CN206069532U - 一体式太阳能高效复合曝气船 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一体式太阳能高效复合曝气船，属于水处理领域。本方案包括主船体，还包括直流潜水泵、文丘里射流管和水下推进装置，主船体船底布置直流离心潜水曝气机，在不便采用射流曝气方式充氧的局部水体中通过直流离心潜水曝气机进行曝气充氧，所述的主船体上部设置有若干块太阳能电池板，太阳能电池板为整个系统提供电能，而不需要外加电源，主船体内设置有蓄电池，蓄电池与太阳能电池板连接，太阳能电池板产生的电能直接供给用电设备后，多余电能储存在蓄电池中，设置有远程监控装置，远程监控装置与水下推进装置、溶解氧检测装置互联，实现装置的远程监控。它具有充氧效果好、移动灵活、服务面积大等优点。

Description

一体式太阳能高效复合曝气船

技术领域

本实用新型涉及水处理领域，更具体地说，涉及一体式太阳能高效复合曝气船。

背景技术

城市河流、景观水体多为静止或流动性差的封闭缓流水体，一般具有水域面积小、易污染、水环境容量小、水体自净能力差等特点，加上外源性污染影响，极易造成水中悬浮物增多、浊度增大，有机物、细菌和大肠杆菌的含量增高。在温度较高时，富含N、P等营养元素的水体中还会滋生藻类，使河水呈现明显的颜色变化，并破坏环境的生态平衡，严重时甚至造成水体发黑发臭，丧失城市景观水体的功能。

水体曝气充氧技术是根据河流受到污染后缺氧的特点，利用自然跌水(瀑布、喷泉、假山等)或人工曝气对水体复氧，促进上下层水体的混合，以加速水体复氧过程，提高水中的溶解氧含量，抑制底泥N、P的释放，恢复和增强水体中好氧微生物的活力，使水体中的污染物质得以净化，从而改善河流的水质。

目前应用于国内外水体增氧技术中固定式人工曝气装置均存在各自限。其中同温层曝气、空气管充氧曝气等存在水体循环范围小的局限；曝气扬水筒氧利用率低且仅可用深度大于6m的湖泊；表面曝气机在湖面安装困难且安装缆绳将阻挡航道。固定曝气装置难以移动，对于范围较大或流动性不大的水体，无法有效向全部水体充氧。近年来有工程技术人员采用船载曝气设备形式，同时采用太阳能作为绿色能源来给曝气设备供能，通过船的巡航对大面积的水体进行曝气处理。但曝气设备大多采用空压机结合曝气管的形式，这种曝气方式对水体的大范围搅动混合作用非常微弱，不利于水体复氧过程的进行。

中国专利申请，申请号201110162713.4，公开日2012年7月25日，公开了一种曝气船，包括船体，船底和曝气机，所述曝气机包括导气筒，所述导气筒的上段固定在船体上，导气筒的下段穿过船底，向下延伸。该曝气船还包括有曝气系统升降装置，消毒装置，船体推进装置，船体转向装置。此发明的曝气船，可在湖泊、河道等大面积水体中快速均匀地曝气，同时对污染水域进行除藻、消毒除臭等作业，快速处理大范围受污染水体，可用于自然灾害或因战备造成的大面积受污染水域的快速消毒净化，防止疾病传播。但此方案无法有效对水体充氧，处理效果不足。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的充氧效果不好、处理效果差、移动不方便、服务面积小的问题，本实用新型提供了一体式太阳能高效复合曝气船。它具有充氧效果好、移动灵活、服务面积大等优点。

2.技术方案

本实用新型的目的通过以下技术方案实现。

一体式太阳能高效复合曝气船，包括主船体，还包括直流潜水泵、文丘里射流管和水下推进装置、主船体两侧有文丘里射流管，主船体中央设置有直流潜水泵，水下推进装置设置于主船体底部，直流潜水泵与文丘里射流管组合向水体射流充氧。

更进一步的，直流潜水泵包括射流管、喷嘴、吸气室、喉管、导气管和扩散管，出水通过射流管的喷嘴以极高的速度从喷嘴喷射出来，穿过吸气室进入喉管，在喉管形成局部真空，通过导气管吸入大量空气进入喉管与水流剧烈混合形成大量微小的气泡，气液混合体通过扩散管向外排出，其速度减慢，压力增强，形成强力喷射流，对水体搅拌充氧。

更进一步的，主船体船底布置直流离心潜水曝气机，在不便采用射流曝气方式充氧的局部水体中通过直流离心潜水曝气机进行曝气充氧。

更进一步的，直流离心潜水曝气机包括曝气机和叶轮，曝气机工作时高速旋转的叶轮产生离心力，在叶轮进口处形成负压吸入空气和水，空气被高速旋转的叶轮成细小气泡，形成气水混合物向曝气机圆周方向扩散，同时在水体中形成空间对流循环，对水体充氧且形成局部水体环流，扩大充氧水域范围。

