CN207998494U - 一种太阳能自控纯氧微纳米曝气设备 - Google Patents

一种太阳能自控纯氧微纳米曝气设备 Download PDF

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刘军
宗昆
路青
常邦华
杨伟杰
程浩
胡义
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Abstract

太阳能自控纯氧微纳米曝气设备，包括太阳能电池板、电能储存装置、分子筛式纯氧机、电气控制装置、微纳米气泡发生器、曝气系统；电能储存装置电连接电气控制装置，电能储存装置作为电源，电能储存装置的输出连接分子筛式纯氧机和曝气系统的电执行装置电源输入端，电气控制装置的输出端连接分子筛式纯氧机和曝气系统的电执行装置控制端，用以控制分子筛式纯氧机和曝气系统的工作；曝气系统包括出气管、曝气盘，分子筛式纯氧机的氧气输出端接曝气系统的出气管和曝气盘，曝气盘浸入水中。可用于河道湖泊水治理、景观水体维护、水产养殖等行业。

Description

一种太阳能自控纯氧微纳米曝气设备
技术领域
本实用新型属于水环境治理领域，具体是一种利用太阳能并自控纯氧微纳米曝气设备，该曝气设备可用于河道湖泊水治理、景观水体维护、水产养殖等行业。
背景技术
当前河湖污染原因是复杂的，而治理污染更是一项复杂的综合工程。总结多年治理河湖污染的经验：其中给“水体增氧”是行之有效的方法之一。水体增氧技术可快速增加水中溶解氧含量，提供好氧微生物充足的氧气来源，可有效降解水中有机物，降低COD、氨氮等水质指标，恢复水体生态系统。
当前国内外人工增氧方法主要有：化学法、生物法和物理法。化学增氧法增氧快，但对水环境有副作用；生物增氧法增氧慢，对水环境无副作用；物理增氧法增氧快，对水环境无副作用。所以目前以物理增氧为水质高效净化的主流方法，在水体治理和水产养殖中已有广泛的应用。目前物理增氧主要有以下三种方法：表面曝气增氧、射流曝气增氧、鼓风曝气增氧。鼓风曝气能产生足够的压力，使气体在液体中充分扩散和接触，使氧气在液体中充分搅拌和溶解，因此是水体增氧效率最高的一种方式，在污水处理、水产养殖等行业广泛应用。但鼓风曝气设备体积大、能耗高、噪音大，在实际生产中受到诸多限制。
近年来，微纳米气泡技术被实用新型并逐渐应用，其设备可将空气与水高密度相溶混合，形成云一样“乳白色”的气液混合液，产生直径数十纳米到数百微米之间的微纳米气泡。由于气泡细小，不受空气在水中溶解度的影响，不受温度、压力等外部条件限制，可以在污水中长时间停留，具有良好的气浮效果，纳米级气泡可引入大量的羧基、羟基等含氧基团，强化曝气过程中的氧化作用，极大提高对污染物质的去除效率，同时可灭杀水体中的藻类物质。该技术作为一种新型水体曝气技术，在水环境治理、水产养殖、农业生产等行业应用前景极为广阔。但普通微纳米曝气设备结构复杂、体积大、稳定性差、能耗较高。
实用新型内容
本实用新型目的是，提供一种太阳能型智能纯氧微纳米曝气设备，微纳米气泡曝气装置与太阳能自动控制高效结合起来，能够达到稳定性好、以二次绿色能源高效曝气进行水处理。
本实用新型的技术方案是，太阳能自控纯氧微纳米曝气设备，包括太阳能电池板、电能储存装置、分子筛式纯氧机、电气控制装置、微纳米气泡发生器、曝气系统；电能储存装置电连接电气控制装置，电能储存装置作为电源，电能储存装置的输出连接分子筛式纯氧机和曝气系统的电执行装置电源输入端，电气控制装置的输出端连接分子筛式纯氧机和曝气系统的电执行装置控制端，用以控制分子筛式纯氧机和曝气系统的工作；曝气系统包括出气管、曝气盘，分子筛式纯氧机的氧气输出端接曝气系统的出气管和曝气盘，曝气盘浸入(等待处理)水中。
空气通过2进气口通过3分子筛式纯氧机及12螺纹离式螺旋体微纳米气泡发生器至11曝气盘。
微纳米气泡发生器为螺纹离式螺旋体微纳米气泡发生器；利用多晶硅太阳能电池板6将吸收的太阳光转化为电能，给设备供电以及利用电能储存装置1进行电能贮存。
电气控制装置中设有GSM控制模块，可通过GSM网络，利用手机监控设备运行状态及人工控制设备；
所述电气控制装置中包括水质监测模块，水质监测模块的水质监测探头接电气控制装置的信号输入端；水质监测模块的水质监测探头信号输出端接电气控制装置的信号输入端，水质监测探头置于水中，所述的水质监测模块，可根据水体的溶氧、氧化还原电位自动控制氧和曝气的运行及停止。
可采用氧含量探头；空气通过进气口2通过分子筛式纯氧机3及螺纹离式螺旋体微纳米气泡发生器12输至曝气盘11。
所述电能通过智能电气控制装置5控制。
