CN207002408U - 一种多功能水体循环充氧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多功能水体循环充氧装置。本水体循环充氧装置包括吸水口及底部固定单元、气室单元、中心筒体、高效旋流单元和漂浮单元；吸水口及底部固定单元包括吸水口、固定圆板、固定索和锚固墩，吸水口为喇叭状，吸水口固定在固定圆板上，锚固墩通过固定索与固定圆板连接；气室单元包括外气室和内气室；中心筒体为圆筒；高效旋流单元包括螺旋器、切割段和出水口；漂浮单元包括固定索和浮筒，固定索一端与浮筒相连，另一端与出水口相连。本实用新型可实现水体在垂直流方向的充分混合，能实现有效的控藻，同时提高充氧效率，改善水体厌氧或缺氧环境，消除水体黑臭、改善水质。

Description

一种多功能水体循环充氧装置

技术领域

本实用新型涉及一种多功能水体循环充氧装置，特别适用于坑塘、河流以及湖泊的水质改善，包括水体消除黑臭、藻类控制、底泥污染物释放阻断及活化水体土著微生物等。

背景技术

随着国家城市化和工业化的快速发展，导致大部分水生态系统遭到破坏，水体失去自净能力，出现不同程度的水环境恶化问题，如蓝绿藻爆发、黑苔青苔滋生、水体黑臭等。国务院颁布的《水污染防治行动计划》(“水十条”)提出：“到2020年，地级以上城市建成区黑臭水体均控制在10％以内，到2030年，城市建成区黑臭水体总体得到消除”的控制性目标。

在坑塘、河流以及湖泊中，由于有机污染严重，藻类大量繁殖，加之水体流动性差，使得中下层水体基本处于缺氧或厌氧状态，底泥中的有机污染物和一些重金属物质会向水体释放，加剧了水生态环境的恶化。

近年来，国外发展了空气扬水筒技术，利用压缩空气实现水体混合分层，专利200820004314.9对空气扬水筒的结构进行了优化，公开了一种超大量水的净化装置，该装置利用空气弹实现上下水层对流循环，虽取得了很好控藻效果，但同时也存在充氧能力差、对底泥污染物释放的抑制能力弱等弊端。专利200310117900.6公开了一种多功能扬水曝气器，作者后续又对该装置展开了系列研究，该装置在实现水体上下分层的基础上增加了充氧功能，在抑制藻类生长和底泥中氮、磷、铁、锰等物质向水体扩散方面取得了显著效果，但该装置更适用于水深大的水体，对水深较浅的水体充氧效果不佳。专利201220715582.8公开了一种扬水造流曝气装置，其具有大气泡推动水流和叶轮驱动水流两种模式，但该装置也存在充氧效率低等问题。

因此，对于研发消除水体黑臭、藻类控制、底泥污染物释放阻断及活化水体土著微生物等新技术、新装置仍存在迫切的需求。如何实现多模式运行、提高充氧效率、降低运行能耗、高效实现水体循环，且对水深较大或较浅都适应是仍需要解决的问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提出一种多功能水体循环充氧装置，该装置以空气炮的形式，实现水体在垂直流方向的充分混合，能实现有效的控藻。同时，通过增加高效旋流单元，充分利用空气炮提高充氧效率，改善水体厌氧或缺氧环境，消除水体黑臭，通过水体循环充氧，下层水体的溶解氧含量增高，不仅有效阻止了污染物的释放，而且在富氧环境下，底泥中的部分土著微生物得到活化，可有效降解水体中的有机物，从而改善整个水生态环境。

本实用新型的技术解决方案是：所提供的多功能水体循环充氧装置，其特殊之处在于：包括从下至上依次设置的吸水口及底部固定单元、气室单元、中心筒体、高效旋流单元和漂浮单元；吸水口及底部固定单元包括吸水口、固定圆板、固定索和锚固墩，吸水口为喇叭状，吸水口固定在固定圆板上，锚固墩通过固定索与固定圆板连接；气室单元包括外气室和内气室，内气室由三段不同内径的同心外挡板、水封板和内挡板围成，外气室由同心内圆管和外圆管围成，内圆管底部固连有下固定圆板，所述外圆管内壁上设置有纳米曝气管；中心筒体为圆筒；高效旋流单元从下至上包括螺旋器、切割段和出水口，所述切割段内设置有切割环，所述切割环包括圆筒和连接杆，连接杆的一端与圆筒内壁连接，另一端设有圆形环；漂浮单元包括固定索和浮筒，固定索一端与浮筒相连，另一端与出水口相连。

