一种浸没式淋洒水体增氧装置和方法
技术领域
本发明属于水体修复和水处理技术领域,更具体地说,涉及一种浸没式淋洒水体增氧装置和方法。
背景技术
2014年《中国环境状况公报》中指出,全国423条主要河流、62座重点湖泊(水库)的968个国控地表水监测断面(点位)开展了水质监测,Ⅴ和劣Ⅴ类水质断面已经占到16.0%,同时更多的没有在国家统计范围内的河流污染情况更是不容乐观。因此,治理污染水体,恢复退化的水生态系统成为当前水生态系统领域研究的热点,其中,水体增气技术是河流污染治理的主要技术手段。
目前常用的污水增氧方式有微孔曝气,转碟或转刷曝气。微孔曝气的曝气头设在水体的底部,易损坏,损坏后维修难度大。转碟或转刷曝气属于表面曝气,易维修,但噪音大,能耗高,对于鱼塘等环境,转刷曝气容易伤害到水生鱼虾蟹等。由于管网建设难度大等原因,目前水处理设施有趋于分散化的趋势,这些水处理设施都靠近居民区,而上述曝气方式会产生大量的气溶胶,气溶胶中含有致病微生物,对人体有害,只适合应用于大型污水处理厂,远离居民区的环境。
中国实用新型专利,公开号:203040443U,公开日:2013-07-10,公开了一种洒落下注式鱼塘增氧机,包括设置在鱼塘中的水泵,鱼塘中还设置有一个以上的增氧单元,每个增氧单元包括支架,位于鱼塘上方的分散板设置在支架上,水泵的出水口设置在分散板上。所述分散板的下方设置有用于改变水流方向的倾斜挡板,该倾斜挡板设置在支架上并浸没在鱼塘中。所述分散板的边缘设置有环状挡边以及由环状挡边围成的开口。所述分散板上密布有洒水孔。所述分散板设置在支架的上部,倾斜挡板设置在支架的下部。所述水泵的进水口浸没在鱼塘中。所述水泵的进水口处设置有滤网。所述水泵的进水口距离鱼塘的水面高度≤30cm。该实用新型具有结构简单合理、操作灵活、制作成本低、运行费用低、增氧效果好的特点。其不足之处在于,由于进水泵吸水口较高的流速,其进水泵极易堵塞,造成增氧器的进水泵损坏;水泵出水口集中出水,跌落到孔板上,易造成孔板布水不均匀,影响增氧效果;由于水泵进水口径小,在进水口的防杂物的筛网几乎很难比孔板的孔径小,这样易导致孔板堵塞;用于黑臭水增氧时,在河水液位以上扬水会散发臭气,会形成致病气溶胶污染,另外噪音大。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中的曝气方式会产生大量的气溶胶,气溶胶中含有致病微生物,对人体有害的问题,本发明提供了一种浸没式淋洒水体增氧装置和方法。它不会产生气溶胶,具有噪音小,立体增氧,效率高的优点,而且结构简单,使用寿命长。
2.技术方案
本发明的目的通过以下技术方案实现:
一种浸没式淋洒水体增氧装置,它包括定位系统,还包括污水淋洒装置,导气管路和排水系统,其中,定位系统将污水淋洒装置固定在水体中,污水淋洒装置上设有导气管路和排水系统。
定位系统将污水淋洒装置固定在水体中,由于增氧在箱体内部进行,排水系统的出口设置在河床上部,开口斜向上,对底泥附近的水体扰动力度极小,能有效防止底泥扰动。
优选地,污水淋洒装置包括淋洒箱体和穿孔板,穿孔板位于淋洒箱体的上部。
优选地,导气管路包括出气管道和进气管道,出气管道和进气管道伸出到水体上方的自由空气端,淋洒箱体两侧和上部安装导气管路,将淋洒箱体与水体上方自由空气端相连,出气管道管径大于进气管道。