更进一步的，所述的文丘里射流管和离心潜水曝气机设置有深度调节装置，通过深度调节装置调节不同的深度以适应不同水体的使用条件。

更进一步的，所述的主船体上部设置有若干块太阳能电池板，太阳能电池板为整个系统提供电能，而不需要外加电源。

更进一步的，主船体内设置有蓄电池，蓄电池与太阳能电池板连接，太阳能电池板产生的电能直接供给用电设备后，多余电能储存在蓄电池中。

更进一步的，主船体上设置有溶解氧检测装置，溶解氧检测装置对实时检测处理水域的溶解氧变化情况。

更进一步的，主船体设置有远程监控装置，远程监控装置与水下推进装置、溶解氧检测装置互联，实现装置的远程监控。

更进一步的，所述的主船体使用锚式固定、驳岸牵拉固定或插杆固定。针对不同的深度和水体情况使用不同的固定方式，固定方式具有针对性，克服移动船体固定不方便的问题。

3.有益效果

相比于现有技术，本实用新型的优点在于：

(1)充氧效果好，采用直流潜水泵与文丘里射流管组合向水体射流充氧时，气泡经多次切割，喷射扰动后，变成无数的细小气泡，其表面积很大，上升速度缓慢，促使水体和氧气充分混合接触；一般来说，曝气水深越大，气体在水中停留时间越久，充氧效率越高，射流曝气的工作水深可以达到10m，并且水深变化对设备载荷的影响较小；喷射的水流可达到5m-15m的扩散距离，结合较大的工作水深，使得充氧作用范围广，并且能够强烈扰动水体，破坏其溶解氧分层，明显改善水体充氧效果。

(2)采用离心式潜水曝气机，在曝气机内将气水充分混合，细碎的微小气泡比表面积大，上升速度缓慢，保证充分与水混合，从而达到高效充氧曝气的效果；曝气机进水与空气混合后在水体上部向圆周方向喷射扩散，可以达到明显的水体循环效果，增强其流动性，扩大曝气充氧有效作用范围；

(3)移动灵活、服务面积大，采用船载形式，移动方便，可以灵活布置在需要曝气充氧的水体区域，使得曝气机的适用性和能够服务的面积大大扩展；

(4)文丘里射流管和离心潜水曝气机设置有深度调节装置，通过深度调节装置调节不同的深度以适应不同水体的使用条件，适用深度广，调节自由度大；

(5)采用清洁的太阳能，太阳能电池板、蓄电池为整个系统提供电能，而不需要外加电源，有效解决电气设备在湖面安装困难且安装缆绳将阻挡航道等问题；太阳能电池板产生的电能储存在蓄电池中，以保证在阴雨天、夜晚等日照不足的条件下曝气设备仍能够连续运行；蓄电池输出直流电，为直流潜水泵、直流离心潜水曝气机提供电源，不需要逆变控制器对电源进行转换，可以减少能量损失；

(6)主船体上设置有溶解氧检测装置，溶解氧检测装置对实时检测处理水域的溶解氧变化情况，可以依据检测装置，调整控制水体充氧的效率，达到充氧效果的要求，更好的完成水体处理；

(7)主船体设置有远程监控装置，远程监控装置与水下推进装置、溶解氧检测装置互联，实现装置的远程监控，溶解氧检测装置实时检测处理水域的溶解氧变化情况，并将数据传输给远程监控装置，在溶解氧浓度达到预定的范围并持续一段时间后，远程监控装置关闭曝气设备，同时向远程控制终端发送通知信息，操作人员接收到信息后，控制水下推进装置，将一体式太阳能高效复合曝气船移动到新的工作地点，控制方便，效率高；

(6)主船体使用锚式固定、驳岸牵拉固定或插杆固定。针对不同的深度和水体情况使用不同的固定方式，固定方式具有针对性，克服移动船体固定不方便的问题。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图中标号说明：

1、主船体；2、直流潜水泵；3、文丘里射流管；4、直流离心潜水曝气机；5、太阳能电池板；6、蓄电池；7、水下推进装置；8、溶解氧检测装置；9、远程监控装置。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体的实施例，对本实用新型作详细描述。

实施例1

为了解决现有固定式水体增氧装置难以移动，对于范围较大或流动性不大的水体，无法有效向全部水体充氧等问题以及移动式空压机结合曝气管增氧技术对水体搅动混合作用微弱、充氧效果不理想等问题，本实用新型提供一种船载可移动、太阳能供电、对水体充氧和搅动混合效果好的一体式太阳能高效复合曝气船技术。

