CN1196653C - 封闭性水域净水装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种具有简单构造的净水装置,这种净水装置可以防止封闭性水域的底层表面和深层水形成嫌气性状态,并且可以最大限度地引出自然净化功能。一种让由水中曝气泵汲取上来的扬水和已被气泡化的大气互相混合,然后让混合水向上喷洒后落下,从而起到激起水花的封闭性水域净水装置,其特征在于该封闭性水域净水装置由框架,设在该框架的中间部分的导水腔,被配置在整个上述框架的网状接触材料,被填充在该网状接触材料的内侧并用生物学的手法处理吸附除去扬水中的淤泥的填充材料,被装在上述导水腔的下方而且装卸自由的导水管构成,而且在上述框架的顶部设有支撑框架,1个或者多个浮标和上述水中曝气泵被装在该支撑框架上。
Description
技术领域
本发明涉及封闭性水域净水装置,具体说来即是,提供一种通过激活在死水系或者半死水系的湖沼(封闭性水域:譬如养殖池,农用水塘,或者调节池等)本身所具有的自净功能(自然净化功能),来改善水质环境的环保型净水装置。
背景技术
最近,在养殖池和农用水塘等人工湖沼,以及各种调节池等封闭性水域(湖沼),随着生活污水中所含营养盐类物质的流入而产生的水质的富营养化现象越来越严重。
另一方面,由于这些湖沼的底层表面容易形成嫌气性状态(所谓嫌气性状态是指缺少氧气或者没有氧气的状态)、夏季随着水温升高,由于从湖沼的底层表面溶出像氮气,磷等营养盐类物质而产生大量植物性浮游生物。正是因为这些大量植物性浮游生物的产生,更加速了富营养化,造成恶性循环。这种恶性循环引发像淡水红潮和蓝藻等海藻类异常产生现象,供水设施中产生的过滤障碍和水质恶化(譬如产生特殊的臭味)现象和鱼类死亡等重大社会问题,同时还引发恶化周围环境景观问题。
造成这种水质环境恶化现象的主要原因是,由于湖沼底层中存在的微生物呼吸要消耗水中的氧气,导致底层表面和深层水形成嫌气性状态。
作为阻止湖沼水域嫌气性状态发生的方法,例如一种水中曝气泵被开发并已经开始出售。这种水中曝气泵,通过双动式特殊叶轮的作用,将大气中的氧气吸引到飞扬的水中,然后再一次用高压喷气方式混合已经被气泡化的混合水,再将混合水呈伞状向上喷洒后落下,从而激起水花。
另外,作为改善底层环境的方法,譬如有采取疏浚,耕耘,覆土等手法的土木工程方法,或者投入石灰,煤灰,铝酸钠,锆等药品的药品投入法,或者同时使用土木工程方法和药品投入法。
发明内容
但是,使用上述水中曝气泵的方法的话,会产生不能阻止底层表面和深层水形成嫌气性状态的问题。
例如,使用采取疏浚的手法去除底部淤泥的土木工程方法的话,必须考虑像因卷起的底部淤泥造成的二次污染,硫酸还原菌生成的硫化氢造成的对鱼类的影响,被疏浚后的底部淤泥的脱水,保管底部淤泥时渗出的污水对周围环境的污染等诸问题的解决对策。
本发明正是针对这样的实际情况而被研究开发的,本发明的目的是,提供一种具有简单构造的净水装置,这种净水装置可以防止封闭性水域的底层表面和深层水形成嫌气性状态,并且可以最大限度地引出自然净化功能。
为了解决上述问题,本发明的第1方面提供了一种让由水中曝气泵汲取上来的扬水和已被气泡化的大气互相混合,然后让混合水向上喷洒后落下,从而起到激起水花的封闭性水域净水装置,其特征在于该封闭性水域净水装置由框架,设在该框架的中间部分的导水腔,被配置在整个上述框架的网状接触材料,被填充在该网状接触材料的内侧围绕在所述导水腔周围并用生物学的手法处理吸附除去扬水中的淤泥的填充材料,被装在上述导水腔的下方而且装卸自由的用于汲取深层水的筒状导水管构成,在所述导水腔的上方安装所述水中曝气泵,而且在上述框架的顶部设有支撑框架,将成为一体的1个或者多个浮标和上述水中曝气泵安装在该支撑框架上。