侧面小管径进气加上一个弯头,沿程和局部阻力大于管径较大没有弯头的出气管,因此在冬季时可以实现自动空气交换,让温度低,密度高的空气从进气口进入箱体,箱体内水和空气进行热交换,气体被加热,空气密度降低,空气从出气口排出。
优选地,定位系统包括悬挂链条和金属杆,金属杆位于污水淋洒装置的四周,悬挂链条将污水淋洒装置与金属杆连接使得污水淋洒装置保持水平。
优选地,淋洒箱体下部安装有排水系统,以保持腔体内的液体排空,排水系统包括潜水泵、浮球和控制器,潜水泵位于淋洒箱体底部,控制器位于出气管道的上部,浮球位于淋洒箱体内。
保持腔体内较浅的液位,确保水泵的流量正好和通过重力洒下的液体通量相同,当比该液位高时,控制器控制潜水泵无刷直流电机的频率,提高转速,增大流量,当比该液位低时,控制器控制潜水泵无刷直流电机的频率,降低转速,减小流量。
优选地,淋洒箱体在水体流动方向有引流斜角,在穿孔板正上方设有防堵挡板,防堵挡板沿水流方向,两端斜向下。
防堵挡板,固定在出气管道上,四周设在非穿孔板区域采用圆管支撑,将迎面过来的水流引导到防堵板上侧,防止上侧和两侧的固体由于重力接近和堵塞穿孔板。
优选地,导气管路上部都安装有防水帽,进气管道上安装有换气风扇。
一种浸没式淋洒水体增氧方法,包括以下步骤:
A、在安装位置,在河床上打入四根定位系统的金属杆固定;
B、使用吊车将以上所述的一种浸没式淋洒水体增氧装置放入水中,利用悬挂链条将增氧装置固定在金属杆上;
C、摇动悬挂铁链,使四个进气管露出液面,进气管上标有刻度,同数值的刻度在同一个水平面上,微调使四周的进气管上的刻度在液面处的位置保证相同,以此来确保淋洒箱体水平;
D、液体绕过防堵板,透过穿孔板淋洒进入淋洒箱体,在淋洒箱体内与空气充分接触,实现液体增氧;
E、落入淋洒箱体底部的液体通过潜水泵进入淋洒箱体外面的水体,潜水泵的控制器根据安装在淋洒箱体内的浮球控制转速,潜水泵的控制器通过导线联通,当淋洒箱体液位上升,在出气管道内的浮球漂起时,潜水泵的转速加大,当浮球下沉到一定位置时,潜水泵转速减小;
F、气体从进气管道进入淋洒箱体内,从出气管道流出,实现对液体的增氧。
优选地,步骤E中,潜水泵故障时浮球浮起接近穿孔板,处在腔体上部时,浮球上部安装的圆杆伸出,圆杆遮挡红外开关的光路,红外开关产生电信号,信号通过GPRS远程报警,吊车吊起并维修。
优选地,步骤F中,水温高于空气温度时,新鲜空气会自动从进气管道进入,从出气管道排出;水温高于空气温度时,进气管道上安装的换气风扇将新鲜空气吹入淋洒箱体内。
增氧和产生噪音的部分设置在水体中下部,对缺氧严重的水体中下部直接增氧,不影响表层水体复氧,同时富氧水排出对水体的扰动增加了水体复氧效果,该发明的整体结构上,系统地考虑到孔板堵塞和水泵堵塞问题,创造性地将具有大面积的孔板置于水泵前端(进水口),孔板的孔径小,面积大,一方面实现孔板附近水流流速低,使孔板不易堵塞,另一方面,孔板淋洒水具有增氧效果的同时,还具有极好的水泵进水防固体堵塞功能,以上技术方案保证了该发明的装置具有不但噪音小,立体增氧,效率高,而且结构简单,使用寿命长。
3.有益效果
相比于现有技术,本发明的技术方案的优点在于:
(1)本发明的一种浸没式淋洒水体增氧装置,不同于普通的机械增氧位于水体表面,又不同于底部微孔曝气需要高压风机,采用普通水泵即可使水体增氧,它不会产生气溶胶,具有噪音小,立体增氧,效率高的优点,而且结构简单,使用寿命长;
