CN105174507A - 曝气水车 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水污染治理及防治领域，涉及一种水体特别是城市河道的曝气水车，其特征在于包括水车转轴、水车叶片和容器：水车叶片固定在水车转轴上，水车叶片末端设有容器，通过水体流动推动曝气水车的转动，将容器带入液面下释放空气，再带出液面盛装空气，从而完成水车的曝气过程。该曝气水车可增加水体溶解氧含量，降解水体中的耗氧污染物，依靠水体推动，自动运行，不耗电或耗电量少，运行费用低。
Description
技术领域
本发明属于水污染治理及防治领域，特别涉及一种水体的曝气装置。
技术背景
耗氧污染物是水体中最主要污染物之一，在微生物的作用下耗氧污染物在河道内分解，同时消耗水体中的溶解氧。当水体中溶解氧的消耗速率大于其富氧速率时，污染物的好氧反应速率会降低，并逐渐由好氧反应转化为厌氧反应，在厌氧反应过程中产生氨气、硫化氢等恶臭气体，这也是许多河道变黑、发臭的主要原因。因此要控制河道黑臭问题，必须确保水体中有足够的溶解氧含量。曝气充氧技术广泛运用于水污染治理中，目前常见的曝气设施主要是利用电能、太阳能、河道跌水等提供的动力将空气或氧气输送到液面下释放增加水体中溶解氧含量，或者将水体充分暴露在空气中溶解空气总的氧。其中采用电能为动力的曝气设施运行费用高，采用太阳能和河道跌水为动力的曝气设施曝气效率低并有一定的适用条件。水车是一种古老的灌溉工具，利用水流推动水车的运转，将水体从低水位提升至高水位。目前未有利用水车为水体曝气增加水体溶解氧含量的记录。
发明内容
为解决现有以电能、太阳能或河道跌水作为动力来源的曝气设施存在的缺陷，丰富曝气装置的选择，本发明提出一种依靠水体流动提供动力的曝气水车。
本发明的曝气水车，设置于河道内，其特征在于包括水车转轴、水车叶片和容器：在支座上安装水车转轴，水车叶片固定在水车转轴上，水车叶片末端设有容器。
所述的曝气水车，其曝气工作方式如下：
1）容器入水：水体流动产生的动能作用于水车叶片，推动曝气水车转动，曝气水车叶片末端的容器被带入液面下；
2）空气在水中释放：容器被带入液面下后，水体逐渐进入容器内，将容器中的空气排入水体中，空气中的氧气溶解在水体中形成溶解氧；
3）容器出水：水体流动继续推动曝气水车的运转，容器充满水后被水车带出水面；
4）容器放水：容器被带出水面后，水从容器中流出，空气充满容器。
5）水体流动继续推动曝气水车转动，将叶片末端的容器带入液面下进入下一周期的曝气。
可在叶片间设置支撑杆，使叶片与支撑杆形成三角形，让曝气水车牢固。
为控制容器中的空气的释放速率，使空气中的氧气尽量溶解在深水区域，可在容器内插入管子或设置内壁将容器内部分隔成若干个小容器。
为控制容器中的空气的释放速率，使空气中的氧气尽量溶解在深水区域，并使释放的空气充分与水体接触，可在所述的容器口部覆盖织物。
为减少曝气水车的阻力，可在所述的容器上设置阀门，在容器离开水面后自动打开阀门，将容器内的水放空，放空后自动关闭阀门。
为应对水体在枯水期、丰水期流量不一情况下水体水面的变化，支座应设计为可升降支座。
多个带有容器的叶片以水车转轴为中心固定在一起形成曝气水车转轮，一个水车转轴上可并列安装多个曝气水车转轮形成曝气水车组，一条河道上可安装多个曝气水车组，以加强曝气水车的工作效率。
当水体流动慢或静止的情况下也可用电等能源提供外力辅助曝气水车的运转。辅助外力推动水车运转后也可用于污水曝气。
为防止曝气水车对鱼类等水生动物的影响应设置过渔通道；为防止洪水对曝气水车的冲击，应设置防洪通道；为防止非正常情况下曝气随车被冲入河道下游影响河道安全，应在曝气水车下游区域设置水池，在非正常情况下曝气水车可沉入水池内；为防止巨石、树干等破坏曝气水车，可在上游设置沉淀池，拦截网等拦截设施。
本发明治理河流污染，与现有技术相比较的有益效果是：
1、由于曝气水车将空气带到水体中为水体充氧，增加水体溶解氧含量。
2、由于水体中溶解氧的增加，水体中耗氧污染物的降解将加快，去除更多的污染物，可防止河道变黑。
3、由于水体中溶解氧的增加，水体中的厌氧生化反应变为耗氧生化反应，不再释放氨气、硫化氢等恶臭气体，有利于河道恶臭的消除。
