我国地域辽阔，湖泊和河道众多。大湖主要集中分布在长江中下游地区和青藏高原等地；河道分布均匀，是我国宝贵的地表水开发资源，具有灌溉、防洪、航 运、养殖等功能，同时对气候具有调节作用。可见，湖泊、河道与人类的生存和社会发展联系密切。人类合理地开发利用湖泊、河道等水资源，维系其生态平衡是经 济社会可持续发展的重大课题。

　　水环境是构成环境的基本要素之一，是人类社会赖以生存和发展的重要场所，也是受人类干扰和破坏最严重的领 域。不断扩张的城市污染、过度使用的化肥农药、肆意排放的工厂废物等，产生水资源环境不断恶化的现象。目前，我国的淡水资源短缺严重且污水治理成本连年上 升，保护水环境、改善水资源已成为我国新时期的历史使命。

　　城市“血脉” 污染亟须整改

　 　湖泊和河道作为淡水资源的重要来源，影响着人们的饮水健康、工农业发展、生物生长等。湖泊或河道被污染后，水质产生变化，使人容易感染多种疾病；水质污 染后，对工农业生产均造成影响，工业用水必须投入更多费用进行处理，对资源和能源造成了一定程度的浪费，致使工业企业效益降低、农作物减产、农田污染、土 壤质量降低等。海洋污染后果也十分严重，如石油污染可造成海鸟和海洋生物死亡等；正常情况下，氧在水中有一定溶解度。溶解氧不仅是水生生物得以生存的条 件，而且氧参加水中的各种氧化还原反应，促进污染物转化降解，是天然水体具有自净能力的重要原因。但随着含有大量氮、磷、钾的生活污水排放，其有机物在水 中降解，释放营养元素，促使水中藻类丛生、植物疯长，出现水体通气不良，溶解氧下降等情况，致使水生植物大量死亡、水面发黑、水体发臭，形成“死湖”、 “死河”，进而变成沼泽。

　　目前，水污染可分为自然污染和人为污染，当前对水体危害较大的是人为污染。人为污染可根据污染杂质的不同分为 化学性污染、物理性污染和生物性污染。其中，化学性污染为排放有害化学物质造成的水体污染，主要包括无机污染物质，如酸、碱、无机盐类；有机污染物质，如 有机农药、多环芳烃、芳香烃，多属人工合成物质，化学性质稳定，很难被分解；需氧污染物质，生活污水和某些工业废水中所含碳水化合物、蛋白质、脂肪、酚、 醇等有机物质在微生物作用下分解，在分解过程中需要大量氧气，称为需氧污染物质；植物营养污染物质，主要是生活与工业污水中的含氮、磷等植物营养物质，以 及农田排水中残余的氮和磷等；油类污染物质，主要指石油对水体的污染，尤其海洋采油和油轮事故污染最为严重。

　　物理性污染，主要包括悬浮 物质污染，悬浮物质是指水中含有的不溶性物质、固体物质和泡沫塑料等，因生活污水、垃圾、采矿、采石、建筑、食品加工、造纸等产生废物泄入水中或农田水土 流失所引起，悬浮物质影响水体外观，妨碍水中植物光合作用，减少氧气溶入，对水生生物不利；热污染，来自各种工业过程的冷却水，若不采取措施直接排入水 体，可能引起水温升高、溶解氧含量降低、水中有毒物质毒性增加等现象，从而危及鱼类和水生生物生长；放射性污染，由于原子能工业发展，放射性矿藏开采，核 试验和核电站建立以及同位素在医学、工业、研究等领域应用，使放射性废水、废物明显增加，造成放射性污染。

　　生物性污染，包括医院污水、 工业废水中存在一些病原微生物，进入水体后产生的污染；人畜肠道中的病原细菌，如伤寒、副伤寒、霍乱细菌等可通过人畜粪便进入水体，随水流动而传播；另外 一些感染病毒、腺病毒、寄生虫病等均可通过水进行传播。一般情况下，对于水污染的处理办法为以下几点：将废水流经沉淀槽，固状物随之沉淀；采取滴流过滤， 废水流过沙砾进行过滤，沙砾表面也可铺细菌，经过好氧和厌氧处理，用以分解污水中的有机物；在水中加入漂白粉、氯气等杀灭微生物质；将污染水体排入露天池 塘，进行天然净化等。

