CN114057273B - 一种高溶解气水制备装置、高溶解气水制备方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于属于渔业养殖及河湖生态修复技术领域，公开了一种高溶解气水制备装置、高溶解气水制备方法及应用，设置有水气分离罐、第一气体交换器、第一注气头、第一水泵、第二水泵、第二注气头、第二气体交换器、压力调节罐、水温调节、水气分离罐、储气压力罐以及用于进行连接的PVC管。本发明提出了一种可调温的高溶解气水制备装置及方法，实现高效快速制备与目标水域具有温度差的高溶解性气水，促使通过温差异重流的方式将高溶解性气水均匀分布至目标水域，大幅提高气体的溶解效率，大幅缩小人造动力成本，降低了紊动水流对沉积物的扰动，并可实现水体溶解性氧气、二氧化碳、氮气等气体比例的人为调控，可提高渔业产量或促进河湖生态修复。

Description

一种高溶解气水制备装置、高溶解气水制备方法及应用

技术领域

本发明属于渔业养殖及河湖生态修复技术领域，尤其涉及一种高溶解气水制备装置、高溶解气水制备方法及应用。

背景技术

目前，溶解性气体是水生态系统的重要组成部分，不同溶解性气体的含量决定了不同水生态系统状态，例如水体溶解氧过低会导致水体黑臭并使水生生物死亡，水体二氧化碳过低会导致水生生物生长受限等。因此，如何采取有效措施调节不同水体溶解性气体对于提高渔业产量和促进河湖生态修复具有重要意义。

目前养殖水体和河湖生态修复过程中的溶解性气体调节技术主要是针对溶解氧的传统增氧技术，包括人工去分层技术、气体提升技术、Speece锥形技术和气泡羽流扩散技术等，其技术原理是通过增压曝气、增加水体紊动等方式将空气直接或间接注入水体以达到增加水体溶解氧浓度的目的。然而，上述技术在常温常压下对水体增氧效果有限，且会增加水体垂向扰动而加速沉积物营养盐、甲烷等释放，限制了河湖水生态的健康修复。

近年来，通过增压罐等方法将空气或氧气注入高压水体形成高溶解氧水的河湖生态修复技术逐步兴起，在渔业养殖及河湖生态修复中起到了一定作用，但相关技术仍然存在三个问题，一是靠压力罐溶解氧气效率较低，二是溶解氧水靠人造动力难以均匀分布到全水域范围，三是只关注于溶解氧浓度，难以对二氧化碳、氮气等其他溶解性气体进行控制。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种高溶解气水制备装置、高溶解气水制备方法及应用。

本发明是这样实现的，一种高溶解气水制备装置，所述高溶解气水制备装置设置有：

水气分离罐；

所述水气分离罐的一端通过PVC钢丝软管与第一气体交换器的一端相连接；所述第一气体交换器的另一端通过PVC钢丝软管连接有第一注气头；所述第一注气头的另一端通过PVC钢丝软管连接有第一水泵；所述第一水泵的另一端连接有待处理的水体；

所述水气分离罐的另一端通过PVC钢丝软管与第二水泵的一端相连接；所述第二水泵的另一段通过PVC钢丝软管与第二注气头的一端相连接；所述第二注气头的另一端通过PVC钢丝软管与第二气体交换器的一端相连接；所述第二气体交换器的另一端连接有压力调节罐；