(2)本发明的一种浸没式淋洒水体增氧装置,整体结构上,系统地考虑到孔板堵塞和水泵堵塞问题,创造性地将具有大面积的孔板置于水泵前端(进水口),孔板的孔径小,面积大,一方面实现孔板附近水流流速低,使孔板不易堵塞,另一方面,孔板淋洒水具有增氧效果的同时,还具有极好的水泵进水防固体堵塞功能,以上技术方案保证了该发明的装置不但具有噪音小,立体增氧,效率高,而且结构简单,使用寿命长;
(3)本发明的一种浸没式淋洒水体增氧装置,沉入水体的淋洒腔体,导气管路,排水系统,定位系统,淋洒腔体两侧和上部安装导气管,将淋洒腔体与水体上方自由空气端相连,淋洒腔体下部安装有排水系统,以保持腔体内的液体基本排空,定位系统包括悬挂链条和支撑钢管,钢管支撑淋洒腔体处于河床上方,产生噪音的装备均位于水体以下,噪音小;
(4)本发明的一种浸没式淋洒水体增氧装置,穿孔板位于淋洒箱体的上部,上面有序的打有圆孔,淋洒箱体在水体流动方向有引流斜角,达到对水体流动阻碍最小;
(5)本发明的一种浸没式淋洒水体增氧装置,出气管道位于淋洒箱体的两侧,出气管道管径大于进气管道,位于淋洒箱体的中央,进出气管道上部都安装有防水帽,进气管道上安装有小功率换气风扇,出气管道两侧有吊装加强筋和吊环,以便于设备在水体中吊装;
(6)本发明的一种浸没式淋洒水体增氧装置,变频泵的控制器根据安装在淋洒箱体内的浮球控制转速,当淋洒箱体液位上升,浮球漂起时,水泵的转速加大,当浮球下沉到一定位置时,水泵转速减小,利用变频水泵控制箱体内的液位;
(7)本发明的一种浸没式淋洒水体增氧装置,可快速安装于小型污水处理处理厂,河道,以及鱼塘,故障时远程报警,迅速吊起并维修,方便快捷。
附图说明
图1是本发明装置的结构主视图;
图2是本发明装置的结构俯视图;
图3是本发明装置的进出气管结构示意图;
图4是本发明装置的浸没淋洒箱体结构主视图;
图5是本发明装置的浸没淋洒箱体结构俯视图;
图6是本发明装置的潜水泵控制示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例,对本发明作详细描述。
实施例1
本实施例的一种浸没式淋洒水体增氧装置,它包括定位系统5,还包括污水淋洒装置3,导气管路1和排水系统4,其中,定位系统5将污水淋洒装置3固定在水体中,污水淋洒装置3上设有导气管路1和排水系统4。定位系统5将污水淋洒装置3固定在水体中,由于增氧在箱体内部进行,排水系统4的出口设置在河床上部,开口斜向上,对底泥附近的水体扰动力度极小,能有效防止底泥扰动。
本实施例的一种浸没式淋洒水体增氧装置放置到黑臭河道中。在安装位置打入四根固定桩,将装置运送到安装位置,将底部支撑和进出气管安装完毕,吊车利用出气管上的吊臂,将浸没式淋洒污水增氧装置,放置于固定桩中间,通过铁链链接,摇动铁链,使四个出气管露出液面的具体箱体,确保淋洒箱体水平,目的是穿孔板的上面的水压保持一致,使孔洞上部水压一致,每个孔洞过水量接近相同,使过水均匀,增氧效果更好,同时也可以防止孔板堵塞,连接电缆并通电,水泵气动,排出淋洒箱体内进入的液体。如果水泵出现故障,淋洒箱体内的浮球漂起,即可远程报警,吊车迅速赶到现场,将故障的装置运回维修,将替换的设备安装上。
实施例2
本实施例的一种浸没式淋洒水体增氧装置放置于小型污水处理厂。污水厂好氧池地面平整,因此无需四根固定桩,利用吊车将装置直接吊入指定位置即可。当设备故障时远程报警,将故障设备吊起更换即可。
实施例3