本发明的第2方面提供如第1方面所述的封闭性水域净水装置,其特征在于上述水中曝气泵被配置在上述导水腔的上方,从上述导水管的低部通过上述导水腔把水汲取到水面上来,让扬水和已被气泡化的大气互相混合,然后让混合水向上喷洒后落下,从而起到激起水花。
本发明的第3方面提供如第2方面所述的封闭性水域净水装置,其特征在于通过调节加在水中曝气泵的电压来调节所述扬水的落下直径。
本发明的第4方面提供如第1方面所述的封闭性水域净水装置,其特征在于在上述水中曝气泵的进水口设置导流部件,该导流部件引导上述导水腔内的扬水成为涡流。
本发明的第5方面提供如第1方面所述的封闭性水域净水装置,其特征在于上述填充材料是表面系数大的长纤维。
正如上面所述,根据本发明的净水装置,可以有让扬水和气泡化的大气混合后,然后让扬水向上喷洒后落下,从而起到激起水花的水中曝气泵,在框架的中间部分可以设置贯穿框架的中间部分并且其底部是开放的导水腔。根据这样的构造,可以简单地把容易形成嫌气性状态的深层水汲取上来,另外,配置在框架外围的网状接触材料和被填充在该接触材料的内侧的填充材料可以吸附氮气,磷等营养盐类物质,硫化物或者有机物,蓝藻等海藻类以及底部淤泥等淤泥,并用生物学的手法处理这些物质。
所以利用本发明的净水装置的话,可以防止或者改善发生在养殖池,农用水塘等人工湖沼,各种调节池或者,随着生活污水的流入而带来营养盐类物质的流入的湖沼等封闭性水域的富营养化现象。也就是说,在防止淡水红潮和蓝藻等海藻类异常产生现象,供水设施中产生的过滤障碍和水质恶化(譬如产生特殊的臭味)现象和鱼类死亡等现象的同时,还可以把富营养化了的封闭性水域的水净化到达到农业用水放流基准的程度。还有,因为由水中曝气泵汲取上来的扬水,已变成被气泡化并含有大气中的氧气的混合水,再将混合水呈伞状向上喷洒后落下,从而可以激起水花,所以可以防止或者改善由于湖沼底层中存在的微生物呼吸要消耗水中的氧气导致底层表面和深层水形成嫌气性状态这种现象。
尤其,在底部淤泥中含有种种污染物质,恐怕其中存在着几十种以上的污染物质,通过把底部淤泥变成喷雾状然后朝水面上部喷射,被细微地喷雾化的物质里面,像有机氯化合物(trihalomethane),水银,氨等易挥发的污染物质会在大气中挥发并被除去。本发明的场合,为了发挥自然界的微生物所具有的分解净化能力,供给扬水必要的氧气然后让扬水在大气中喷雾。也就是说,通过让堆积在湖沼等底部的物质和大气接触并吸取氧气,可以促进自然界的微生物所具有的净化能力。换句话说,利用好气性细菌微生物来分解除去底部淤泥中的污染物质。这样,利用本发明的净水装置的话,在净化水质的时候,没有必要向污染水域投入药品,也没有必要使用大规模的疏浚机械,不会给生态系带来任何负担。
还有,本发明的净水装置只使用1个或者多个浮标让净水装置本身浮在水面上,不需要像土木工程等大规模的工事,不光设备费廉价,而且净水装置的运行费用也不高。还有,根据浮标可以配置净水装置在水面上的浮游状态,所以,可以产生像在封闭性水域的水面上配置喷水塔后的优美的喷水景观。
