CN108911191A - 一种适用于黑臭水体原位曝气装置 - Google Patents

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李建龙
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Abstract

本发明涉及河流污染治理领域，尤其涉及一种适用于黑臭水体原位曝气装置。包括设置在水面的电机、气源装置、自动控制系统、曝气扩散腔、曝气装置，所述电机竖直设置在水面，所述电机正下方的水下设置有曝气扩散腔，所述曝气扩散腔底部设置有开口，腔体侧壁等间距的圆形阵列有多个曝气扩散孔，所述转轴及气体导管竖直穿过曝气扩散腔中心与曝气扩散腔下端的曝气装置连接，所述曝气装置包括重力曝气头、伸缩式导气管，所述转轴及气体导管下端侧壁上等间距的圆形阵列有多个伸缩式导气管，所述伸缩式导气管水平设置，每个伸缩式导气管上设置有一个重力曝气头。本发明的曝气系统可根据复氧效果的好坏，进行曝气半径的调整，实现不同影响半径的曝气。

Description

一种适用于黑臭水体原位曝气装置
技术领域
本发明涉及河流污染治理领域，尤其涉及一种适用于黑臭水体原位曝气装置。
背景技术
随着工业化和城镇化的快速发展，大量的废水直接排入河流，加上农业农村废水的未处理排放，河流污染物的纳入量超过了水体自身净化能力，河道呈现黑臭现象，水环境质量不断恶化，严重影响着人们的生产生活。黑臭水体主要是由于水体中污染物含量高降解过程中大量消耗溶解氧，导致溶解用浓度低于2mg/L，水体转化成缺氧或厌氧状态，水体中的铁、锰等金属离子与水中的厌氧形成的硫离子生成硫化亚铁和硫化锰等，致使水体变黑。同时，在厌氧微生物作用下有机物腐败、分解会产生氨、硫化氢、硫醇、硫醚、有机胺和有机酸等恶臭物质，致使水体变臭。
目前，针对黑臭水体的主要治理手段有物理法、化学法和生物生态法，以及组合方法。相对不其他技术，河道原位曝气技术作为一种投资少、见效快的河流污染治理技术，在诸多实际工程案例中得到应用。其主要是作用是向水体中充入空气或纯氧提高水体DO含量，使其由缺氧转变为富氧水体，提供好氧微生物代谢所必需的DO，抑制厌氧微生物的厌氧分解；改善水体和底泥氧化还原环境；曝气可增加水体的紊动，一定程度上增加水体的复氧能力，抑制藻类的生长。曝气效率往往受到曝气方式、曝气量、温度和曝气位置等因素的影响，其中曝气方式的选择直接影响着曝气的影响半径。过小的影响半径会增加河流的富氧效率，而现阶段的部分设备是通过高能耗增强影响半径。因此，存在曝气效果不稳定、能耗过高、治理不彻底等问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种适用于黑臭水体原位曝气装置。
为了实现本发明的目的,本发明采用的技术方案为：一种适用于黑臭水体原位曝气装置，包括设置在水面的电机、气源装置、自动控制系统以及设置在水下的曝气扩散腔、曝气装置，所述电机竖直设置在水面，所述电机正下方的水下设置有曝气扩散腔，所述曝气扩散腔呈圆柱形腔体，所述曝气扩散腔底部设置有开口，腔体侧壁等间距的圆形阵列有多个曝气扩散孔，所述电机下端设置有转轴及气体导管，所述气体导管与气源装置连接，所述转轴及气体导管竖直穿过曝气扩散腔中心与曝气扩散腔下端的曝气装置连接，所述曝气装置包括重力曝气头、伸缩式导气管，所述转轴及气体导管下端侧壁上等间距的圆形阵列有多个伸缩式导气管，所述伸缩式导气管水平设置，每个伸缩式导气管上设置有一个重力曝气头，所述气源装置通过气体导管与重力曝气头连接供气，所述伸缩式导气管和重力曝气头通过转轴带动转动，所述电机、气源装置均通过自动控制系统控制。
所述电机、气源装置以及自动控制系统均设置在浮板上，所述曝气扩散腔上端设置固定框架，所述固定框架与浮板底部连接。。