本实施例的一种浸没式淋洒水体增氧装置放置于鱼塘。鱼塘底部也较为平整,必要时增设固定桩,小型的浸没淋洒增氧装置直接放置于鱼塘中间,接上电线即可为鱼塘增氧。
实施例4
本实施例的一种浸没式淋洒水体增氧装置,进气管道设置在淋洒箱体3.2的侧面,通过一个直角弯头,将箱体内部的空气与外界空气联通,出气管道设置在淋洒箱体3.2的正中心,在河水水温高于空气温度时,由与淋洒水的水温,将淋洒箱体内的空气加入,空气密度降低,会从气体阻力小的出气孔1.1流出,实现淋洒箱体内与外界无动力气体交换,当外界空气,比水温高时,进气孔内的风扇将新鲜空气吹入淋洒箱体3,气体与淋洒的液体充分接触后,由于外界的空气压力比箱体内的压力低,压力空气从没有设置风扇的出气孔流出,与水体连通的管道上。
污水淋洒装置3,包括淋洒箱体3.2和穿孔板3.1,淋洒箱体3.2在水体流动方向有引流斜角,达到对水体流动阻碍最小,穿孔板3.1位于淋洒箱体3.2的上部,上面有序的打有圆孔,在穿孔板3.1正上方设有防堵挡板2,防堵挡板2沿水流方向,两头斜向下,防止大的颗粒物落入穿孔板3.1的圆孔中,堵塞圆孔。
导气管路1(即进出气管道),进气管道1.2位于淋洒箱体3的两侧,向淋洒箱体3内输送氧气含量较高的空气,出气管道1.1管径大于进气管道1.2,位于淋洒箱体3的中央,进出气管道(即导气管路1)上部都安装有防水帽,冬季或秋季,水温高于空气温度时,新鲜空气会自动从进气管道1.2进入,从出气管道1.1排出,在夏季,需要在进气管道1.2上安装有小功率换气风扇,将新鲜空气吹入淋洒箱体3内,出气管道1.1两侧有吊装加强筋和吊环,以便于设备在水体中吊装。
排水系统4包括潜水泵4.2和控制器4.1,潜水泵4.2(变频水泵)的控制器4.1根据安装在淋洒箱体3内的浮球控制转速,当淋洒箱体3液位上升,在出气管道1.1内的浮球漂起时,潜水泵4.2的转速加大,当浮球下沉到一定位置时,潜水泵4.2转速减小。利用潜水泵4.2(变频水泵)控制淋洒箱体3内的液位。潜水泵4.2故障时浮球浮起超过一定位置,浮球上部安装的圆杆伸出,阻挡红外开关的光路,红外开关产生电信号,信号通过GPRS远程报警。
一种浸没式淋洒污水增氧装置用途,可快速安装于小型污水处理处理厂,河道,以及鱼塘,故障时远程报警,迅速吊起并维修,方便快捷。
液体绕过防堵板2,透过穿孔板3.1淋洒进入淋洒箱体3.1,在箱体内与空气充分接触,实现液体增氧,落入箱体底部的液体通过水泵4.2进入外面的水体。
进气管道设置在淋洒箱体3.2的侧面,通过一个直角弯头,将箱体内部的空气与外界空气联通,出气管道设置在淋洒箱体3.2的正中心,在河水水温高于空气温度时,由与淋洒水的水温,将淋洒箱体内的空气加入,空气密度降低,会从气体阻力小的出气孔1.1流出,实现淋洒箱体内与外界无动力气体交换,当外界空气,比水温高时,进气孔内的风扇将新鲜空气吹入淋洒箱体3,气体与淋洒的液体充分接触后,由于外界的空气压力比箱体内的压力低,压力空气从没有设置风扇的出气孔流出。
箱体底部设置两个支撑,首先让支撑落入河床上部,起到定位和临时支撑的作用,另外在箱体四周打入四根金属杆,利用箱体四周的绳索将箱体调整至水平。
实施例5
本实施例的一种浸没式淋洒水体增氧装置,作为实施例1-4上的进一步限定,污水淋洒装置3包括淋洒箱体3.2和穿孔板3.1,穿孔板3.1位于淋洒箱体3.2的上部。
实施例6
