CN115818852A - 一种可调节深度的河道曝气装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可调节深度的河道曝气装置。包括增氧机构、曝气管路和曝气器，其曝气管路漂浮在河道水体表面，包括曝气主管岸上部分和曝气主管水上部分，在河道水位变化时，通过调节限位件，使曝气主管水上部分始终浮在水面的工作区域内，处理区域不会偏移；其曝气器潜伸至河道水面下，沿河道的一侧至另一侧平行间隔布置的多个曝气支管结构，每个曝气支管结构包括曝气软管、可移动式浮球和曝气盘管。通过调整可移动式浮球的固定位置，使曝气盘管始终处于最佳曝气深度，最大限度保障曝气增氧效果，同时可有限避免曝气盘管被底泥堵塞、掩埋的问题；曝气软管和曝气盘管的清理、更换也十分便捷，无需工程措施，在水上更换即可。

Description

一种可调节深度的河道曝气装置

技术领域

本发明涉及水环境生态修复技术领域，具体涉及一种可调节深度的河道曝气装置。

背景技术

随着我国社会经济的发展和人民生活水平的提高，大家对河湖水生态环境质量也愈发重视。城市发展过程中雨污分流不彻底，初期雨水没有得到处理等问题，导致景观河湖水体受到污染，进而导致水体发黑发臭，严重影响人居环境和城市形象。

城市黑臭水体的长效处理刻不容缓，对黑臭水体进行曝气增氧是净化水体的有效措施。其原理是将空气通过曝气装置，以气泡的形式输送到污染水体中，提升水中的溶解氧含量，促进微生物对水中污染物质的氧化降解，进而消除黑臭，改善水质。现有的曝气技术主要用于污水厂，河道湖泊地理环境复杂，使得曝气装置的安装难度大、施工成本高、维护管理复杂；河道湖泊水位出现变化后，曝气效果也会受到影响。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提供了一种可调节深度的河道曝气装置。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

本发明提供了一种可调节深度的河道曝气装置，包括增氧机构

、曝气管路和曝气器，所述增氧机构设置在河道岸上，所述曝气管路漂浮在河道水体表面，包括曝气主管岸上部分和曝气主管水上部分，所述曝气主管水上部分(与所述曝气主管岸上部分相连通；所述曝气主管水上部分通过限位件限位在水面上，在河面水位变化时，通过调节所述限位件可保持所述曝气主管水上部分始终浮于水面上，所述曝气主管岸上部分的入口与所述增氧机构的出口相连通，所述曝气主管水上部分与所述曝气器(3)相连通；

所述曝气器潜伸至河道水面下，包括沿水流方向安装的多组曝气阵列单元，每组所述曝气阵列单元包括沿河道的一侧至另一侧平行间隔布置的多个曝气支管结构，每个所述曝气支管结构包括曝气软管、可移动式浮球和曝气盘管；所述曝气软管上可拆卸连接有所述可移动式浮球，所述曝气软管的出口处连接有所述曝气盘管，所有所述曝气软管的入口与所述主管水上部分相连通，所述可移动式浮球随所述主管水上部分的高程变化调节所述曝气盘管的曝气深度，以实现在河道的不同水位下的曝气。

进一步的，所述曝气主管水上部分包括三根横向曝气管和两根纵向曝气管，三根所述横向曝气管沿水流方向按固定间距平行布置，位于两端的两根所述横向曝气管和两根所述纵向曝气管分别通过弯管两两首尾连接构成一个矩形外框，位于中间的所述横向曝气管设置在矩形外框内部，其两端分别通过三通与两个所述纵向曝气管相连通，其中一根所述纵向曝气管与所述曝气主管岸上部分相连通。

进一步的，所述曝气软管的入口与所述横向曝气管相连通，所述曝气软管与所述横向曝气管之间设置有第二风量调节阀。

进一步的，所述限位件包括四根缆绳，四根缆绳的一端分别固定绑连所述主管水上部分的矩形外框的四个角，四根缆绳的另一端分别固定在河道岸。

进一步的，所述曝气盘管包括四根微孔曝气管，四根所述微孔曝气管通过法兰与所述曝气软管的出口连接，所述曝气盘管底部安装有平衡配重块，保持所述曝气盘管在曝气工况下维持水平状态。

进一步的，所述增氧机构包括鼓风机、控制鼓风机输出功率的变频控制箱、送风管，第一风量调节阀，所述变频控制箱与所述鼓风机的驱动电机电性连接，所述鼓风机的出口与所述送风管的入口连通，所述送风管上设置有所述第一风量调节阀，所述送风管的出口与所述曝气主管岸上部分的入口相连通。

