CN105417682B - 一种无动力河流地表水的复氧装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无动力河流地表水的复氧装置及其方法，包括导水管、收缩管、泄水管，其中，所述导水管为一个具有容纳空间前后贯通的管道，所述导水管上设置有左侧板、底板、右侧板以及顶板，所述导水管的正面设置有一进水口，所述进水口上设置有一可拆卸栅网，所述可拆卸栅网与所述进水口开口相适配，在所述可拆卸栅网的两侧分别设置有左侧连接孔和右侧连接孔，所述导水管的后侧与所述收缩管相连通，所述收缩管为喇叭形结构，其容纳空间逐渐减小，所述收缩管另一端与所述泄水管相连接，所述收缩管与所述泄水管的连接处设置有泡沫浮力圈。

Description

一种无动力河流地表水的复氧装置及其方法

技术领域

本发明涉及环保类水质净化技术领域，具体涉及一种无动力河流地表水的复氧装置及其方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，环境污染形势日益严峻，城市河流、湖泊等自然水体不同程度地受到污染，特别是中小型水体长期处于富营养化状态，甚至出现黑臭现象，严重影响了居民生活和城市环境，制约了生态型城市建设。城市污染水体均表现出共同的现象，即溶解氧含量过低，甚至趋近于零，其根本原因是水中污染物引起异养微生物大量生长繁殖，造成水体的耗氧速率大于复氧速率，耗尽了水体中的溶解氧，使好氧微生物逐渐失去生长优势，厌氧微生物占据主导，水体呈现厌氧状态，有机污染物被厌氧微生物分解生成甲烷、氨气、硫化氢等物质，水体散发异味，水质变差。

提高水体溶解氧含量的最直接措施是采用人工向水体充入空气的方法，弥补自然复氧的不足，加速水体复氧过程，以提高水体的溶解氧水平，恢复和增强水体中好氧微生物的活力，使水体中的污染物得以净化，改善水体的环境质量，尽快恢复水体生态系统。

目前，国内外河、湖复氧技术方法主要分为动力型和工程型。动力型复氧主要是向水中充空气和向水中充纯氧的曝气系统。包括鼓风机-微孔布气管曝气系统、纯氧-微孔管曝气系统、纯氧-混流增压系统、叶轮吸气推流式曝气器、水下射流曝气设备等。工程型复氧主要包括采用不同形式的水工建筑物、水土建筑物溢流坝面加糙、接触氧化透水堤坝、跌水曝气充氧等水力学方法。

纯氧曝气制氧设备在工程投资中比例很大，设备运行成本也很高，普适性较差。在空气曝气系统中，鼓风机-微孔布气管曝气系统的氧转移效率可达25-35％(水深5米)，被广泛运用于城市生活污水与工业废水的好氧生化处理中，其布气管安装工程量较大，水平定位施工精度要求高，损坏后维修困难，低水位曝气动力不足，鼓风机房占地面积大，噪声大，投资费用较大。

叶轮吸气推流式曝气器，其工作原理是通过在水下高速旋转的叶轮在进气通道中形成负压，空气通过进气孔进入水中，但运行噪音大，叶轮易被堵塞缠绕，影响航运。

水下射流曝气设备。其利用潜水泵降水吸入增压从泵体高速推出，设置在出水导管上的水射器将空气吸入，气-水混合液经水力混合切割后进入水体，但维修麻烦，噪音较大。

综上，传统的动力复氧效率高，但运行时主要面临如下问题：高能耗，易产生二次污染，影响水温，产生噪声等。运行成本昂贵，移动性差，设备维护繁琐不便。因此，如何经济、节能、有效的增加水中溶解氧含量，并不产生二次污染，是地表水水质改善的关键问题。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明提供的一种无动力河流地表水的复氧装置及其方法，以经济、节能、有效的增加水中溶解氧含量，并且不产生二次污染。