如图1所示，一体式太阳能高效复合曝气船，包括主船体1，还包括直流潜水泵2、文丘里射流管3和水下推进装置7、主船体1两侧有文丘里射流管3，主船体1中央设置有直流潜水泵2，水下推进装置7设置于主船体1底部，直流潜水泵2与文丘里射流管3组合向水体射流充氧。具有充氧动力效率较高、水体搅动混合效果显著的优点，直流潜水泵2包括射流管、喷嘴、吸气室、喉管、导气管和扩散管，出水通过射流管的喷嘴以极高的速度从喷嘴喷射出来，穿过吸气室进入喉管，在喉管形成局部真空，通过导气管吸入大量空气进入喉管与水流剧烈混合形成大量微小的气泡，气液混合体通过扩散管向外排出，其速度减慢，压力增强，形成强力喷射流，对水体搅拌充氧，水下推进装置7可以正反转及停机实现船体的前进、停止或者后退。

主船体1船底布置直流离心潜水曝气机4，在不便采用射流曝气方式充氧的局部水体中通过直流离心潜水曝气机4进行曝气充氧。直流离心潜水曝气机4包括曝气机和叶轮，曝气机工作时高速旋转的叶轮产生离心力，在叶轮进口处形成负压吸入空气和水，空气被高速旋转的叶轮成细小气泡，形成气水混合物向曝气机圆周方向扩散，同时在水体中形成空间对流循环，对水体充氧且形成局部水体环流，扩大充氧水域范围。

根据水体情况，采用锚式固定，适用水深、宽阔的水库或大型湖泊，在具体使用时，首先通过水下推进装置7将一体式太阳能高效复合曝气船移动到需要进行曝气充氧的区域，根据水体情况，采用锚式固定，后进行文丘里射流管3，直流潜水泵2进行工作，高速水流吸入大量空气后充分混合，再射流进入水体中，对水体起到显著的充氧和扰动效果，调整直流离心潜水曝气机4到达合适的潜水深度后，开启直流离心潜水曝气机(4)，在曝气机内将气水充分混合，在水体上部向圆周方向喷射扩散，可以达到明显的水体循环效果，增强其流动性，扩大曝气充氧有效作用范围。

实施例2

实施例2与实施例1基本相同，不同之处在于，所述的文丘里射流管3和离心潜水曝气机4设置有深度调节装置，通过深度调节装置调节不同的深度以适应不同水体的使用条件。采用的是驳岸牵拉固定，适用较窄且无行洪要求的河道，在具体使用时，首先通过水下推进装置7将一体式太阳能高效复合曝气船移动到需要进行曝气充氧的区域，根据水体情况，采用驳岸牵拉固定，根据水体深度调整文丘里射流管3出水口的潜水深度后，进再开启直流潜水泵2，出水进入文丘里射流管3，高速水流吸入大量空气后充分混合，再射流进入水体中，对水体起到显著的充氧和扰动效果。

实施例3

实施例3与实施例2基本相同，不同之处在于，采用插杆固定，适用水深小于3m的自然泥底水域，所述的主船体1上部设置有若干块太阳能电池板5，太阳能电池板5为整个系统提供电能，而不需要外加电源，有效解决电气设备在湖面安装困难且安装缆绳将阻挡航道等问题；主船体1内设置有蓄电池6，以保证在阴雨天、夜晚等日照不足的条件下曝气设备仍能够连续运行；蓄电池6与太阳能电池板5连接，太阳能电池板5产生的电能直接供给用电设备后，多余电能储存在蓄电池6中，蓄电池6输出直流电，为直流潜水泵2、直流离心潜水曝气机4提供电源，不需要逆变控制器对电源进行转换，可以减少能量损失。

实施例4

实施例4与实施例1基本相同，不同之处在于，主船体1上设置有溶解氧检测装置8，溶解氧检测装置8对实时检测处理水域的溶解氧变化情况。主船体1设置有远程监控装置9，远程监控装置9与水下推进装置7、溶解氧检测装置8互联，实现装置的远程监控。并将数据传输给远程监控装置9，在溶解氧浓度达到预定的范围并持续一段时间后，远程监控装置9关闭曝气设备，同时向远程控制终端发送通知信息，操作人员接收到信息后，控制水下推进装置7，将一体式太阳能高效复合曝气船移动到新的工作地点。