所述第二水泵的上方还设置有水温调节器；所述水温调节器通过PVC钢丝软管与所述水气分离罐相连接；

所述第一注气头的上方与所述第二注气头的上方通过PVC透明气管连接储气压力罐。

进一步，所述第一注气头与第二注气头均由连接水管、连接气管和曝气头组成；

所述连接水管由内空不锈钢管制成，所述连接水管中部开设有孔；

所述连接气管为PVC透明气管，所述连接气管一端通过所述连接水管中部小孔进入注气头内并从所述连接水管的一侧穿出后与曝气头的一端相连；

所述曝气头由气泡石制成，内部布满0.5mm的气孔。

进一步，所述第一气体交换器与第二气体交换器均由支撑柱和气体交换管组成；

所述支撑柱由PE硬质筒制成；所述气体交换管由PVC透明气管紧密缠绕在支撑柱外围形成。

进一步，所述水气分离罐由罐壁、底座、总进水管、排气口、溢水口、连接进水管、连接出水管、总出水管、排污口以及排污阀组成；

所述罐壁由不锈钢罐制成；所述罐壁为圆柱形罐状，顶部呈圆球形，底部呈漏斗型；

所述底座由不锈钢角铁制成，共4个支柱，最底部为圆环形底板；

所述总进水管由不锈钢管制成，所述总进水管在罐外为30cm长外丝直接接头，所述总进水管在罐内为伞钩状开口管；

所述排气口位于罐顶，由不锈钢管制成，罐外伸出10cm；

所述溢水口位于罐侧面，由不锈钢管制成，所述溢水口在罐外为20cm长外丝直接接头；

所述连接进水管位于所述溢水口下方10cm，由不锈钢管制成，所述连接进水管在罐外为20cm长外丝直接接头；

所述连接出水管位于所述连接进水管下方10cm，由不锈钢管制成，所述连接出水管在罐外为30cm长外丝直接接头；

所述总出水管位于所述连接进水管下方且漏斗状管壁顶部，由不锈钢管制成，所述总出水管在罐外为30cm长外丝直接接头；

所述排污口位于罐底中心部位，由不锈钢管制成，罐外伸出20cm；

所述排污阀为不锈钢球形阀，位于所述排污口中部。

进一步，所述压力调节罐由压力调节罐罐壁、压力调节罐底座、液位计、压力调节罐总进水管、压力表、调压管、安全阀、压力调节罐总出水管、出水阀、压力调节罐排污口以及压力调节罐排污阀组成；

所述压力调节罐罐壁由不锈钢罐制成，为圆柱形罐状结构，顶部为圆球形，底部呈漏斗型；

所述压力调节罐底座由不锈钢角铁制成，共4个支柱，最底部为圆环形底板；

所述液位计由透明PVC管制成，所述液位计两端均与罐内连通；

所述压力调节罐总进水管由不锈钢管制成，所述总进水管在罐外为30cm长外丝直接接头，在罐内为上翘开口管；

所述压力表为普通气压表，外壳为不锈钢制成；

所述调压管位于罐顶中线部位，由不锈钢管制成，罐外伸出20cm，所述调压管中心部位安装有球形阀；

所述压力调节罐总出水管于漏斗状管壁顶部位置，由不锈钢管制成，所述压力调节罐总出水管在罐外接10m长PVC钢丝软管；

所述出水阀位于所述压力调节罐总出水管外接PVC软管末端，为普通球形阀；

所述压力调节罐排污口位于罐底中心部位，由不锈钢管制成，罐外伸出20cm；

所述压力调节罐排污阀为不锈钢球形阀，位于所述压力调节罐排污口中部。

本发明的另一目的在于提供一种利用所述高溶解气水制备装置的高溶解气水制备方法，所述高溶解气水制备方法包括：

步骤一，利用第一水泵抽取目标水体，利用第一注气头进行目标气体的注入，利用第一气体交换器对注入的目标气体进行水气吹扫；

步骤二，利用水气分离罐进行水气分离，同时利用工业水温调节机对水气分离罐内的水体进行温度调节；

步骤三，通过第二压力水泵将经过吹扫的水体注入连通管道并利用第二注气头将目标气体注入第二气体交换器中进行气体溶解；

步骤四，当达到目标溶解浓度后，利用压力调节罐进行压力调节，控制未溶解的气泡向上聚集在压力调节罐顶部，高溶解气水流向压力调节罐下部；

步骤五，利用压力调节罐的总出水管以及出水阀将处理后的水体引出即可得高溶解目标气水。

进一步，所述高溶解目标气水可为不同饱和度的溶解性氧气、二氧化碳及氮气以及其他水液。

本发明的另一目的在于提供一种所述高溶解气水制备装置在河湖生态修复中的应用，所述应用方法包括：

利用所述高溶解气水制备装置进行黑臭水体的修复，和/或所述高溶解气水制备装置水华藻类水体的修复。

进一步，所述利用高溶解气水制备装置进行黑臭水体的修复包括：

(1)进行高溶解气水制备，并于制备时，通过第一注气头和第二注气头分别向高溶解气水制备装置中注入95％以上的氧气，同时利用水温调节机将所述装置中的水体调低2-3℃，并通过压力调节罐将罐内压力调节在0.2-0.3mpa，达到溶解氧饱和度200％以上的低温高溶解氧水；