另外,随着水中曝气泵等的振动,浮标和填充材料也跟着一起振动,这样被吸附在填充材料上的微生物不仅在被固定在填充材料4上的时候,而且在以浮游状态存在的时候,都可以分解除去污染物质。
附图说明
图1是本发明的封闭性水域净水装置的概略图。
图2是显示本发明的封闭性水域净水装置的骨架结构的图。
图3是说明扬水流入水中曝气泵时的状态的图。
附图标记
1框架
2导水腔
3接触材料
4填充材料
5支撑框架
6浮标
7水中曝气泵
8导水管
9导流叶片
具体实施方式
下面,参照附图说明本发明的具体实施方式。这个具体实施方式仅仅显示本发明3具有代表性的例子,根据本实施方式不会构成对本发明的限制。
图1是本发明的净水装置的概略图。正如图2所示,净水装置的框架1是由钢铁等材料构成的骨架结构。也就是说,框架1是由骨架结构构成,其内部有圆筒形的导水腔2。例如,框架1是由外径160厘米的圆柱形和内径66厘米的同轴圆柱,以及外侧和内侧分别垂直设置的6根支撑体来构成的基本骨架结构构成的。
另外,框架1还配有网状接触材料3。该网状接触材料3将框架1全面包围起来。网状接触材料3是由聚乙烯或者聚丙烯等原材料制成的。还有,在框架1内部,也就是在框架1的外围和导水腔2的间隙部,填入由聚乙烯或者聚丙烯等为公众所知的原材料构成的有适当形状的填充材料4。所以,在湖沼等封闭性水域,填充材料4的表面可以吸附像特别是堆积在封闭性水域底部的底部淤泥等污染性物质。这时,好气性微生物(所谓好气性微生物是指喜欢氧气的微生物)和嫌气性微生物(所谓嫌气性微生物是指不喜欢氧气的微生物)被同时吸附在填充材料4上,这些被吸附在填充材料4上的好气性和嫌气性微生物分解堆积在封闭性水域中的底部淤泥,净化封闭性水域的水质。
另外,在上述框架1中还配有位于上述框架1的骨架结构顶部的支撑框架5(该支撑框架5由框架构件构成)。该支撑框架5配有1个或者多个浮标6,这样就可以使整个净水装置浮在湖沼等封闭性水域的水面上。在支撑框架5上最好配置3个或者4个浮标6。
另外,在上述支撑框架5上,水中曝气泵7被配置在导水腔2的上面,这个水中曝气泵7用来汲取封闭性水域的深层水。该水中曝气泵7通过双动式特殊叶轮的作用,将大气中的氧气吸引到飞扬的水中,然后再一次用高压喷气方式混合已经被气泡化的混合水,再将混合水呈伞状向上喷洒后落下,从而激起水花。
还有,在上述导水腔2的下方,配有装卸自由的圆筒形的导水管8。因为该导水管8的底部是开放的,水中曝气泵7通过导水管8,将封闭性水域的底部附近的深层水汲取到水面上来。另外,在水中曝气泵7的进水部,如图3所示,在导水腔2的内部,配有多个朝外延伸的导流叶片9,这些导流叶片9按照图3的箭头所示方向,引导导水腔2内的扬水成为涡流。
所以,当驱动水中曝气泵7时,按照图1的箭头所示方向,一方面,从导水管8的底部通过导水腔2,导水管8的底部附近的深层水被直接汲取上来,另一方面,通过填充材料4,可以把水面附近的水从框架1的外围引导到导水腔2里面。这时,填充材料4很容易吸附水中含有的氮气,磷等营养盐类物质,硫化物或者有机物,蓝藻等海藻类以及底部淤泥等淤泥,并且可以通过寄生在填充材料4中的细菌类微生物用生物学的手法来分解去除这些物质。另外,如果有必要的话,通过分解框架1可以很容易清扫填充材料4等部件。
所以,在上述实施例中,在框架1的中间部分,由于其底部是开放的导水腔2和被装在该导水腔2的下方而且装卸自由的导水管8可以延伸到封闭性水域的深层水域,在汲取容易形成嫌气性状态的深层水的同时,也汲取堆积在底层表面的底部淤泥,这样可以起到净化作用。尤其,位于框架1周围和导水腔2的底部附近的水,由于处于半强制性被搅拌的状态,可以净化净水装置周围的广大范围。