一体式太阳能高效复合曝气船工作时，太阳能电池板5通过蓄电池6为整个系统提供电能；首先通过水下推进装置7将一体式太阳能高效复合曝气船移动到需要进行曝气充氧的区域，根据水体情况，采用不同方式固定；根据水体深度调整文丘里射流管3出水口的潜水深度，再开启直流潜水泵2，出水进入文丘里射流管3，高速水流吸入大量空气后充分混合，再射流进入水体中，对水体起到显著的充氧和扰动效果；在不便于采用射流曝气方式充氧的局部水体中，调整直流离心潜水曝气机4到达合适的潜水深度后，开启直流离心潜水曝气机4，在曝气机内将气水充分混合，在水体上部向圆周方向喷射扩散，可以达到明显的水体循环效果，增强其流动性，扩大曝气充氧有效作用范围；同时，溶解氧检测装置8实时检测处理水域的溶解氧变化情况，并将数据传输给远程监控装置9，在溶解氧浓度达到预定的范围并持续一段时间后，远程监控装置9关闭曝气设备，同时向远程控制终端发送通知信息，操作人员接收到信息后，控制水下推进装置7，将一体式太阳能高效复合曝气船移动到新的工作地点。

实施例5

应用本实用新型提供的一体式太阳能高效复合曝气船处理某公园人工湖。处理前，水体缺氧，发黑发臭，，能见度低，有蓝藻滋生，测量水体DO只有1mg/L，经过2个月处理后，水体中蓝藻消除，能见度＞60cm，DO＞3mg/L，水质长效保持。

以上示意性地对本发明创造及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，在不背离本发明的精神或者基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。附图中所示的也只是本发明创造的实施方式之一，实际的结构并不局限于此，权利要求中的任何附图标记不应限制所涉及的权利要求。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。此外，“包括”一词不排除其他元件或步骤，在元件前的“一个”一词不排除包括“多个”该元件。产品权利要求中陈述的多个元件也可以由一个元件通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (8)

1.一体式太阳能高效复合曝气船，包括主船体(1)，其特征在于：还包括直流潜水泵(2)、文丘里射流管(3)和水下推进装置(7)、主船体(1)两侧有文丘里射流管(3)，主船体(1)中央设置有直流潜水泵(2)，水下推进装置(7)设置于主船体(1)底部，直流潜水泵(2)与文丘里射流管(3)组合向水体射流充氧；

直流潜水泵(2)包括射流管、喷嘴、吸气室、喉管、导气管和扩散管，出水通过射流管的喷嘴以极高的速度从喷嘴喷射出来，穿过吸气室进入喉管，在喉管形成局部真空，通过导气管吸入大量空气进入喉管与水流剧烈混合形成大量微小的气泡，气液混合体通过扩散管向外排出，其速度减慢，压力增强，形成强力喷射流，对水体搅拌充氧；

所述的文丘里射流管(3)和离心潜水曝气机(4)设置有深度调节装置，通过深度调节装置调节不同的深度以适应不同水体的使用条件。

2.根据权利要求1所述的一体式太阳能高效复合曝气船，其特征在于：主船体(1)船底布置直流离心潜水曝气机(4)，在不便采用射流曝气方式充氧的局部水体中通过直流离心潜水曝气机(4)进行曝气充氧。

3.根据权利要求2所述的一体式太阳能高效复合曝气船，其特征在于：直流离心潜水曝气机(4)包括曝气机和叶轮，曝气机工作时高速旋转的叶轮产生离心力，在叶轮进口处形成负压吸入空气和水，空气被高速旋转的叶轮成细小气泡，形成气水混合物向曝气机圆周方向扩散，同时在水体中形成空间对流循环，对水体充氧且形成局部水体环流，扩大充氧水域范围。

4.根据权利要求1所述的一体式太阳能高效复合曝气船，其特征在于：所述的主船体(1)上部设置有若干块太阳能电池板(5)，太阳能电池板(5)为整个系统提供电能，而不需要外加电源。

5.根据权利要求4所述的一体式太阳能高效复合曝气船，其特征在于：主船体(1)内设置有蓄电池(6)，蓄电池(6)与太阳能电池板(5)连接，太阳能电池板(5)产生的电能直接供给用电设备后，多余电能储存在蓄电池(6)中。

6.根据权利要求1所述的一体式太阳能高效复合曝气船，其特征在于：主船体(1)上设置有溶解氧检测装置(8)，溶解氧检测装置(8)对实时检测处理水域的溶解氧变化情况。

7.根据权利要求6所述的一体式太阳能高效复合曝气船，其特征在于：主船体(1)设置有远程监控装置(9)，远程监控装置(9)与水下推进装置(7)、溶解氧检测装置(8)互联，实现装置的远程监控。

8.根据权利要求1或6所述的一体式太阳能高效复合曝气船，其特征在于：所述的主船体(1)使用锚式固定、驳岸牵拉固定或插杆固定。