4、曝气水车依靠水体推动，自动运行，不耗电或耗电量少，运行费用很低。
5、曝气水车设置在河道内，不需新征用地。
附图说明
图1为本发明的曝气水车的结构示意图。
其中，水车转轴1，支撑杆2，水车叶片3，容器4，河流方向5。
具体实施方式
实施例1：针对水体流动较快的河道，曝气水车可直接设置在河道内，完全依靠河水流动产生的动能推动水车运转。
曝气水车包括水车转轴1、水车叶片3和容器4，在支座上安装水车转轴1，水车叶片3固定在水车转轴1上，水车叶片3末端设有容器4；其曝气过程包括如下四个步骤：
1）容器入水：河水流动产生的动能作用于水车叶片3，推动曝气水车转动，曝气水车叶片3末端的容器4被带入水面下；
2）空气在水中释放：容器4被带入水面下后，河水逐渐进入容器4内，将容器4中的空气排入河水中，空气中的氧气溶解在河水中形成溶解氧；
3）容器出水：河水流动继续推动曝气水车的运转，容器4充满水后被水车带出水面；
4）容器放水：容器4被带出水面后，水从容器4中流出，空气充满容器4。
5）河水流动继续推动曝气水车转动，将水车叶片3末端的容器4带入水面下进入下一周期的曝气。
实施例2：由于部分城市河道水流速度慢或静止，难于推动曝气水车转动或转动速度慢，可设置电机或其他驱动装置辅助带动水车运转。依靠电力驱动曝气水车运转也可用于污水处理过程中为污水曝气。
曝气水车包括水车转轴1、水车叶片3和容器4，在支座上安装水车转轴1，水车叶片3固定在水车转轴1上，水车叶片3末端设有容器4；其曝气过程包括如下四个步骤：
1）容器入水：电机或水体流动推动曝气水车转动，曝气水车叶片3末端的容器4被带入水面下；
2）空气在水中释放：容器4被带入水面下后，水逐渐进入容器4内，将容器4中的空气排入水体中，空气中的氧气溶解在水体中形成溶解氧；
3）容器出水：水体流动或电机继续推动曝气水车的运转，容器4充满水后被水车带出水面；
4）容器放水：容器4被带出水面后，水从容器4中流出，空气充满容器4。
5）水体流动或电机继续推动曝气水车转动，将水车叶片3末端的容器4带入水面下进入下一周期的曝气。
Claims (9)
1.一种曝气水车，设置于水体内，其特征在于包括水车转轴（1）、水车叶片（3）和容器（4）：在支座上安装水车转轴（1），水车叶片（3）固定在水车转轴（1）上，水车叶片（3）末端设有容器（4）。
2.如权利要求1所述的曝气水车，其曝气工作方式如下：
1）容器入水：水体流动产生的动能作用于水车叶片（3），推动曝气水车转动，曝气水车叶片（3）末端的容器（4）被带入水面下；
2）空气在水中释放：容器（4）被带入水面下后，水体逐渐进入容器（4）内，将容器（4）中的空气排入水体中，空气中的氧气溶解在水体中形成溶解氧；
3）容器出水：水体流动继续推动曝气水车的运转，容器（4）充满水后被水车带出水面；
4）容器放水：容器（4）被带出水面后，水从容器（4）中流出，空气充满容器（4）；
5）水体流动继续推动曝气水车转动，将水车叶片(3)末端的容器(4)带入液面下进入下一周期的曝气。
3.如权利要求1所述的曝气水车，其特征在于在水车叶片(3)之间设置支撑杆(4)，使叶片(3)与支撑杆(4)形成三角形。
4.如权利要求1所述的曝气水车，其特征在于在所述的容器(4)内插入管子或设置内壁将容器4内部分隔成若干个小容器。
5.如权利要求1所述的曝气水车，其特征在于在所述的容器(4)口部覆盖织物。
6.如权利要求1所述的曝气水车，其特征在于在所述的容器(4)上设置阀门，在容器(4)离开水面后自动打开阀门，将容器(4)内的水放空，放空后自动关闭阀门。
7.如权利要求1所述的曝气水车，其特征在于曝气水车的支座应设计为可升降支座。
8.如权利要求1所述的曝气水车，其特征在于多个带有容器(4)的水车叶片(3)以水车转轴(1)为中心固定在一起形成曝气水车转轮，一个水车转轴上可并列安装若干个曝气水车转轮形成水车组，一条河道上可安装若干个曝气水车组。
9.如权利要求1所述的曝气水车，其特征在于该曝气水车转轴（1）由电机驱动，带动曝气水车运转。
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