，以容纳污物。
由清污船结构可以看出，其清污装置（回转式清污机）安装在船的前部，对不同深度的污物通过调整驳船位置或清污机的倾斜角度来完成。清污时，驳船行驶至污染区域，开动清污机，耙斗转动，将污物捞起；捞取的垃圾量达到驳船的装载重量时，驳船开到岸边，通过垃圾输送装置把垃圾清运到岸上。
清污机的载体是双体船，所以清污船的宽度较大。清污机的栅体为型钢焊接而成，而且安装多个耙齿连续工作，链条为重型链条，所以自重和载重量较大，因此所需配的驳船吨位也较大，比较适合于水面广阔、水深较大的区域。在城市河道一般水深较浅，河面也不是很宽，对拦污栅前或岸边等狭小范围和水浅地方的清污，清污船的调头转向、定位就不是很方便灵活；而且重型设备对河底、岸边扰动大，甚至破坏河道护堤，引起河水浑浊，影响城市景观。
2.一种新型清污船
为适应城市河道的具体情况，我们设计了一种城市河道专用的轻型清污船。浮动清污机由驳船和清污系统组成，驳船是清污系统的载体，清污系统的机械部分和控制系统均安装其上，根据需要，清污装置可以安装在船头或船膀部分。驳船可以是自行式（安装螺旋桨或挂桨机），也可缆索拖曳式，根据不同的使用工况选用不同的驳船行驶型式。
清污系统包括机械部分和控制部分。机械部分由起升机构、导向架、载重小车、耙斗、翻转油缸等组成（见图四、图五、图六）。起升机构由起升油缸、传动轴、链轮、链条组成，链条一端固定在导向架上，一端固定在载重小车上；当油缸起升时，通过链条拉动载重小车沿导向架上下移动，而且这种机构能够使小车的移动距离为油缸行程的2倍，这样可以减小油缸长度，起到增加工作行程的作用。如果是打捞水草、水葫芦等，耙斗可是栅条结构，耙斗竖直侧铺不锈钢板，以利于污物滑落；如果是打捞水藻类漂浮物，加装滤网；如果是清理河底淤泥等底层污物，耙斗可以换成铲斗。耙斗铰接在载重小车上，能以铰点为中心转动；翻转油缸分别铰接在载重小车和耙斗上，当耙斗升到倾倒位置，翻转油缸顶升，使耙斗绕铰点翻转，污物通过溜槽滑落到驳船上。载重小车通过导轮卡在导向架上，并能沿轨道上下移动，导向架的长度根据水深确定，导向架可制成多节、伸缩形式，以用于高水深的情况。
清污装置可以根据不同清污工况安装在驳船的侧向或前部。如果是在闸门、拦污栅（排）前等直线清污，采用缆索拖曳式驳船，可把卷扬机固定在驳船上，卷筒两侧采用不同的缠绕方向，双出绳，一侧收绳、一侧出绳，钢丝绳固定在岸边，通过缆索的收放拖动驳船移动（见图七）；
这种型式的主要优点是驳船行进稳定，定位精度高，便于清理缠绕在拦污栅上的杂物。清污装置也可安装在自行式驳船前部，应用于广阔水面的清污，清污船可以追逐或拦截漂浮垃圾，可对水面上不同位置的污物定点清除、拦截。
3.结语
新型清污机可以安装在双体船上，也可以安装在单体船上，由于其结构尺寸小，清污装置的重量只是回转式清污机的20%左右，所以，驳船的吨位、外形尺寸大大的减小，有效载重量增加。而且由于新型清污装置的动作幅度很小，很容易控制，在狭小空间内，能灵活的运作，在城市的河道中运行、调整十分自如。
城市河道的清污应采取“拦、排、捞”相结合的措施，才能获得理想的效果。清污设备的选取，要根据河流的宽度、深度、和污物量来决定，并考虑劲量减小对河道自然河底的破坏，以减小对原有生物的影响。
作者简介：贾永明（1967—），男，山东省济南市人，单位：山东省水利勘测设计院，高级工程师，大学本科，起重机械及钢结构设计。
关键词：河道污染 清污设备
前言
随着城市规模和人口不断增长，河流的污染日益加剧。据有关调查报告表明，我国80%的城市河道已受污染或严重污染，四分之一河流、河段因为污染水质不能满足灌溉用水的要求（V类水质标准），水体已丧失使用价值。七大水系中，辽河、海河水系属于重度污染，淮河、黄河、松花江水系属于中度污染，由此造成的损失每年超过1428亿元，而且城市垃圾以每年10%的速度增加，对流经城市环境造成了严重的影响。垃圾包括生活垃圾、工业垃圾、农业垃圾、建筑垃圾、旅游垃圾等。这些垃圾侵占河道，影响泄洪，污染水质，影响景观，滋生蚊蝇，污染地下水，破坏水生动植物生存环境，严重破坏自然环境，损害人们的身体健康。
现在，群众对生态环境的要求越来越高，提出了“环境友好型”城市、“景观水利”、“水生态文明城市”等新的概念和要求。对穿过城市、或环绕城市的河流进行了整治，把过去臭氣熏天的小河沟，变成了多座滨河景观观光带，象济南小清河风景区、潍坊白浪河风景区，临沂沂河景观风景区等。这些临河景区的建成，极大改善了当地的生活环境，形成了临河而居、沐风赏水的新景观；美化了城市的面貌，提高了城市的生活品位，取得了显著的经济、社会和生态效益。