(2)将所述低温高溶解氧水从待处理的水域底部注入，昼夜二十四小时持续7天，进行黑臭水体的处理与修复。

进一步，所述利用高溶解气水制备装置进行水华藻类水体的修复包括：

1)进行高溶解气水制备，并于制备时，通过第一注气头和第二注气头分别向高溶解气水制备装置中注入95％以上的氧气，同时利用水温调节机将所述装置中的水体调低2-3℃，并通过压力调节罐将罐内压力调节在0.2-0.3mpa，达到溶解氧饱和度200％以上的低温高溶解氧水；

2)将所述低温高溶解氧水从待处理的水域底部注入，昼夜二十四小时持续4天；

3)在每天白昼8:00-17:00将压力调节罐调整成常压并制备100％饱和二氧化碳水即碳酸水，并将100％饱和二氧化碳水注入待处理的水域中，在每天的其他时段即夜间继续注入制备的高溶解氧水，持续3-5天进行水华藻类水体的处理与修复。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：

本发明提出了一种可调温的高溶解气水制备装置及方法，实现高效快速制备与目标水域具有温度差的高溶解性气水，促使通过温差异重流的方式将高溶解性气水均匀分布至目标水域；同时可通过该装置调节不同溶解性气体的含量，以达到人为补充并调节目标水域溶解性气体成分的目的。相较于目前市场上的增氧技术，本发明大幅提高了气体的溶解效率，大幅缩小了人造动力成本，降低了紊动水流对沉积物的扰动，并可实现水体溶解性氧气、二氧化碳、氮气等气体比例的人为调控，可用于提高渔业产量或促进河湖生态修复。

本发明还提供了一种河湖生态修复的方法，可在不清淤、不换水、不投加化学试剂、不投加微生物、不进行扰动曝气条件下实现黑臭水体原位修复，也可实现富营养化水体的藻类控制。本发明在养殖水体氨氮去除，黑臭水体原位修复，自然水体生态系统维护，景观水体清水维持等方面具有重要应用前景。

附图说明

图1是本发明实施例提供的高溶解气水制备装置结构示意图。

图2是本发明实施例提供的注气头示意图。

图3是本发明实施例提供的气体交换器示意图。

图4是本发明实施例提供的水气分离罐示意图。

图5是本发明实施例提供的压力调节罐示意图。

图1-图5中：1、第一注气头；2、第一气体交换器；3、水气分离罐；4、压力调节罐；5、第一水泵；6、第二水泵；7、第二注气头；8、第二气体交换器；1-1连接水管；1-2、连接气管；1-3、曝气头；2-1、支撑柱；2-2、气体交换管；3-1罐壁；3-2、底座；3-3、总进水管；3-4、排气口；3-5、溢水口；3-6、连接进水管；3-7、连接出水管；3-8、总出水管；3-9、排污口；3-10、排污阀；4-1、压力调节罐罐壁；4-2、压力调节罐底座；4-3、液位计；4-4、压力调节罐总进水管；4-5、压力表；4-6、调压管；4-7、调压管阀门；4-8、安全阀；4-9、压力调节罐总出水管；4-10、出水阀；4-11、压力调节罐排污口；4-12、压力调节罐排污阀。

图6是本发明实施例提供的高溶解气水制备方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种高溶解气水制备装置，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1-图5所示，本发明实施例提供的高溶解气水制备装置设置有：

水气分离罐3；

水气分离罐3的一端通过PVC钢丝软管与第一气体交换器2的一端相连接；第一气体交换器2的另一端通过PVC钢丝软管连接有第一注气头1；第一注气头1的另一端通过PVC钢丝软管连接有第一水泵5；第一水泵5的另一端连接有待处理的水体；

水气分离罐3的另一端通过PVC钢丝软管与第二水泵6的一端相连接；第二水泵6的另一段通过PVC钢丝软管与第二注气头7的一端相连接；第二注气头7的另一端通过PVC钢丝软管与第二气体交换器8的一端相连接；第二气体交换器8的另一端连接有压力调节罐4；