所述气源装置包括空气压缩机、导气管、不锈钢密封缸，所述空气压缩机与不锈钢密封缸通过导气管连接，所述不锈钢密封缸设置在电机和浮板之间，所述转轴竖直穿过不锈钢密封缸，所述不锈钢密封缸底部设置有带螺纹接口，所述气体导管与带螺纹接口连通，所述气体导管与转轴均设置在胶套内，所述自动控制系统控制空气压缩机运行。
所述曝气扩散腔内设置有叶轮，所述叶轮通过穿过述曝气扩散腔内的转轴带动转动。
所述曝气扩散腔侧壁的曝气扩散孔为带螺纹的曝气扩散孔，每个所述带螺纹的曝气扩散孔设置有导水管。
每个所述重力曝气头的自由端均设置有一个阻隔挡片。
所述重力曝气头一侧的水下设置有溶解氧电极，所述溶解氧电极与自动控制系统并传输信号。
本发明的有益效果在于：
1.本发明的曝气系统可根据复氧效果的好坏，进行曝气半径的调整，实现不同影响半径的曝气。
2.本发明可通过曝气过程中的机械造流及搅动，提高水体的紊动，实现曝气后的气水混合物高效扩散，避免气体过快的溢出水面。
附图说明
下面结合附图和实施案例对本发明做进一步的说明。
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的俯视图。
其中，1空气压缩机，2导气管，3电机，4不锈钢密封缸，5胶套，6导水管，7重力曝气头，8伸缩式导气管，9阻隔挡片，10叶轮，11固定框架，12自动控制系统，13溶解氧电极，14曝气扩散腔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
参见图1-2。
本发明公开了一种适用于黑臭水体原位曝气装置，包括设置在水面的电机3、气源装置、自动控制系统12以及设置在水下的曝气扩散腔14、曝气装置，所述电机3竖直设置在水面，所述电机3正下方的水下设置有曝气扩散腔14，所述曝气扩散腔14呈圆柱形腔体，所述曝气扩散腔14底部设置有开口，腔体侧壁等间距的圆形阵列有多个曝气扩散孔，所述电机3下端设置有转轴及气体导管，所述气体导管与气源装置连接，所述转轴及气体导管竖直穿过曝气扩散腔14中心与曝气扩散腔14下端的曝气装置连接，所述曝气装置包括重力曝气头7、伸缩式导气管8，所述转轴及气体导管下端侧壁上等间距的圆形阵列有多个伸缩式导气管8，所述伸缩式导气管8水平设置，每个伸缩式导气管8上设置有一个重力曝气头7，所述气源装置通过气体导管与重力曝气头7连接供气，所述伸缩式导气管8和重力曝气头7通过转轴带动转动，所述电机3、气源装置均通过自动控制系统12控制。
所述电机3、气源装置以及自动控制系统12均设置在浮板上，所述曝气扩散腔14上端设置固定框架11，所述固定框架11与浮板底部连接。
所述气源装置包括空气压缩机1、导气管2、不锈钢密封缸4，所述空气压缩机1与不锈钢密封缸4通过导气管2连接，所述不锈钢密封缸4设置在电机3和浮板之间，所述转轴竖直穿过不锈钢密封缸4，所述不锈钢密封缸4底部设置有带螺纹接口，所述气体导管与带螺纹接口连通，所述气体导管与转轴均设置在胶套5内，所述自动控制系统12控制空气压缩机1运行。
所述曝气扩散腔14内设置有叶轮10，所述叶轮10通过穿过述曝气扩散腔14内的转轴带动转动。
所述曝气扩散腔14侧壁的曝气扩散孔为带螺纹的曝气扩散孔，每个所述带螺纹的曝气扩散孔设置有导水管6。
每个所述重力曝气头7的自由端均设置有一个阻隔挡片9。
所述重力曝气头7一侧的水下设置有溶解氧电极13，所述溶解氧电极13与自动控制系统12并传输信号。
实施例一：