所述的GSM控制模块，可通过GSM网络，利用手机监控设备运行状态及人工控制设备。
所述的手动控制模块，可手动控制设备运行。
所述的分子筛式制氧机可产生浓度为95％以上的氧气作为微纳米气泡发生装置的气源。
所述的各部分通过固定件(钢架)连接，固定件将中空浮体连接，，将整个太阳能自控纯氧微纳米曝气设备漂浮在水体中，结构稳定可靠。
本实用新型包含智能控制装置，其中包括：水质监测模块，水质测定探头电连接电气控制的装置；水质监测模块可根据水体的溶氧、氧化还原电位自动控制设备运行及停止；可再设有手动控制模块，可手动控制设备运行。
本实用新型有益效果：本实用新型相比采用交流电供电的曝气设备，不产生电费，绿色无污染，无需外接防水电缆和电控设备，节能环保；
本实用新型利用螺纹离式螺旋体微纳米气泡发生器，结构简单、运行稳定可靠、控制简便；
本实用新型相比较采用空气作为气源的微纳米气泡发生器，充氧效果与直接采用空气曝气相比提高4.5倍；本实用新型无需外部电源即可实现全自动运行，节能环保，与传统曝气方法相比，对水体充氧效果显著，在水环境治理等行业具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本实用新型的设备结构图。
具体实施方式
如图所示，1：电能储存装置；2：进气头；3、分子筛式纯氧机；4、固定件(固定钢架)；5：智能电气控制装置；6：多晶硅太阳能电池板；7：中空浮体；8：太阳能板固定钢架；9：进水口；10：水质测定探头；11：曝气盘；12：螺纹离式螺旋体微纳米气泡发生器；13：出气管。
离式螺旋体微纳米气泡发生器的气泵电机的定子与转子之间迷宫式离式螺旋体，离式螺旋微气泡泵制造微气泡的效率更高。分子筛式纯氧机是由吸附系统为主要部件，吸附系统由两只内装分子筛式纯氧机分子筛石吸附剂的吸附塔和管道阀门等组成，两只吸附塔交替工作，当空气从一只吸附塔的底部进入，当流经吸附剂层时，空气中氮气、二氧化碳、水蒸气等被吸附，氧气经吸附塔的吸附剂层汇集到吸附塔的顶部输出，进入离式螺旋体微纳米气泡发生器；与此同时，另一只吸附塔处于再生工况，当进行吸附的快达到吸附饱和前，由分子筛式纯氧机的控制系统控制两塔的工作状态互换；两塔交替连续生产氧气。
本实用新型包含智能控制装置，其中包括：水质监测模块，水质监测模块水质测定探头电连接电气控制的装置；水质监测模块可根据水体的溶氧、氧化还原电位自动控制设备运行及停止；GSM控制模块，可通过GSM网络，利用手机监控设备运行状态及人工控制设备；可再设有手动控制模块，可手动控制设备运行。所有部件安装于钢架结构，由四个中空浮体提供浮力，可飘浮于水面，结构稳定可靠，无需外部电源即可实现全自动运行，节能环保。
利用多晶硅太阳能电池板6将吸收的太阳光转化为电能，给设备供电以及利用电能储存装置1进行电能贮存。
空气通过2进气口通过3分子筛式纯氧机及12螺纹离式螺旋体微纳米气泡发生器至11曝气盘。所述的手动控制模块，可手动控制设备运行。
所述的分子筛式制氧机可产生浓度为95％以上的氧气作为微纳米气泡发生装置的气源。
所述的各部分通过固定件(钢架)连接，及设有中空浮体将整个太阳能自控纯氧微纳米曝气设备漂浮在水体中。
所述的水质监测模块的氧含量探头，可根据水体的溶氧、氧化还原电位自动控制运行及停止。
所述的GSM控制模块，可通过GSM网络，与手机建立联系，利用手机监控设备运行状态及人工控制设备。
所述的分子筛式制氧机可产生浓度为95％以上的氧气作为微纳米气泡发生装置的气源。
各部分通过钢架连接，及利用中空浮体(如玻璃刚浮筒)漂浮在水体中。
本实用新型一种太阳能型智能纯氧微纳米曝气设备采用四块多晶硅太阳能电池板收集电能，可直接给设备供电，并配有蓄电池，电量满足制氧机及微纳米气泡发生器正常工作六个小时以上。并且本设备搭载电量智能控制模块，在蓄电池满电的情况下保持设备运转，蓄电池亏电、水质达标的情况下自动停止设备。本设备进气源采用分子筛式制氧机及螺纹离式螺旋体微纳米气泡发生器，分子筛式制氧机可产生浓度为95％以上的氧气作为微纳米气泡发生装置的气源。
如图所示，本实用新型设备利用4固定钢架、8太阳能板固定钢架及7中空浮体搭接1电能储存装置、3分子筛式纯氧机、5智能电气控制装置、6多晶硅太阳能电池板及螺纹离式螺旋体微纳米气泡发生器。2进气头与3分子筛式纯氧机相连接；12螺纹离式螺旋体微纳米气泡发生器上搭接9进水口、10水质测定探头以及13出水管。13出水管上搭接11曝气盘。
本实用新型所述的实例是对本实用新型的说明而不能限制本实用新型，在与本实用新型相当的含义和范围内的任何改变和调整，都应认为是在本实用新型的范围内。