第二水泵6的上方还设置有水温调节器；水温调节器通过PVC钢丝软管与水气分离罐3相连接；

第一注气头1的上方与第二注气头7的上方通过PVC透明气管连接储气压力罐。

本发明实施例提供的第一注气头1与第二注气头7均由连接水管1-1、连接气管1-2和曝气头1-3组成；

连接水管1-1由内空不锈钢管制成，连接水管1-1中部开设有孔；

连接气管1-2为PVC透明气管，连接气管1-2一端通过连接水管1-1中部小孔进入注气头内并从连接水管1-1的一侧穿出后与曝气头1-3的一端相连；

曝气头1-3由气泡石制成，内部布满0.5mm的气孔。

本发明实施例提供的第一气体交换器2和第二气体交换器8由支撑柱2-1和气体交换管2-2组成；

支撑柱2-1由PE硬质筒制成；气体交换管2-2由PVC透明气管紧密缠绕在支撑柱2-1外围形成。

本发明实施例提供的水气分离罐3由罐壁3-1、底座3-2、总进水管3-3、排气口3-4、溢水口3-5、连接进水管3-6、连接出水管3-7、总出水管3-8、排污口3-9以及排污阀3-10组成；罐壁3-1由3mm厚的不锈钢罐制成，为圆柱形罐状结构，内径为0.5m，总高度为1.5m，顶部成圆球形，底部呈漏斗型；底座3-2由不锈钢角铁制成，共4个支柱，最底部为圆环形底板；总进水管3-3由3mm厚的不锈钢管制成，内径为32cm，其在罐外为30cm长外丝直接接头，在罐内为伞钩状开口管；排气口3-4位于罐顶，由3mm厚不锈钢管制成，内径为50mm，罐外伸出10cm；溢水口3-5位于罐侧面，由3mm厚不锈钢管制成，内径为32cm，其在罐外为20cm长外丝直接接头；连接进水管3-6位于溢水口3-5下方10cm，由3mm厚不锈钢管制成，内径为20cm，其在罐外为20cm长外丝直接接头；连接出水管3-7位于连接进水管3-6下方10cm，由3mm厚不锈钢管制成，内径为20cm，其在罐外为30cm长外丝直接接头；总出水管3-8位于连接进水管3-6下方且漏斗状管壁顶部，由3mm厚不锈钢管制成，内径为32cm，其在罐外为30cm长外丝直接接头；排污口3-9位于罐底中心部位，由3mm厚不锈钢管制成，内径为50cm，罐外伸出20cm；排污阀3-10为不锈钢球形阀，位于排污口3-9中部。

本发明实施例提供的压力调节罐由压力调节罐罐壁4-1、压力调节罐底座4-2、液位计4-3、压力调节罐总进水管4-4、压力表4-5、调压管4-6、调压管；调压管阀门4-7、安全阀4-8、压力调节罐总出水管4-9、出水阀4-10、压力调节罐排污口4-11以及压力调节罐排污阀4-12组成；

压力调节罐罐壁4-1由3mm厚的不锈钢罐制成，为圆柱形罐状结构，内径为0.5m，总高度为1.5m，顶部成圆球形，底部呈漏斗型；压力调节罐底座4-2由不锈钢角铁制成，共4个支柱，最底部为圆环形底板；液位计4-3由0.5mm厚透明PVC管制成，内径为1cm，两端均与罐内连通；压力调节罐总进水管4-4由3mm厚的不锈钢管制成，内径为32cm，其在罐外为30cm长外丝直接接头，在罐内为上翘开口管；压力表4-5为普通气压表，外壳为不锈钢制成；调压管4-6上的调压管阀门4-7位于罐顶中线部位，由3mm厚不锈钢管制成，内径为20mm，罐外伸出20cm，其中心部位安装有球形阀；安全阀4-8为普通安全阀，最高安全压力为1mpa；压力调节罐总出水管4-9位于漏斗状管壁顶部位置，由3mm厚不锈钢管制成，内径为32cm，其在罐外接10m长PVC钢丝软管；出水阀4-10位于总出水管4-9外接PVC软管末端，为普通球形阀；压力调节罐排污口4-11位于罐底中心部位，由3mm厚不锈钢管制成，内径为50cm，罐外伸出20cm；压力调节罐排污阀4-12为不锈钢球形阀，位于压力调节罐排污口4-9中部。