为了解决上述技术问题，本发明方案包括：

一种无动力河流地表水的复氧装置包括导水管、收缩管、泄水管，其中，所述导水管为一个具有容纳空间前后贯通的管道，所述导水管上设置有左侧板、底板、右侧板以及顶板，所述导水管的正面设置有一进水口，所述进水口上设置有一可拆卸栅网，所述可拆卸栅网与所述进水口开口相适配，在所述可拆卸栅网的两侧分别设置有左侧连接孔和右侧连接孔，所述导水管的后侧与所述收缩管相连通，所述收缩管为喇叭形结构，其容纳空间逐渐减小，所述收缩管另一端与所述泄水管相连接，所述收缩管与所述泄水管的连接处设置有泡沫浮力圈，所述泄水管的四周设置有多个泄水孔，所述泄水管的尾端设置有出水口，所述的泄水管为细管。

所述无动力河流地表水的复氧装置，其中，所述导水管的直径为50cm，所述泄水管的直径为10cm。

所述无动力河流地表水的复氧装置，其中，所述左侧连接孔为三个和所述右侧连接孔为三个。

一种无动力河流地表水的复氧方法，其中，

将所述地表水复氧装置放置于水中，河流流入到所述进水口中，通过所述进水口处的所述可拆卸栅网；

河流通过所述进水口后进入到所述收缩管，所述收缩管的结构为喇叭形结构，河流的横截面会逐渐由大到小改变；

然后通过所述泡沫浮力圈进入所述泄水管，从所述泄水孔和所述出水口流出。

所述无动力河流地表水的复氧装置，其中，单个的地表水复氧装置进行并联组合，所述左侧连接孔与所述右侧连接孔连接时横向仅连接一孔。

本发明提供了一种无动力河流地表水的复氧装置及其方法，通过地表水复氧装置中导水管、收缩管、泄水管的设置，可以有效地降低能耗，且无动力河流地表水的复氧装置结构简单，安装维修方便，节省资金成本，有效达到复氧效果，普适性高。

附图说明

图1为本发明中地表水复氧装置的结构示意图。

图2为本发明中地表水复氧装置的俯视图。

图3为本发明中地表水复氧装置的主视图。

图4为本发明中地表水复氧装置的多个连接状态下的工作原理图。

具体实施方式

本发明提供了一种无动力河流地表水的复氧装置及其方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种无动力河流地表水的复氧装置及其方法，图1为本发明中地表水复氧装置的结构示意图，图2为本发明中地表水复氧装置的俯视图，图3为本发明中地表水复氧装置的主视图，图4为本发明中地表水复氧装置的多个连接状态下的工作原理图，如图1、图2、图3以及图4所示，所述地表水复氧装置包括左侧连接孔1、右侧连接孔2、可拆卸栅网3、左侧板4、底板5、右侧板6、顶板7、收缩管8、泡沫浮力圈9、泄水管10、泄水孔11、出水口12、进水口13以及导水管14，由所述左侧板4、所述底板5、所述右侧板6、所述顶板7形成的一个具有容纳空间为导水管14，所述导水管14的正面设置有所述进水口13，所述进水口13上设置有一所述可拆卸栅网3，所述可拆卸栅网3的可拆卸设计易于清理和维护，所述可拆卸栅网3能够拦截地表水河流上游的阻塞物，防止物体从所述进水口13进入后阻塞后面的管道，所述可拆卸栅网3与所述进水口13开口相适配，在所述可拆卸栅网3的两侧分别设置有三个连接孔分别为所述左侧连接孔1和所述右侧连接孔2，所述左侧连接孔1和所述右侧连接孔2用于并联地表水复氧装置，所述导水管14为前后贯通，所述导水管14的后侧与所述收缩管8相连通，所述收缩管8为喇叭形结构，其容纳空间逐渐减小，所述收缩管8另一端与所述泄水管10相连接，并在所述收缩管8与所述泄水管10的连接处设置泡沫浮力圈9，所述泡沫浮力圈9能够使所述地表水复氧装置的尾部漂浮或者悬浮在河流表层。所述泄水管10的四周设置有多个所述泄水孔11，所述泄水管10的尾端设置所述出水口12，所述的泄水管10为细管，所述泄水管10的管壁为多孔设计，利于水流向四周散射，实现充分搅动周围水体。