为确保气体在较深水体能一次性释放进入中心筒后形成空气炮，固定圆板104和下固定圆板201之间设置调节螺栓106，通过调节螺栓106可以调节通气孔207的大小。

为适应不同水深，在中心筒上设有伸缩装置，伸缩装置包括伸缩筒体，所述伸缩筒体是由不同直径的同心圆筒组成。

为了使整个装置处于直立状态，漂浮单元还设有站立用浮标，所述站立用浮标设立在切割段周围。

为了改善出流装置内的水流状态，增加用于混合的有效水量，有效降低该装置上升筒内间歇性活塞流对装置顶部的冲击力，出水口设置成蘑菇状。

为了对水深较低的水体进行充氧，在内圆管底部内壁上设有纳米曝气管。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

1、该装置对结构进行了优化，各主体单元模块化，方便拆卸检修。

2、该装置能实现多模式运行，当水体水深较大存在水体分层时，在装置底部低含氧量的位置给水体曝气充氧，充氧效率高，充氧后的余气以空气炮的形式间歇释放，利用空气炮带动水体循环，实现水体在垂直流方向的充分混合；当水体水深较小分层不明显时，在装置底部通过纳米曝气管对水体进行曝气，不仅充氧效率高，而且可利用该装置中心筒体作为导流筒，实现水体的充氧混合。

3、该装置增加了高效旋流单元，利用螺旋器和切割环，将该装置形成的空气炮进行充分利用，实现气水高效混合，增加了充氧效果，还有效降低了运行能耗。

4、该装置对出流方式进行了优化，不仅改善了出流装置内的水流状态，增加了用于混合的有效水量，而且配合高效旋流单元，有效降低了该装置上升筒内间歇性活塞流对装置顶部的冲击力。

5、该装置增设了伸缩功能，当水体水位发生变化时，该装置能自动调节自身长度，以适应水位的变化。

6、该装置在气室内增设了调节装置，通过调节装置，可确保气室内的气体一次性释放出来，形成空气炮，从而高效的实现水体循环。

附图说明

图1是本实用新型一种多功能水体循环充氧装置的整体结构图；

图2是本实用新型一种多功能水体循环充氧装置的下部结构图；

图3是本实用新型一种多功能水体循环充氧装置的上部结构图；

其中：1-吸水口及底部固定单元；101-锚固墩；102-固定索；103-吸水口；104-固定圆板；105-固定螺栓；106-调节螺栓；2-气室单元；201-下固定圆板；202-纳米曝气管；203-外气室；204-上固定圆板；205-内气室；206-纳米曝气管；207-通气孔；208-固定螺栓；3-中心筒体；301-固定圆板；302-筒体；303-空气炮；4-伸缩筒体；401-伸缩装置；402-固定圆板；403-固定螺栓；5-高效旋流单元；501-固定圆板；502-螺旋器；503-切割环；504-出水口；505-站立用浮标；6-漂浮单元；601-固定索；602-浮筒。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例提供一种多功能水体循环充氧装置的，参见图1，本多功能水体循环充氧装置包括吸水口及底部固定单元1、气室单元2、中心筒体3、伸缩筒体4、高效旋流单元5和漂浮单元6。

参见图1、图2和图3，吸水口及底部固定单元1设置有喇叭状吸水口103，吸水口103固定在固定圆板104上，固定圆板104和锚固墩101通过固定索102连接，锚固墩101沉在水体底部。气室单元2由外气室203和内气室205组成。内气室由三段不同内径的同心外挡板、水封板和内挡板围成，外气室由同心内圆管和外圆管围成。

吸水口及底部固定单元1和气室单元2通过固定螺栓105将固定圆板104和下固定圆板201进行固定，固定圆板104和下固定圆板201之间设置调节螺栓106，通过调节螺栓106可以调节通气孔207的大小。

气室单元2和中心筒体3通过固定螺栓208将上固定圆板204和固定圆板301进行固定。中心筒体3和伸缩筒体4之间设置伸缩装置401。伸缩筒体4和高效旋流单元5通过固定螺栓403将固定圆板402和固定圆板501进行固定。高效旋流单元5从下至上包括螺旋器502、切割段和出水口504。高效旋流单元5和漂浮单元6通过固定索601进行连接，站立用浮标505可使整个装置处于直立状态，浮筒602漂浮于水面，通过增强浮力使装置竖直悬浮在水体中。