本实施例的一种浸没式淋洒水体增氧装置,作为实施例1-5上的进一步限定,导气管路1包括出气管道1.1和进气管道1.2,出气管道1.1和进气管道1.2伸出到水体上方的自由空气端,淋洒箱体3.2两侧和上部安装导气管路1,将淋洒箱体3.2与水体上方自由空气端相连,出气管道1.1管径大于进气管道1.2。
侧面小管径进气加上一个弯头,沿程和局部阻力大于管径较大没有弯头的出气管,因此在冬季时可以实现自动空气交换,让温度低,密度高的空气从进气口进入箱体,箱体内水和空气进行热交换,气体被加热,空气密度降低,空气从出气口排出。
实施例7
本实施例的一种浸没式淋洒水体增氧装置,作为实施例1-6上的进一步限定,定位系统5包括悬挂链条和金属杆,金属杆位于污水淋洒装置3的四周,悬挂链条将污水淋洒装置3与金属杆连接使得污水淋洒装置3保持水平。
实施例8
本实施例的一种浸没式淋洒水体增氧装置,作为实施例1-7上的进一步限定,淋洒箱体3.2下部安装有排水系统4,以保持腔体内的液体排空,排水系统4包括潜水泵4.2、浮球和控制器4.1,潜水泵4.2位于淋洒箱体3.2底部,控制器4.1位于出气管道1.1的上部,浮球位于淋洒箱体3.2内。
保持腔体内较浅的液位,确保水泵的流量正好和通过重力洒下的液体通量相同,当比该液位高时,控制器控制潜水泵无刷直流电机的频率,提高转速,增大流量,当比该液位低时,控制器控制潜水泵无刷直流电机的频率,降低转速,减小流量。
实施例9
本实施例的一种浸没式淋洒水体增氧装置,作为实施例1-8上的进一步限定,淋洒箱体3.2在水体流动方向有引流斜角,在穿孔板3.1正上方设有防堵挡板2,防堵挡板2沿水流方向,两端斜向下。
防堵挡板2,固定在出气管道上,四周设在非穿孔板区域采用圆管支撑,将迎面过来的水流引导到防堵板上侧,防止上侧和两侧的固体由于重力接近和堵塞穿孔板。
实施例10
本实施例的一种浸没式淋洒水体增氧装置,作为实施例1-9上的进一步限定,导气管路1上部都安装有防水帽,进气管道1.2上安装有换气风扇。
实施例11
本实施例的一种浸没式淋洒水体增氧方法,包括以下步骤:
A、在安装位置,在河床上打入四根定位系统5的金属杆固定;
B、使用吊车将以上所述的一种浸没式淋洒水体增氧装置放入水中,利用悬挂链条将增氧装置固定在金属杆上;
C、摇动悬挂铁链,使四个进气管露出液面,进气管上标有刻度,同数值的刻度在同一个水平面上,微调使四周的进气管上的刻度在液面处的位置保证相同,以此来确保淋洒箱体3.2水平;
D、液体绕过防堵板2,透过穿孔板3.1淋洒进入淋洒箱体3.2,在淋洒箱体3.2内与空气充分接触,实现液体增氧;
E、落入淋洒箱体3.2底部的液体通过潜水泵4.2进入淋洒箱体3.2外面的水体,潜水泵4.2的控制器4.1根据安装在淋洒箱体3.2内的浮球控制转速,潜水泵4.2的控制器4.1通过导线联通,当淋洒箱体3.2液位上升,在出气管道1.1内的浮球漂起时,潜水泵4.2的转速加大,当浮球下沉到一定位置时,潜水泵4.2转速减小;
潜水泵4.2故障时浮球浮起接近穿孔板,处在腔体上部时,浮球上部安装的圆杆伸出,圆杆遮挡红外开关的光路,红外开关产生电信号,信号通过GPRS远程报警,吊车吊起并维修。
F、气体从进气管道1.2进入淋洒箱体3.2内,从出气管道1.1流出,实现对液体的增氧。
水温高于空气温度时,新鲜空气会自动从进气管道1.2进入,从出气管道1.1排出;水温高于空气温度时,进气管道1.2上安装的换气风扇将新鲜空气吹入淋洒箱体3内。