与现有技术比较，本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明提供的一种可调节深度的河道曝气装置。包括增氧机构、曝气管路和曝气器，其曝气管路漂浮在河道水体表面，包括曝气主管岸上部分和曝气主管水上部分，曝气主管水上部分与曝气主管岸上部分相连通；曝气主管水上部分通过限位件限位在水面上，在河道水位变化时，通过调节限位件，使曝气主管水上部分始终浮在水面的工作区域内，处理区域不会偏移；

其曝气器潜伸至河道水面下，包括沿水流方向安装的多组曝气阵列单元，每组曝气阵列单元包括沿河道的一侧至另一侧平行间隔布置的多个曝气支管结构，每个曝气支管结构包括曝气软管、可移动式浮球和曝气盘管。通过调整可移动式浮球的固定位置，使曝气盘管始终处于最佳曝气深度，最大限度保障曝气增氧效果，同时可有限避免曝气盘管被底泥堵塞、掩埋的问题；曝气软管和曝气盘管的清理、更换也十分便捷，无需工程措施，在水上更换即可。

附图说明

图1是本发明提供的一种可调节深度的河道曝气装置的平面结构示意图；

图2是本发明提供的一种可调节深度的河道曝气装置的曝气器结构示意图。

1、增氧机构；11、鼓风机；12、变频控制箱；13、送风管；14、第一风量调节阀；2、曝气管路；21、曝气主管岸上部分；22、曝气主管水上部分；221、横向曝气管；222、纵向曝气管；23、限位件；3、曝气器；31、曝气阵列单元；32、曝气支管结构；321、曝气软管；322、可移动式浮球；323、曝气盘管；324、微孔曝气管。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1-2所示，本发明的一种可调节深度的河道曝气装置，包括增氧机构1、曝气管路2和曝气器3，增氧机构1设置在河道岸上，曝气管路2漂浮在河道水体表面，包括曝气主管岸上部分21和曝气主管水上部分22，曝气主管水上部分22与曝气主管岸上部分21相连通；曝气主管水上部分22通过限位件23限位在水面上，在河道水位变化时，通过调节所述限位件23可保持曝气主管水上部分22始终浮于水面上，曝气主管岸上部分21的入口与增氧机构1的出风口相连通，曝气主管水上部分22与曝气器3相连通；曝气器3潜伸至河道水面下，包括沿水流方向安装的多组曝气阵列单元31，每组曝气阵列单元31包括沿河道的一侧至另一侧平行间隔布置的多个曝气支管结构32，每个曝气支管结构32包括曝气软管321、可移动式浮球322和曝气盘管323；曝气软管321上可拆卸连接有可移动式浮球322，曝气软管321的出口处连接有曝气盘管323，所有曝气软管321的入口与曝气主管水上部分22相连通，可移动式浮球322随曝气主管水上部分22的高程变化调节曝气盘管323的曝气深度，以实现在河道的不同水位下的曝气。通过调节限位件23，使曝气主管水上部分22始终浮在水面的工作区域内，处理区域不会偏移；通过调整可移动式浮球322的固定位置，使曝气盘管323始终处于最佳曝气深度，最大限度保障曝气增氧效果，同时可有限避免曝气盘管323被底泥堵塞、掩埋的问题；曝气软管321和曝气盘管323的清理、更换也十分便捷，无需工程措施，在水上更换即可。

可移动式浮球322的结构有多种在这里不做限定，可以为PE材质，保证始终浮于水面上。可移动式浮球322可以通过调节扣与曝气软管固定，根据水深变化调整可移动式浮球322在曝气软管321上的固定位置，从而调节曝气盘管323相对河道底泥表面的距离。进而在河道浅水期，保障曝气盘管323不会没入河道底泥中；在河道深水期，也能通过调整可移动式浮球322在曝气软管321上固定的位置，将曝气盘管323放入更深的水位，同时通过增氧机构1的输出功率，保障深水曝气效果。