将地表水复氧装置并联成排安置在河道中，如图4所示，河流流入所述进水口13，从所述导水管14进入所述收缩管8的过程中体积迅速减小，所述地表水复氧装置为利用天然河流水沿程流动，将水势能转化为动能，本地表水复氧装置在物理结构由阔到窄的空间限制下，将水流增速，以提高水体动能，使得出水处水体呈现乱流搅动效果，达到无动力恢复水体溶解氧的预期效果。

更优选的方案为，所述导水管14的直径为50cm，所述泄水管10的直径为10cm，即通过该直径的改变使通过其中的河流水由入水断面面积到出水断面面积比，即过水断面缩小约25分1，从而提高出水水流动能，使流出装置的水体动能大幅增加，并通过所述出水口12和所述泄水孔11排水，水流从多角度射出，持续冲击周围水体，增益河水表层乱流扰动效果，使与大气界面接触的表层富氧水层与下部水体充分混合，将水体溶解氧快速向河流下部水层传递，达到提高河流水体整体溶解氧含量的目的，进而能够加速水体自净能力。

更优选的方案为，地表水复氧装置设置的左侧连接孔1和右侧连接孔2便于单个的地表水复氧装置进行并联组合，连接时横向仅连接一孔，使两个地表水复氧装置连接即可，相对并不固定，这样在水流激荡作用下，每个所述地表水复氧装置可随河流上下抖动，更有助于排水口处水流搅动混合；多个地表水复氧装置连接后可以获取较大入水截面积和任意结构组合形态，以提高和优化天然河道横断面处水流进入“收缩结构”水量和出水效率。

本发明还包括利用所述地表水复氧装置完成的地表水复氧方法：

1、将地表水复氧装置放置于水中，河流流入到所述进水口13中，通过所述进水口13处的所述可拆卸栅网3；

2、河流通过所述进水口13后进入到所述收缩管8，所述收缩管8的结构为喇叭形结构，河流的横截面会逐渐由大到小改变；

3、然后通过所述泡沫浮力圈9进入所述泄水管10，从所述泄水孔11和所述出水口12流出。

随河流水流动使地表水复氧装置尾部上下浮动使地表水水体充分搅拌增加与大气接触的时间，使水体紊动加剧，气体富集层中的部分氧气会与水体作用形成溶解氧，然后向水下扩散，另一部分未形成溶解氧的气体会重新释放回大气中，在这个相互作用中使地表水河流水体溶解氧浓度不断补充，但是却不需要任何额外动力输入以维持上述过程，仅仅依靠河流水势能作为源驱动力。

当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。

Claims (2)

1.一种利用地表水复氧装置进行无动力河流地表水的复氧方法，其特征在于，所述地表水复氧装置包括导水管、收缩管、泄水管，所述导水管为一个具有容纳空间前后贯通的管道，所述导水管上设置有左侧板、底板、右侧板以及顶板，所述导水管的正面设置有一进水口，所述进水口上设置有一可拆卸栅网，所述可拆卸栅网与所述进水口开口相适配，在所述可拆卸栅网的两侧分别设置有左侧连接孔和右侧连接孔，所述导水管的后侧与所述收缩管相连通，所述收缩管为喇叭形结构，其容纳空间逐渐减小，所述收缩管另一端与所述泄水管相连接，所述收缩管与所述泄水管的连接处设置有泡沫浮力圈，所述泄水管的四周设置有多个泄水孔，所述泄水管的尾端设置有出水口，所述的泄水管为细管；所述导水管的直径为50cm，所述泄水管的直径为10cm；所述左侧连接孔为三个和所述右侧连接孔为三个；

将所述地表水复氧装置放置于水中，河流流入到所述进水口中，通过所述进水口处的所述可拆卸栅网；

河流通过所述进水口后进入到所述收缩管，所述收缩管的结构为喇叭形结构，河流的横截面会逐渐由大到小改变；

然后通过所述泡沫浮力圈进入所述泄水管，从所述泄水孔和所述出水口流出。

2.根据权利要求1所述的利用地表水复氧装置进行无动力河流 地表水的复氧方法，其特征在于，单个的地表水复氧装置进行并联组合，所述左侧连接孔与所述右侧连接孔连接时横向仅连接一孔。