选择一个野外池塘，池塘水域面积为500m2，水深0.8～1.5m，溶解氧含量为1.2mg/L。采用浮岛式装置将将除空压机和自动控制装置之外的装置安装于离岸边5m的位置，并将曝气扩散单元按照曝气头7、伸缩式导气管8和阻隔挡片9组装于转轴5，同时将带螺纹接口的圆柱形腔体14和叶轮10安装于转轴上，再将导水管6通过螺纹接口安装于圆柱形腔体14上。水面上安装电机3和带螺纹接口的不锈钢密封缸4，通过导气管2将压缩机1和密封缸4连接。布设自动控制系统，既在导水管距离4m处设置溶解氧电极13用于监测水体中溶解氧。设备运行过程中，空气通过空压机1的作用将气体导入经导气管2导入带螺纹接口的不锈钢密封缸4内，在通过转轴内部的导气管5将气体导入伸缩式导气管8内，并从曝气头7曝气。此时重力曝气头7在旋转离心力的作用下可伸缩一定半径，且叶轮10在电机3的带动下，不断将水由导水管6推导出去，从未将曝气的气水混合物不断推向外围，实现半径扩大。过程中当溶解氧电极13测得水中溶解氧浓度低于2mg/L时，反馈给自动控制系统12，从而自动调整电机3和空压机1功率，提高电机3转速和空压机曝气效率，扩散影响半径；同时当电极13测定DO浓度为10mg/L时，将降低电机3的转速，避免过快曝气，降低不必要的损耗。
在此过程中池塘的在4m范围内，溶解氧可在10min实现DO浓度增加到8mg/L。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种适用于黑臭水体原位曝气装置，包括设置在水面的电机(3)、气源装置、自动控制系统(12)以及设置在水下的曝气扩散腔(14)、曝气装置，其特征在于：所述电机(3)竖直设置在水面，所述电机(3)正下方的水下设置有曝气扩散腔(14)，所述曝气扩散腔(14)呈圆柱形腔体，所述曝气扩散腔(14)底部设置有开口，腔体侧壁等间距的圆形阵列有多个曝气扩散孔，所述电机(3)下端设置有转轴及气体导管，所述气体导管与气源装置连接，所述转轴及气体导管竖直穿过曝气扩散腔(14)中心与曝气扩散腔(14)下端的曝气装置连接，所述曝气装置包括重力曝气头(7)、伸缩式导气管(8)，所述转轴及气体导管下端侧壁上等间距的圆形阵列有多个伸缩式导气管(8)，所述伸缩式导气管(8)水平设置，每个伸缩式导气管(8)上设置有一个重力曝气头(7)，所述气源装置通过气体导管与重力曝气头(7)连接供气，所述伸缩式导气管(8)和重力曝气头(7)通过转轴带动转动，所述电机(3)、气源装置均通过自动控制系统(12)控制。
2.根据权利要求1所述的一种适用于黑臭水体原位曝气装置，其特征在于：所述电机(3)、气源装置以及自动控制系统(12)均设置在浮板上，所述曝气扩散腔(14)上端设置固定框架(11)，所述固定框架(11)与浮板底部连接。
3.根据权利要求2所述的一种适用于黑臭水体原位曝气装置，其特征在于：所述气源装置包括空气压缩机(1)、导气管(2)、不锈钢密封缸(4)，所述空气压缩机(1)与不锈钢密封缸(4)通过导气管(2)连接，所述不锈钢密封缸(4)设置在电机(3)和浮板之间，所述转轴竖直穿过不锈钢密封缸(4)，所述不锈钢密封缸(4)底部设置有带螺纹接口，所述气体导管与带螺纹接口连通，所述气体导管与转轴均设置在胶套内(5)，所述自动控制系统(12)控制空气压缩机(1)运行。
4.根据权利要求1所述的一种适用于黑臭水体原位曝气装置，其特征在于：所述曝气扩散腔(14)内设置有叶轮(10)，所述叶轮(10)通过穿过述曝气扩散腔(14)内的转轴带动转动。
5.根据权利要求4所述的一种适用于黑臭水体原位曝气装置，其特征在于：所述曝气扩散腔(14)侧壁的曝气扩散孔为带螺纹的曝气扩散孔，每个所述带螺纹的曝气扩散孔设置有导水管(6)。
6.根据权利要求1所述的一种适用于黑臭水体原位曝气装置，其特征在于：每个所述重力曝气头(7)的自由端均设置有一个阻隔挡片(9)。
7.根据权利要求6所述的一种适用于黑臭水体原位曝气装置，其特征在于：所述重力曝气头(7)一侧的水下设置有溶解氧电极(13)，所述溶解氧电极(13)与自动控制系统(12)并传输信号。
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