在一些实施方式中，为了避免了局部管路短路现象，阻力损失小，溶氧速度快，曝气主管水上部分22可以包括三根横向曝气管221和两根纵向曝气管222，三根横向曝气管221沿水流方向按固定间距平行布置，位于两端的两根横向曝气管221和两根纵向曝气管222分别通过弯管两两首尾连接构成一个矩形外框，位于中间的横向曝气管221设置在矩形外框内部，其两端分别通过三通与两个纵向曝气管222相连通，其中一根纵向曝气管222与曝气主管岸上部分21相连通。曝气主管岸上部分21和曝气主管水上部分22还可以通过带双头法兰的钢丝软管连接，其中曝气主管岸上部分21可以为钢制管道，通过法兰与增氧机构1的出风口连通。

在一些实施方式中，为了保证曝气管路布气均匀可靠，曝气软管321的入口可以与横向曝气管221相连通，曝气软管321与横向曝气管221之间还可以设置有第二风量调节阀。曝气软管321可以采用带双头法兰的钢丝软管。

在一些实施方式中，为了方便工作人员作业，限位件23可以包括四根缆绳，四根缆绳的一端分别固定绑连曝气主管水上部分22的矩形外框的四个角，四根缆绳的另一端分别固定在河道岸。曝气主管水上部分22就可以通过缆绳固定在水面上；在河道水位变化时，通过调节缆绳长度可保持曝气主管水上部分始终浮于水面上。

在一些实施方式中，为了提高溶氧效率，曝气盘管323可以包括四根微孔曝气管324，四根微孔曝气管324通过法兰与曝气软管321的出口连接，曝气盘管323底部可以安装有平衡配重块，保持曝气盘管323在曝气工况下维持水平状态。微孔曝气管324可以为EPDM材质，提高使用寿命。

在一些实施方式中，为了确保能提供充足的氧气和稳定的压力，增氧机构1可以包括鼓风机11、控制鼓风机输出功率的变频控制箱12、送风管13，第一风量调节阀14，变频控制箱12与鼓风机11的驱动电机电性连接，鼓风机11的出口与送风管13的入口连通，送风管13上设置有第一风量调节阀14，送风管13的出口与曝气主管岸上部分21的入口相连通。通过变频器控制鼓风机的输出功率，满足不同水深情况下的曝气需求；各曝气软管配备有风量控制阀，可调整单个曝气盘管的曝气量。

本发明的一种可调节深度的河道曝气装置施工方法为：曝气主管水上部分22采用HDPE管，接头连接方式为热熔连接，在岸上完成拼接完成后，安装好曝气支管结构32。将进气口和双头法兰钢丝软管的一端通过法兰连接，钢丝软管的另一端临时固定在岸上，在对岸通过缆绳经曝气主管水上部分22慢慢拉入水中，依靠水的浮力，两岸施工人员将曝气主管水上部分22浮移至设计处理水域。然后通过缆绳23将曝气主管水上部分22固定，将临时固定的钢丝软管另一端与曝气主管岸上部分21通过法兰连接。最后将曝气主管岸上部分21和鼓风机11连接，安装工作完成。此施工方式大大减少人工用量、因地制宜、便于施工。在正式运行前，测量各曝气点位的水深，调节可移动式浮球322在曝气软管321上的固定位置，使曝气盘管323处于合适的曝气深度即可。

为了更好阐述本发明的河道曝气装置的效果，下面以具体项目为例进行说明：

东营某河道治理项目

河长约2.3公里，平均河宽约6-8米，水深约1.2-1.5米。由于河道主要补水来自雨水，且上下游均设有水闸，因此流动性较差。加之雨污分流不完全，截污不彻底，导致一定量的市政污水、初期雨水未经处理直接排入河道，致使水体发黑发臭，水体富营养化现象严重，经监测，水质为劣Ⅴ类。

该河道应用本发明的可调节深度的河道曝气装置对河道水质进行原位治理，项目实施无需额外增占土地。将6组本发明的可调节深度的河道曝气装置布置于河道中，串联形成全长200米的曝气治理段。曝气治理段采用分段施工，依次将每组河道曝气装置在岸上安装，然后拖放入水面，浮移至设计点位固定。安装简便，施工效率高。

具体施工为：曝气主管水上部分22采用HDPE管，接头连接方式为热熔连接，在岸上完成拼接完成后，安装好曝气支管结构32。将进气口和双头法兰钢丝软管的一端通过法兰连接，钢丝软管的另一端临时固定在岸上，在对岸通过缆绳经曝气主管水上部分22慢慢拉入水中，依靠水的浮力，两岸施工人员将曝气主管水上部分22浮移至设计处理水域。然后通过缆绳23将曝气主管水上部分22固定，将临时固定的钢丝软管另一端与曝气主管岸上部分21通过法兰连接。最后将曝气主管岸上部分21和鼓风机11连接，安装工作完成。本项目的增氧机构的风机房置于地下水闸泵房，空间满足风机安装要求，隔音效果好。