流经城市的河道多为城市的泄洪通道或排污通道，雨后难免有岸上杂物被冲入河道，平时也会有一些生活垃圾通过排污管道流入河道，产生大量漂浮物。很影响景观，也引起水质恶化。对这些漂浮垃圾，一般采用在支流出口设拦污栅，阻止垃圾进入干流；（见图一）。
对于这些垃圾的清理方式分为人工清理和机械清理两种。人工清理就是工人驾船用网捞取（见图二），机械清理是采用清污船清污。很显然，人工清理劳动强度大，效率低，很多垃圾得不到及时清理。
1.河道清污船现状
现在国内清污船一般为驳船加装回转式清污机模式（见图三）。 清污船由船体、驾驶室、动力系统、液压系统、储存装置、垃圾输送装置组成，驱动方式为螺旋桨驱动。对漂浮垃圾的打捞、存储及卸载在驾驶室内通过控制台上控制，聚拢、打捞、滤水、卸载作业完全自动化，自动化程度高。驳船一般为双体船，清污机安装在两船体中间。
清污机通过支承油缸固定在驳船上，根据不同水深或清污深度，通过调整油缸和支承油缸的伸缩调整清污机的倾斜角度，以达到预定深度。回转式清污机有驱动链轮、链条、耙齿、导向轮、轨道、栅体等组成，驱动链轮带动两条滚子链条做回转运动，耙齿两端固定在链条上，随链条运动，捞取垃圾并输送、倾倒到驳船上；轨道铺设在栅体上，链条滚子在轨道内移动；栅体有框架和栅条组成，栅条与耙斗形成半封闭空间，以容纳污物。
由清污船结构可以看出，其清污装置（回转式清污机）安装在船的前部，对不同深度的污物通过调整驳船位置或清污机的倾斜角度来完成。清污时，驳船行驶至污染区域，开动清污机，耙斗转动，将污物捞起；捞取的垃圾量达到驳船的装载重量时，驳船开到岸边，通过垃圾输送装置把垃圾清运到岸上。
清污机的载体是双体船，所以清污船的宽度较大。清污机的栅体为型钢焊接而成，而且安装多个耙齿连续工作，链条为重型链条，所以自重和载重量较大，因此所需配的驳船吨位也较大，比较适合于水面广阔、水深较大的区域。在城市河道一般水深较浅，河面也不是很宽，对拦污栅前或岸边等狭小范围和水浅地方的清污，清污船的调头转向、定位就不是很方便灵活；而且重型设备对河底、岸边扰动大，甚至破坏河道护堤，引起河水浑浊，影响城市景观。
2.一种新型清污船
为适应城市河道的具体情况，我们设计了一种城市河道专用的轻型清污船。浮动清污机由驳船和清污系统组成，驳船是清污系统的载体，清污系统的机械部分和控制系统均安装其上，根据需要，清污装置可以安装在船头或船膀部分。驳船可以是自行式（安装螺旋桨或挂桨机），也可缆索拖曳式，根据不同的使用工况选用不同的驳船行驶型式。
清污系统包括机械部分和控制部分。机械部分由起升机构、导向架、载重小车、耙斗、翻转油缸等组成（见图四、图五、图六）。起升机构由起升油缸、传动轴、链轮、链条组成，链条一端固定在导向架上，一端固定在载重小车上；当油缸起升时，通过链条拉动载重小车沿导向架上下移动，而且这种机构能够使小车的移动距离为油缸行程的2倍，这样可以减小油缸长度，起到增加工作行程的作用。如果是打捞水草、水葫芦等，耙斗可是栅条结构，耙斗竖直侧铺不锈钢板，以利于污物滑落；如果是打捞水藻类漂浮物，加装滤网；如果是清理河底淤泥等底层污物，耙斗可以换成铲斗。耙斗铰接在载重小车上，能以铰点为中心转动；翻转油缸分别铰接在载重小车和耙斗上，当耙斗升到倾倒位置，翻转油缸顶升，使耙斗绕铰点翻转，污物通过溜槽滑落到驳船上。载重小车通过导轮卡在导向架上，并能沿轨道上下移动，导向架的长度根据水深确定，导向架可制成多节、伸缩形式，以用于高水深的情况。
清污装置可以根据不同清污工况安装在驳船的侧向或前部。如果是在闸门、拦污栅（排）前等直线清污，采用缆索拖曳式驳船，可把卷扬机固定在驳船上，卷筒两侧采用不同的缠绕方向，双出绳，一侧收绳、一侧出绳，钢丝绳固定在岸边，通过缆索的收放拖动驳船移动（见图七）；
这种型式的主要优点是驳船行进稳定，定位精度高，便于清理缠绕在拦污栅上的杂物。清污装置也可安装在自行式驳船前部，应用于广阔水面的清污，清污船可以追逐或拦截漂浮垃圾，可对水面上不同位置的污物定点清除、拦截。
3.结语
新型清污机可以安装在双体船上，也可以安装在单体船上，由于其结构尺寸小，清污装置的重量只是回转式清污机的20%左右，所以，驳船的吨位、外形尺寸大大的减小，有效载重量增加。而且由于新型清污装置的动作幅度很小，很容易控制，在狭小空间内，能灵活的运作，在城市的河道中运行、调整十分自如。
城市河道的清污应采取“拦、排、捞”相结合的措施，才能获得理想的效果。清污设备的选取，要根据河流的宽度、深度、和污物量来决定，并考虑劲量减小对河道自然河底的破坏，以减小对原有生物的影响。
作者简介：贾永明（1967—），男，山东省济南市人，单位：山东省水利勘测设计院，高级工程师，大学本科，起重机械及钢结构设计。