还有,由于在框架1的内部配有填充了填充材料4的接触材料3,该填充材料4等吸附从净水装置周围引导过来的水中含有的氮气,磷等营养盐类物质,硫化物或者有机物,蓝藻等海藻类以及底部淤泥等淤泥,并且可以通过寄生在填充材料4中的细菌类微生物来分解去除这些物质。
还有,让被水中曝气泵7汲取上来的扬水和气泡化的大气混合后,然后让扬水向上喷洒后落下,从而激起水花,所以,可以增加水中的溶解氧气量。
另外,由于在框架1的顶部设有支撑框架5,而且在支撑框架5上设有1个或者多个浮标6和水中曝气泵7,所以,水中曝气泵7的振动可以通过支撑框架5传给设在框架1上的填充材料4和浮标6,这样微生物不仅被固定在填充材料4上,而且还可以以浮游状态存在。所以,填充材料4很难产生由于微生物造成的堵塞现象,填充材料4等的保养工作比较简单。
还有,在水中曝气泵7的进水口设置导流叶片9的场合,在导水腔2内部,由于扬水按照涡流方向流动,填充材料4内部的流动也变得多种多样,可以促进微生物起到的净化作用。另外,例如使用像丙烯基等表面糸数较大的长纤维作为填充材料4的话,可以降低过滤材料的填充密度,这样过滤阻力也会减少,可以提高填充材料4的净化作用。
另外,由于水中曝气泵7还设置了具有调节扬水的落下直径功能的调节装置,所以,可以自由变更扬水的落下直径,这样,例如,在小规模的养殖池,农用水塘,或者调节池等湖沼也可以使用本发明的净水装置。
还有,把水中曝气泵7配置在湖沼的水面上然后驱动水中曝气泵7的话,可以产生像在湖沼的水面上配置喷水塔后的喷水景观,在改善水质环境的同时,也可以向周围环境提供优美景观。
还有,水中曝气泵7可以自由变更扬水的落下直径,例如,按照养殖池,农用水塘,或者调节池等湖沼的面积大小,可以空开适当间隔配置多个净水装置。这时,水中曝气泵7的扬水的落下直径可以通过调节加到水中曝气泵7的电压来调整,也可以使用其他为公众所知的调整装置。
Claims (5)
1、一种让由水中曝气泵汲取上来的扬水和已被气泡化的大气互相混合,然后让混合水向上喷洒后落下,从而起到激起水花的封闭性水域净水装置,其特征在于该封闭性水域净水装置由框架,设在该框架的中间部分的导水腔,被配置在整个上述框架的网状接触材料,被填充在该网状接触材料的内侧,围绕在所述导水腔周围并用生物学的手法处理吸附除去扬水中的淤泥的填充材料,被装在上述导水腔的下方而且装卸自由的用于汲取深层水的筒状导水管构成,在所述导水腔的上方安装所述水中曝气泵,而且在上述框架的顶部设有支撑框架,将成为一体的1个或者多个浮标和上述水中曝气泵安装在该支撑框架上。
2、如权利要求1所述的封闭性水域净水装置,其特征在于上述水中曝气泵被配置在上述导水腔的上方,从上述导水管的低部通过上述导水腔把水汲取到水面上来,让扬水和已被气泡化的大气互相混合,然后让混合水向上喷洒后落下,从而起到激起水花。
3、如权利要求2所述的封闭性水域净水装置,其特征在于通过调节加在水中曝气泵的电压来调节所述扬水的落下直径。
4、如权利要求1所述的封闭性水域净水装置,其特征在于在上述水中曝气泵的进水口设置导流部件,该导流部件引导上述导水腔内的扬水成为涡流。
5、如权利要求1所述的封闭性水域净水装置,其特征在于上述填充材料是表面系数大的长纤维。
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