Claims (5)

1.太阳能自控纯氧微纳米曝气设备，其特征在于，包括太阳能电池板、电能储存装置、分子筛式纯氧机、电气控制装置、微纳米气泡发生器、曝气系统；电能储存装置电连接电气控制装置，电能储存装置作为电源，电能储存装置的输出连接分子筛式纯氧机和曝气系统的电执行装置电源输入端，电气控制装置的输出端连接分子筛式纯氧机和曝气系统的电执行装置控制端，用以控制分子筛式纯氧机和曝气系统的工作；曝气系统包括出气管、曝气盘，分子筛式纯氧机的氧气输出端接曝气系统的出气管和曝气盘，曝气盘浸入水中。
2.如权利要求1所述的太阳能自控纯氧微纳米曝气设备，其特征在于，电气控制装置中包括水质监测模块，水质监测模块的水质监测探头信号输出端接电气控制装置的信号输入端，水质监测探头置于水中。
3.如权利要求2所述的太阳能自控纯氧微纳米曝气设备，其特征在于，微纳米气泡发生器为螺纹离式螺旋体微纳米气泡发生器。
4.如权利要求3所述的太阳能自控纯氧微纳米曝气设备，其特征在于，电气控制装置中设有GSM控制模块。
5.如权利要求3所述的太阳能自控纯氧微纳米曝气设备，其特征在于，所述曝气设备通过固定件连接，设有中空浮体，整个太阳能自控纯氧微纳米曝气设备安装中空浮体上并漂浮在水体中。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110282727A (zh) * 2019-06-27 2019-09-27 上海市供水调度监测中心 一种扬水增氧除藻方法与设备
CN110713267A (zh) * 2019-11-12 2020-01-21 无锡工源环境科技股份有限公司 一种自动化控制微纳米曝气系统

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