本项目进水水质：

CODcr≤70mg/L，DO≤0.1mg/L，氨氮≤5.0mg/L，总磷≤1mg/L，透明度≤0.1m，感官指标：水体发黑发臭

经治理后水体的主要指标可以达到《地表水环境质量标准》(GB3838)中的Ⅳ类标准，主要水质指标：

CODcr≤40mg/L，DO≥1.0mg/L，氨氮≤2.0mg/L，总磷≤0.5mg/L，透明度≥0.3m，感官指标：水体不黑不臭。

项目实施效果显著，河道污染得到有效治理，河道水质得到永久性恢复。

以上未涉及之处，适用于现有技术。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围，本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例来做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的方向或者超越所附权利要求书所定义的范围。本领域的技术人员应该理解，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种可调节深度的河道曝气装置，包括增氧机构(1)、曝气管路(2)和曝气器(3)，其特征在于，所述增氧机构(1)设置在河道岸上，所述曝气管路(2)漂浮在河道水体表面，包括曝气主管岸上部分(21)和曝气主管水上部分(22)，所述曝气主管水上部分(22)与所述曝气主管岸上部分(21)相连通；所述曝气主管水上部分(22)通过限位件(23)限位在水面上，在河道水位变化时，通过调节所述限位件(23)可保持所述曝气主管水上部分(22)始终浮于水面上，所述曝气主管岸上部分(21)的入口与所述增氧机构(1)的出风口相连通，所述曝气主管水上部分(22)与所述曝气器(3)相连通；

所述曝气器(3)潜伸至河道水面下，包括沿水流方向安装的多组曝气阵列单元(31)，每组所述曝气阵列单元(31)包括沿河道的一侧至另一侧平行间隔布置的多个曝气支管结构(32)，每个所述曝气支管结构(32)包括曝气软管(321)、可移动式浮球(322)和曝气盘管(323)；所述曝气软管(321)上可拆卸连接有所述可移动式浮球(322)，所述曝气软管(321)的出口处连接有所述曝气盘管(323)，所有所述曝气软管(321)的入口与所述曝气主管水上部分(22)相连通，所述可移动式浮球(322)随所述曝气主管水上部分(22)的高程变化调节所述曝气盘管(323)的曝气深度，以实现在河道的不同水位下的曝气。

2.如权利要求1所述的河道曝气装置，其特征在于，所述曝气主管水上部分(22)包括三根横向曝气管(221)和两根纵向曝气管(222)，三根所述横向曝气管(221)沿水流方向按固定间距平行布置，位于两端的两根所述横向曝气管(221)和两根所述纵向曝气管(222)分别通过弯管两两首尾连接构成一个矩形外框，位于中间的所述横向曝气管(221)设置在矩形外框内部，其两端分别通过三通与两个所述纵向曝气管(222)相连通，其中一根所述纵向曝气管(222)与所述曝气主管岸上部分(21)相连通。

3.如权利要求2所述的河道曝气装置，其特征在于，所述曝气软管(321)的入口与所述横向曝气管(221)相连通，所述曝气软管(321)与所述横向曝气管(221)之间设置有第二风量调节阀。

4.如权利要求2所述的河道曝气装置，其特征在于，所述限位件(23)包括四根缆绳，四根缆绳的一端分别固定绑连所述曝气主管水上部分(22)的矩形外框的四个角，四根缆绳的另一端分别固定在河道岸。

5.如权利要求1所述的河道曝气装置，其特征在于，所述曝气盘管(323)包括四根微孔曝气管(324)，四根所述微孔曝气管(324)通过法兰与所述曝气软管(321)的出口连接，所述曝气盘管(323)底部安装有平衡配重块，保持所述曝气盘管(323)在曝气工况下维持水平状态。

6.如权利要求1所述的河道曝气装置，其特征在于，所述增氧机构(1)包括鼓风机(11)、控制鼓风机输出功率的变频控制箱(12)、送风管(13)，第一风量调节阀(14)，所述变频控制箱(12)与所述鼓风机(11)的驱动电机电性连接，所述鼓风机(11)的出口与所述送风管(13)的入口连通，所述送风管(13)上设置有所述第一风量调节阀(14)，所述送风管(13)的出口与所述曝气主管岸上部分(21)的入口相连通。

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