　　在人们的日常生活中，最常见的是河道和湖泊的垃圾漂浮物污染，也就是物理性污染。由于城市河道和景观湖泊以树枝、 水生植物、人类生活废弃物为主要污染源，导致经常爆发季节性水生植物泛滥。其主要表现为以下几种：其一，人们生活、生产活动等丢弃的各类垃圾，如塑料制 品、植物废弃物、纺织物废弃品和其他工业废弃物，主要集中在人们生活比较集中的水域或河道，形成大面积污染群，随着潮汐和水流不断扩散；其二，水生植物， 各类水生植物的特点是适应能力强、繁殖快，虽然对净化水质和美化环境有一定作用，但到夏秋季节均会爆发大面积的泛滥，成为一大危害；其三，其他杂物，如废 弃木料、树枝、已死亡的动物等，这类漂浮物数量不多，但对航道安全和水体水质产生影响，危害极大，有碍于市容建设和人们健康生活，亟须人们改善城市水环 境，净化城市的“血脉”。

　　创新产品美化城市环境

　　目前，湖泊和河道的水面垃圾漂浮 物清理主要依靠人工作业方式，即人们利用船舶进行打捞，每条船设有几名工作人员，手持网兜打捞水面垃圾。这种原始的打捞方式，不但劳动效率低、劳动强度 大，而且存在安全隐患、受天气影响大，不能保证工作人员正常完成作业，更加无法满足人们日益增长的环境需求。所以，近年来，越来越多的人采用机械清捞船捕 捞垃圾，但是，这些船型均存在着体积大、造价高、效率低等问题，并且更多的打捞船只使用玻璃钢挂桨机、水泥挂桨机等，虽有一些机械清捞设备，但却具有局限 性，如遇滩涂岸边、浅水位、小河道、低桥梁等情况是无法正常使用的。

　　大多数情况下，从事湖泊和河道保洁的工作人员多为失业、年龄较大、 闲暇时间较为充裕的人员。由于作业时间较长、工作条件差、无专业机械设备操作等原因，致使捕捞工作劳动强度大、工作危险系数高，年轻劳动力多不愿从事这样 的工作，以至于出现工作队伍老龄化、后续无人，人力资源不稳定等不利因素，影响了垃圾捕集工作的效率和成果。因此，有效改造现有捕捞船只，推出一款操作灵 活、技术先进、安全可靠、工作效率高、外形美观的自动捕集船十分必要，进而改善水环境和捕捞人员的工作环境，降低工人劳动强度。

　　为此，上海市 浦东新区的薛金飞和薛晓勤共同设计研发了一种水面漂浮垃圾自动捕集船，现已获得国家实用新型专利（专利号：ZL201220281686.2）。同时，该 发明系列款为垃圾捕集船，现已获得国家实用新型专利（专利号：ZL201220370917.7）。该项发明为一种水面垃圾捕集装置，主要解决水面漂浮垃 圾依靠人工清理带来的技术弊端。

　　此项发明主要包括船体、垃圾舱、驾驶舱和动力舱等。其中，船体前端设置两根可开合捕集机械臂，船体前 部、中部和尾部分别设置垃圾仓、驾驶舱、动力舱。可开合的机械臂不仅增加了作业面积，提高了工作效率，同时可灵活规避其他船只和桥桩等障碍物。中间位垃圾 提升格栅使垃圾进入垃圾舱，舱中装有软性包装网，作业完成后由码头吊机一次性起吊装车处理。动力舱包括柴油发动机及变速器，变速器输出端连接旋桨，在船体 尾端设有油箱及舵。该项发明主要用于对江、河、湖、海水面分散的漂浮物进行自动捕集。

　　薛金飞所发明的垃圾捕集装置根据湖泊和河道的不同 特征，可分为DY-1型（专利号：ZL201220281686.2）、DY-2型（专利号：ZL201220370917.7）、DY-3型垃圾补集 船。DY-3型目前正在进行专利申报，其主要用于公园、小区等小型景观湖泊、河道的水面垃圾处理。他历时三年自主研发的该项发明采用全电动设计、外形美 观、双桨推进、噪音小、操作灵活，在满负荷状态下可连续工作8小时以上。产品具有无污染物排放、使用成本低廉、功能齐全、先进高效、安全节能等优点，适用 于清理内河河道、湖泊的漂浮垃圾，并且能够顺利通过低处的小河道和桥面，具有广泛的推广应用价值，可为企业带来极大的经济效益和社会效益。

　 　其中，DY-1型水面漂浮垃圾自动捕集船船体长9.6米，自重5吨，船宽3.5米，垃圾舱容量15立方米，船高2.7米，配置动力18KW，作业航速6 —10km/h，总排水量30吨，行驶航速10—14km/h。主要针对水面较宽、桥梁高于2.5米的湖泊和河道而设计，工作运行时，机械臂张开可实现最 大作业面8米左右，水面上绝大部分的垃圾漂浮物均可自动进行捕集，并打捞上船，相较于人工作业清捞方式，工作效率明显提高。