气室单元2由外气室203和内气室205组成，内气室205内通气孔207的大小可通过调节螺栓106进行调节，外气室203底部沿外侧安装纳米曝气管202，纳米曝气管202连接气管并向外气室进行充氧曝气，给下层水体充氧，同时释放的气体在外气室203顶部不断积聚，由于外气室203和内气室205相互连通，随着外气室203顶部气体的不断聚积增多，内气室205外侧狭缝中的水面将被迫同步下降，当水面下降至通气孔207的位置时，气体从通气孔207进入内气室205的内侧狭缝，聚积后的气体一次性释放，释放的气体瞬间聚成一团，形成空气炮303。空气炮303在浮力作用下推动水流沿筒体302迅速上升，向上直冲进入螺旋器502，空气炮破碎后与水强力混合，螺旋上升，切割环503将空气切割变成微小气泡，气水充分混合后从出水口504冲出，水流从上部向四周扩散，而装置底部周围的水不断通过吸水口103进入补充。该过程重复进行，使得水体周期性的完成循环充氧过程。

在装置运行过程中，空气炮周期形成并释放，通过控制向纳米曝气管202的供气量，可调节空气炮的形成周期。

当水体深度不同时，可通过调节螺栓106来调节通气孔207的大小，以及外气室203和内气室205间顶端空隙的大小，确保气体一次性释放进入中心筒后能形成空气炮。

当水体水深较大存在水体分层时，通过纳米曝气管202给下层水体曝气充氧，充氧效率高，充氧后的余气以空气炮的形式间歇释放，利用空气炮带动水体循环，实现水体在垂直流方向的充分混合，藻类随水流进入水体底部因缺少光照而衰亡，实现有效的控藻。同时，通过增加高效旋流单元，充分利用空气炮提高充氧效率，通过对下层水体的直接曝气充氧和水体循环充氧，可有效改善水体厌氧或缺氧环境，消除水体黑臭；同时，下层水体的溶解氧含量增高，不仅有效阻止了内源污染物的释放，而且在富氧环境下，底泥中的部分土著微生物得到活化，可有效降解水体中的有机物，从而改善整个水生态环境。

当水体水深较小分层不明显时，在装置底部通过纳米曝气管206对水体进行曝气，不仅充氧效率高，而且可利用该装置中心筒体作为导流筒，实现水体的充氧混合。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种多功能水体循环充氧装置，其特征在于：包括从下至上依次设置的吸水口及底部固定单元、气室单元、中心筒体、高效旋流单元和漂浮单元；所述吸水口及底部固定单元包括吸水口、固定圆板、固定索和锚固墩，吸水口为喇叭状，吸水口固定在固定圆板上，锚固墩通过固定索与固定圆板连接。

2.根据权利要求1所述的一种多功能水体循环充氧装置，其特征在于：所述气室单元包括外气室和内气室，内气室由三段不同内径的同心外挡板、水封板和内挡板围成，外气室由同心内圆管和外圆管围成，内圆管底部固连有下固定圆板，所述外圆管内壁上设置有纳米曝气管；所述中心筒体为圆筒。

3.根据权利要求2所述的一种多功能水体循环充氧装置，其特征在于：所述高效旋流单元从下至上包括螺旋器、切割段和出水口，所述切割段内设置有切割环，所述切割环包括圆筒和连接杆，连接杆的一端与圆筒内壁连接，另一端设有圆形环。

4.根据权利要求3所述的一种多功能水体循环充氧装置，其特征在于：所述漂浮单元包括固定索和浮筒，固定索一端与浮筒相连，另一端与出水口相连。

5.根据权利要求4所述的一种多功能水体循环充氧装置，其特征在于：所述固定圆板和下固定圆板之间设置调节螺栓。

6.根据权利要求5所述的一种多功能水体循环充氧装置，其特征在于：在所述中心筒上设有伸缩装置，伸缩装置包括伸缩筒体，所述伸缩筒体是由两个不同直径的同心圆筒组成，两个同心圆筒用螺栓固定。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种多功能水体循环充氧装置，其特征在于：所述漂浮单元还设有站立用浮标，所述站立用浮标设立在切割段周围。

8.根据权利要求4所述的一种多功能水体循环充氧装置，其特征在于：所述出水口设置成蘑菇状。

9.根据权利要求2所述的一种多功能水体循环充氧装置，其特征在于：所述内圆管底部内壁上设有纳米曝气管。