如图6所示，本发明实施例提供的高溶解气水制备方法包括：

S101，利用第一水泵抽取目标水体，利用第一注气头进行目标气体的注入，利用第一气体交换器对注入的目标气体进行水气吹扫；

S102，利用水气分离罐进行水气分离，同时利用工业水温调节机对水气分离罐内的水体进行温度调节；

S103，通过第二压力水泵将经过吹扫的水体注入连通管道并利用第二注气头将目标气体注入第二气体交换器中进行气体溶解；

S104，当达到目标溶解浓度后，利用压力调节罐进行压力调节，控制未溶解的气泡向上聚集在压力调节罐顶部，高溶解气水流向压力调节罐下部；

S105，利用压力调节罐的总出水管以及出水阀将处理后的水体引出即可得高溶解目标气水。

本发明实施例提供的高溶解目标气水可为不同饱和度的溶解性氧气、二氧化碳及氮气以及其他水液。

本发明实施例提供的高溶解气水制备装置在河湖生态修复中的应用方法包括：

利用所述高溶解气水制备装置进行黑臭水体的修复，和/或所述高溶解气水制备装置水华藻类水体的修复。

本发明实施例提供的利用高溶解气水制备装置进行黑臭水体的修复包括：

(1)进行高溶解气水制备，并于制备时，通过第一注气头和第二注气头分别向高溶解气水制备装置中注入95％以上的氧气，同时利用水温调节机将所述装置中的水体调低2-3℃，并通过压力调节罐将罐内压力调节在0.2-0.3mpa，达到溶解氧饱和度200％以上的低温高溶解氧水；

(2)将所述低温高溶解氧水从待处理的水域底部注入，昼夜二十四小时持续7天，进行黑臭水体的处理与修复。

本发明实施例提供的利用高溶解气水制备装置进行水华藻类水体的修复包括：

1)进行高溶解气水制备，并于制备时，通过第一注气头和第二注气头分别向高溶解气水制备装置中注入95％以上的氧气，同时利用水温调节机将所述装置中的水体调低2-3℃，并通过压力调节罐将罐内压力调节在0.2-0.3mpa，达到溶解氧饱和度200％以上的低温高溶解氧水；

2)将所述低温高溶解氧水从待处理的水域底部注入，昼夜二十四小时持续4天；

3)在每天白昼8:00-17:00将压力调节罐调整成常压并制备100％饱和二氧化碳水即碳酸水，并将100％饱和二氧化碳水注入待处理的水域中，在每天的其他时段即夜间继续注入制备的高溶解氧水，持续3-5天进行水华藻类水体的处理与修复。

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

实施例1：

一种高溶解气水制备装置包括注气头、气体交换器、水气分离罐、压力调节罐以及2台水泵、水温调节机、供气罐及其相关连接PVC钢丝软管等。应用该装置制备高溶解气水进行河湖生态修复的方法包括①应用该装置制备高溶解气水的方法和②应用高溶解气水进行河湖生态修复的方法；利用所述装置及高溶解气水的制备方法可实现不同饱和度的溶解性氧气、二氧化碳及氮气等水液制备；利用上述河湖生态修复的方法可在不清淤、不换水、不投加化学试剂、不投加微生物、不进行扰动曝气条件下实现黑臭水体原位修复，也可实现富营养化水体的藻类控制。本发明在养殖水体氨氮去除，黑臭水体原位修复，自然水体生态系统维护，景观水体清水维持等方面具有重要应用前景。

包括注气头(1)、气体交换器(2)、水气分离罐(3)、压力调节罐(4)以及2台水泵、水温调节机、供气罐及其相关连接PVC钢丝软管等。用PVC钢丝软管将需要处理的水体与水泵1相连，水泵1通过PVC钢丝软管与注气头(1)相连，注气头(1)通过PVC钢丝软管与气体交换器(2)相连，气体交换器(2)通过PVC钢丝软管与水气分离罐(3)相连，水气分离罐(3)通过PVC钢丝软管与水泵2相连，水泵2通过PVC钢丝软管与注气头(1)相连，注气头(1)通过PVC钢丝软管与气体交换器(2)相连，气体交换器(2)与压力调节罐(4)相连；注气头(1)的另一端通过PVC透明气管与储气压力罐相连；水气分离罐(3)通过PVC钢丝软管与水温调节器连接成闭合回路。

所述注气头(1)由连接水管1-1，连接气管1-2和曝气头1-3组成。连接水管1-1由内空不锈钢管制成，并在中部开孔；连接气管1-2为PVC透明气管，一端通过连接水管1-1中部小孔进入注气头(1)内并与曝气头1-3的一端相连；曝气头1-3由气泡石制成，内部布满0.5mm的气孔。