　　DY-2型 垃圾捕集船船体长7.3米，自重3.5吨，船宽3米，前段最宽作业面5.1米，垃圾舱容量7.5立方米，船高1.9米，配置动力12KW，作业面宽5米， 作业航速6—10km/h，总排水量11吨，行驶航速10—14km/h。主要针对河道较窄、水浅、水面上方有较低的桥梁而设计，其外形设计美观，内置垃 圾舱，采用全电动设计，双桨推进、噪音小、操作灵活，适用于对环境要求较高的景观河道、居民小区和水深较浅的河道湖泊。

　　这两项发明的内 置设施一致，其中操作台采用了人性化的设计，如两侧操纵杆设置得当，使工作人员手动操作十分便捷；船只的电流电量、左右桨转速和各部件工作状态等各种数据 均显示在操作台上，直观清晰，便于及时监控行驶状态；驱动采用无级调速直流电机，具有强劲的驱动力，但噪音小、反应灵敏、安全可靠；捕集装置功能齐全，两 侧的弹性刮板可以将死角处的垃圾捕集干净，工作效率高且效果良好；驾驶室可以确保工作人员免于受到天气条件的限制，在驾驶室内就可以全面掌握装置的操作情 况，轻松清除水面漂浮垃圾，还原城市美好水环境。

　　目前，DY-2型已完成样机制造，并进行了水上试验，效果良好，已进入实际应用、批量 生产阶段。DY-1型和DY-3型也基本完成相关技术计算，正在绘制生产图纸，预计今年年底前完成样机制造。同时，薛金飞仍在着力研发更具有针对性和专业 性的系列产品，待开发产品包括水下水生植物切割打捞船、大型打捞粉碎打包一体船、小型自动打捞船等。我们相信，先进可靠的技术、价格合理的产品将是未来水 面垃圾捕集装置的首选，能够为企业带来可观的经济效益，给民众带来良好的社会效益。

　　拓宽市场服务生态建设

　 　为确保研发项目得到广泛的利用和普及，使该项创新产品具有强大的企业支撑，2001年，薛金飞创立了上海大原环境工程设备有限公司（以下简称“上海大 原”），位于上海市浦东新区祝桥镇。“上海大原”主要从事污水和废气处理的工程设计，设备制造和施工安装等。现有厂房车间1400余平方米，机械加工设备 20余台套，操作工人20余人，技术人员11人，主要产品有格栅除污机、螺旋输送机、刮泥机、搅拌机、一体化钢制除尘脱硫装置等。

　　自 “上海大原”着手研制水面漂浮垃圾捕集船系列产品以来，公司大力投入技术研发力量和资金支持，经过多次试验和反复论证，终于研制成功了使用效果良好的改善 城市环境和水环境的发明。“上海大原”一直以美化城市环境、还原水环境健康为己任，一如既往地坚持将技术和设备创新应用于实践领域，并得到了当地社会的广 泛肯定。

　　薛金飞所研发的水面垃圾捕集船系列产品可实现对内河与湖泊等水面垃圾清理的机械化与自动化，是一种环保、高效、技术先进的水面 垃圾清理收集船，可同步完成水面垃圾等漂浮物的集拢、提升和储运等作业，对营造绿色的生态环境有着重要的科学意义和良好的应用前景。在城市化进程中，垃圾 作为城市代谢的产物，曾经是城市发展的负担。而如今，垃圾被认为是最具开发潜力的、永不枯竭的“城市矿藏”，是“放错地方的资源”，这既是对垃圾认识的深 入和深化，也是城市发展的必然要求。

　　中国垃圾处理行业起步晚，但通过近年来的快速发展，我国垃圾处理产业初具规模，垃圾处理市场容量有 了显著增加，市场渗透率迅速提高，进入环卫行业的企业数量也在迅猛增加。当前我国的垃圾处理市场已经从导入期进入成长期，并逐步向成熟期迈进。进入21世 纪以来，中国垃圾处理产业实现跨越式发展。在垃圾无害化处理能力快速发展的同时，使垃圾处理投资规模实现持续增长。我国垃圾处理领域投资力度不减，垃圾填 埋、焚烧发电项目在全国遍地开花，垃圾处理设施的大规模建设，带动了垃圾处理行业的市场化进程，国内上市公司、外资、民营企业等多方投资主体开始活跃于垃 圾处理领域。

　　2012年5月，国务院办公厅印发《“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》，提出“十二五”期间，全国城镇 生活垃圾无害化处理设施建设总投资约2636亿元，到2015年，直辖市、省会城市和计划单列市生活垃圾全部实现无害化处理，全国形成城镇生活垃圾无害化 处理能力87.1万吨/日，基本形成与生活垃圾产生量相匹配的无害化处理规模，我国垃圾处理行业面临广阔发展的机遇。