所述气体交换器(2)由支撑柱2-1和气体交换管2-2组成，支撑柱2-1由PE硬质筒制成，内径0.5m，高1.5m，厚0.05m。气体交换管2-2由PVC透明气管紧密缠绕在支撑柱2-1外围形成，缠绕圈数不低于10圈。

所述水气分离罐(3)由罐壁3-1，底座3-2，总进水管3-3，排气口3-4，溢水口3-5，连接进水管3-6，连接出水管3-7，总出水管3-8，排污口3-9和排污阀3-10组成。罐壁3-1由3mm厚的不锈钢罐制成，为圆柱形罐状结构，内径为0.5m，总高度为1.5m，顶部成圆球形，底部呈漏斗型；底座3-2由不锈钢角铁制成，共4个支柱，最底部为圆环形底板；总进水管3-3由3mm厚的不锈钢管制成，内径为32cm，其在罐外为30cm长外丝直接接头，在罐内为伞钩状开口管；排气口3-4位于罐顶，由3mm厚不锈钢管制成，内径为50mm，罐外伸出10cm；溢水口3-5位于罐侧面，由3mm厚不锈钢管制成，内径为32cm，其在罐外为20cm长外丝直接接头；连接进水管3-6位于溢水口3-5下方10cm，由3mm厚不锈钢管制成，内径为20cm，其在罐外为20cm长外丝直接接头；连接出水管3-7位于连接进水管3-6下方10cm，由3mm厚不锈钢管制成，内径为20cm，其在罐外为30cm长外丝直接接头；总出水管3-8位于连接进水管3-6下方且漏斗状管壁顶部，由3mm厚不锈钢管制成，内径为32cm，其在罐外为30cm长外丝直接接头；排污口3-9位于罐底中心部位，由3mm厚不锈钢管制成，内径为50cm，罐外伸出20cm；排污阀3-10为不锈钢球形阀，位于排污口3-9中部。

所述压力调节罐(4)由罐壁4-1，底座4-2，液位计4-3，总进水管4-4，压力表4-5，调压管4-6上的调压管阀门4-7，安全阀4-8，总出水管4-9，出水阀4-10，排污口4-11和排污阀4-12组成。罐壁4-1由3mm厚的不锈钢罐制成，为圆柱形罐状结构，内径为0.5m，总高度为1.5m，顶部成圆球形，底部呈漏斗型；底座3-2由不锈钢角铁制成，共4个支柱，最底部为圆环形底板；液位计4-3由0.5mm厚透明PVC管制成，内径为1cm，两端均与罐内连通；总进水管3-4由3mm厚的不锈钢管制成，内径为32cm，其在罐外为30cm长外丝直接接头，在罐内为上翘开口管；压力表4-5为普通气压表，外壳为不锈钢制成；调压管阀门4-7位于罐顶中线部位，由3mm厚不锈钢管制成，内径为20mm，罐外伸出20cm，其中心部位安装有球形阀；安全阀4-8为普通安全阀，最高安全压力为1mpa；总出水管4-9位于漏斗状管壁顶部位置，由3mm厚不锈钢管制成，内径为32cm，其在罐外接10m长PVC钢丝软管；出水阀4-10位于总出水管4-9外接PVC软管末端，为普通球形阀；排污口4-11位于罐底中心部位，由3mm厚不锈钢管制成，内径为50cm，罐外伸出20cm；排污阀4-12为不锈钢球形阀，位于排污口3-9中部。

应用该装置制备高溶解气水进行河湖生态修复的方法包括①应用该装置制备高溶解气水的方法和②应用高溶解气水进行河湖生态修复的方法。(1)应用该装置制备高溶解气水的方法，用水泵1抽取目标水体经过第一组注气头(1)，携带注入的目标气体进入第一组气体交换器(2)进行水气吹扫，然后再进入水气分离罐(3)实现水气分离，水体中其他溶解性气体被目标气体吹扫逸出水体，实时利用工业水温调节机对水气分离罐(3)内的水体进行温度调节；再通过压力水泵2将经过吹扫的水体注入连通管道并经过第二组注气头(1)，携带注入的大量目标气体进入第二组气体交换器(2)进行气体溶解，达到目标溶解浓度后进入压力调节罐(4)，未溶解的气泡向上聚集在压力调节罐(4)顶部，高溶解气水则流向压力调节罐(4)下步，最后经过压力调节罐(4)的总出水管4-9并最后从出水阀4-10流出的水体即为高溶解目标气水。

②应用高溶解气水进行河湖生态修复的方法，对于黑臭水体，在上述方法中通过第一组注气头(1)和第二组注气头(1)分别向所述装置中注入95％以上的氧气，同时利用水温调节机将所述装置中的水体调低2-3℃，并通过压力调节罐(4)将罐内压力调节在0.2-0.3mpa，在则从出水阀4-10中流出低温高溶解氧水，溶解氧饱和度保持在200％以上，并将低温高溶解氧水从目标水域底部注入，昼夜二十四小时持续7天，则可实现降低黑臭水体氨氮浓度、氧化黑臭沉积物并抑制内院氮、磷释放的目的。对于水华藻类水体，先按所述黑臭水体的修复方式持续补充低温高溶解氧水4天；之后，在每天白昼8:00-17:00将压力调节罐(4)调整成常压并制备100％饱和二氧化碳水(碳酸水)，并将100％饱和二氧化碳水从目标水域注入目标水域，在每天的其他时段(夜间)继续注入上述高溶解氧水，持续3-5天，可实现抑制藻类生长、促进水生植物生长的目的。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高溶解气水制备装置，其特征在于，所述高溶解气水制备装置设置有：

水气分离罐；

所述水气分离罐的一端通过PVC钢丝软管与第一气体交换器的一端相连接；所述第一气体交换器的另一端通过PVC钢丝软管连接有第一注气头；所述第一注气头的另一端通过PVC钢丝软管连接有第一水泵；所述第一水泵的另一端连接有待处理的水体；

所述水气分离罐的另一端通过PVC钢丝软管与第二水泵的一端相连接；所述第二水泵的另一端通过PVC钢丝软管与第二注气头的一端相连接；所述第二注气头的另一端通过PVC钢丝软管与第二气体交换器的一端相连接；所述第二气体交换器的另一端连接有压力调节罐；

所述第二水泵的上方还设置有水温调节器；所述水温调节器通过PVC钢丝软管与所述水气分离罐相连接；

所述第一注气头的上方与所述第二注气头的上方通过PVC透明气管连接储气压力罐；

所述第一注气头与第二注气头均由连接水管、连接气管和曝气头组成；

所述连接水管由内空不锈钢管制成，所述连接水管中部开设有孔；

所述连接气管为PVC透明气管，所述连接气管一端通过所述连接水管中部小孔进入注气头内并从所述连接水管的一侧穿出后与曝气头的一端相连；

所述曝气头由气泡石制成，内部布满0.5 mm的气孔；所述第一气体交换器和第二气体交换器均由支撑柱和气体交换管组成；

所述支撑柱由PE硬质筒制成；所述气体交换管由PVC透明气管紧密缠绕在支撑柱外围形成；

所述水气分离罐由罐壁、底座、总进水管、排气口、溢水口、连接进水管、连接出水管、总出水管、排污口以及排污阀组成；

所述罐壁由不锈钢罐制成；所述罐壁为圆柱形罐状，顶部呈圆球形，底部呈漏斗型；

所述底座由不锈钢角铁制成，共4个支柱，最底部为圆环形底板；

所述总进水管由不锈钢管制成，所述总进水管在罐外为30cm长外丝直接接头，所述总进水管在罐内为伞钩状开口管；

所述排气口位于罐顶，由不锈钢管制成，罐外伸出10 cm；

所述溢水口位于罐侧面，由不锈钢管制成，所述溢水口在罐外为20 cm长外丝直接接头；

所述连接进水管位于所述溢水口下方10cm，由不锈钢管制成，所述连接进水管在罐外为20 cm长外丝直接接头；

所述连接出水管位于所述连接进水管下方10cm，由不锈钢管制成，所述连接出水管在罐外为30 cm长外丝直接接头；

所述总出水管位于所述连接进水管下方且漏斗状管壁顶部，由不锈钢管制成，所述总出水管在罐外为30 cm长外丝直接接头；

所述排污口位于罐底中心部位，由不锈钢管制成，罐外伸出20 cm；

所述排污阀为不锈钢球形阀，位于所述排污口中部；

所述压力调节罐由压力调节罐罐壁、压力调节罐底座、液位计、压力调节罐总进水管、压力表、调压管、安全阀、压力调节罐总出水管、出水阀、压力调节罐排污口以及压力调节罐排污阀组成；

所述压力调节罐罐壁由不锈钢罐制成，为圆柱形罐状结构，顶部为圆球形，底部呈漏斗型；

所述压力调节罐底座由不锈钢角铁制成，共4个支柱，最底部为圆环形底板；

所述液位计由透明PVC管制成，所述液位计两端均与罐内连通；

所述压力调节罐总进水管由不锈钢管制成，所述总进水管在罐外为30cm长外丝直接接头，在罐内为上翘开口管；

所述压力表为普通气压表，外壳为不锈钢制成；

所述调压管位于罐顶中线部位，由不锈钢管制成，罐外伸出20 cm，所述调压管中心部位安装有球形阀；

所述压力调节罐总出水管于漏斗状管壁顶部位置，由不锈钢管制成，所述压力调节罐总出水管在罐外接10 m长PVC钢丝软管；

所述出水阀位于所述压力调节罐总出水管外接PVC软管末端，为普通球形阀；

所述压力调节罐排污口位于罐底中心部位，由不锈钢管制成，罐外伸出20 cm；

所述压力调节罐排污阀为不锈钢球形阀，位于所述压力调节罐排污口中部。

2.一种利用如权利要求1所述高溶解气水制备装置的高溶解气水制备方法，其特征在于，所述高溶解气水制备方法包括：

步骤一，利用第一水泵抽取目标水体，利用第一注气头进行目标气体的注入，利用第一气体交换器对注入的目标气体进行水气吹扫；

步骤二，利用水气分离罐进行水气分离，同时利用工业水温调节机对水气分离罐内的水体进行温度调节；

步骤三，通过第二压力水泵将经过吹扫的水体注入连通管道并利用第二注气头将目标气体注入第二气体交换器中进行气体溶解；

步骤四，当达到目标溶解浓度后，利用压力调节罐进行压力调节，控制未溶解的气泡向上聚集在压力调节罐顶部，高溶解气水流向压力调节罐下部；

步骤五，利用压力调节罐的总出水管以及出水阀将处理后的水体引出即得高溶解目标气水。

3.如权利要求2所述的高溶解气水制备方法，其特征在于，所述高溶解目标气水为不同饱和度的溶解性氧气、二氧化碳及氮气以及其他水液。

4.一种如权利要求1所述高溶解气水制备装置在河湖生态修复中的应用，其特征在于，应用方法包括：

利用所述高溶解气水制备装置进行黑臭水体的修复，和/或所述高溶解气水制备装置水华藻类水体的修复。

5.如权利要求4所述的应用，其特征在于，所述利用高溶解气水制备装置进行黑臭水体的修复包括：

（1）进行高溶解气水制备，并于制备时，通过第一注气头和第二注气头分别向高溶解气水制备装置中注入95%以上的氧气，同时利用水温调节机将所述装置中的水体调低2-3℃，并通过压力调节罐将罐内压力调节在0.2-0.3MPa，达到溶解氧饱和度200%以上的低温高溶解氧水；

（2）将所述低温高溶解氧水从待处理的水域底部注入，昼夜二十四小时持续7天，进行黑臭水体的处理与修复。

6.如权利要求4所述的应用，其特征在于，所述利用高溶解气水制备装置进行水华藻类水体的修复包括：

1）进行高溶解气水制备，并于制备时，通过第一注气头和第二注气头分别向高溶解气水制备装置中注入95%以上的氧气，同时利用水温调节机将所述装置中的水体调低2-3℃，并通过压力调节罐将罐内压力调节在0.2-0.3MPa，达到溶解氧饱和度200%以上的低温高溶解氧水；

2）将所述低温高溶解氧水从待处理的水域底部注入，昼夜二十四小时持续4天；

3）在每天白昼8:00- 17:00将压力调节罐调整成常压并制备100%饱和二氧化碳水即碳酸水，并将100%饱和二氧化碳水注入待处理的水域中，在每天的其他时段即夜间继续注入制备的高溶解氧水，持续3-5天进行水华藻类水体的处理与修复。

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