CN209721732U - 一种基于竖流式的光伏发电悬浮式曝气器 - Google Patents
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Abstract
一种基于竖流式的光伏发电悬浮式曝气器，包括进水套管、滤网、气圈、马达驱动装置、传动主轴、倒伞式叶轮、太阳能板、驱动叶轮，本装置漂浮在水面上的一个小型净化系统，可操作性强，操作简单，不会对水体引入污染物，同时通过太阳能发电所得到的绿色能源，符合节约能源，可持续发展的理念设备简单、机动灵活、安全可靠、投资省、见效快、操作便利、适应性强、对水生生态不产生任何危害等优点。
Description
技术领域
本实用新型属于环境净化技术领域，具体涉及一种基于竖流式的光伏发电悬浮式曝气器。
背景技术
河流是城市重要的环境资源和空间载体，关系到城市生存，制约着城市发展，是塑造城市风貌和美化城市环境的重要景观因素。作为城市中独特且稀缺的自然景观资源，河流水系能够创造优美、舒适的生活环境。近十年来，随着国家对水利基础设施投资力度的加大，河道治理理念也在实践中逐步发生转变，由早期单一提高防洪排水能力，扩大过水断面进行截弯取直，防护为主的工程水利逐步转向生态、自然、易弯则弯、有水则清、无水则绿兼顾景观的治河理念。
随着我国工业的不断发展，经济快速发展的现代化背景下，工业化进程明显加快，工厂数量不断上升，城市居民生活水平显著提高，因而由于工厂排放造成的城市河道河段的污染不断扩大，随之市内河道污染问题逐渐严重，甚至出现黑臭现象，导致河流污水泛滥，导致水体自净能力完全丧失；自上世纪90年代以来，由于连年干旱，地下水位急剧下降，水资源日渐短缺；随着区域经济的不断发展，人口越来越多，大量生活污水直接排入河道，对河道造成污染，水生态环境恶化，形成了有水则污的现状。且无清洁水源补给，河道污染程度已经超过了自净恢复能力，基本无稀释自净能力，导致河水腐臭，沿河面貌极差，与周围的城市建设极其不协调。
河段曝气法是指工人曝气复氧，向缺氧状态的河道进行人工曝气充氧可以增强河道的自净能力，改善水质、改善或恢复河道的生态环境。河道曝气复氧一般采用固定式充氧站和移动式充氧平台2种形式。该工艺具有设备简单、机动灵活、安全可靠、投资省、见效快、操作便利、适应性强、对水生生态不产生任何危害等优点，非常适合于城市景观河道和微污染源水的治理。河道人工曝气复氧的净化机理是采用人工的方法向水体中冲入空气或纯氧，提高水体中溶解氧DO的浓度，抑制厌氧菌和藻类的繁殖，去除水体黑臭现象，同时增加好氧菌的繁殖速度，增强水体的自净能力。人工曝气增氧的效果主要取决于氧气的溶解度和溶解速率，溶解度一般处于稳定状态，溶解速率受氧亏、水气的接触面积和方式以及水的运动状况3个因素的影响，目前国内采用的人工曝气技术主要有四种：鼓风机-微孔布气管曝气系统、叶轮吸气推流式曝气系统、水下射流曝气系统、纯氧增氧系统。
目前我国大多数污水处理厂的污水处理方法仍采取得是活性污泥法、AB法、A/O法等。在这些处理方法中，曝气系统的电能电耗占据了超过总电能消耗的一半以上，在采用活性污泥法处理污水中的污泥时，较为合理的溶解氧浓度为1.2—1.5mg/L。如果曝气系统的曝气不足，那么对使污泥膨胀，给有机物的降解过程带来消极的影响。
实用新型内容
(一)解决的技术问题
本实用新型的目的在于提供一种基于竖流式的光伏发电悬浮式曝气器，以解决上述背景技术中提出的实际问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于竖流式的光伏发电悬浮式曝气器，包括进水套管、滤网、气圈、马达驱动装置、传动主轴、倒伞式叶轮、太阳能板、驱动叶轮，所述滤网设置于所述进水套管的下方，所述气圈套设在所述进水套管的顶端外围，所述马达驱动装置设置于所述进水套管的上方，所述传动主轴设置于所述马达驱动装置的下方，所述倒伞式叶轮设置于所述传动主轴的上端，所述太阳能板设置于所述马达驱动装置的上方，所述驱动叶轮设置于所述传动主轴的底端。
优选的，所述马达驱动装置包括电机和逆变器，且所述电机通过所述逆变器与所述太阳能板电连接。
优选的，所述太阳能板的边缘处设有向下斜度。
优选的，所述传动主轴的底端设有铁块。
(三)有益效果
本实用新型提供一种基于竖流式的光伏发电悬浮式曝气器，设备简单、机动灵活、安全可靠、投资省、见效快、操作便利、适应性强、对水生生态不产生任何危害等优点。基于竖流式的光伏发电悬浮式曝气器由太阳光能提供动力能源，漂浮在污水河段对污水进行曝气循环处理，增强水中微生物对BOD的降解活性，提高对污水的净化能力，本装置对河道污水的处理无需人员现场监管，装置通过太阳能发电，只要有动力，其自行对污水进行曝气处理，从而净化水体，每一个装置装上GPS定位系统，对装置进行定位保护，在处理水质问题过程中，方便使用者监管装置，也方便使用者设计对河水的治理方案，比如说通过对河段的污染情况进行分析，通过污染程度的不同进行分段处理，污染程度高的设置多个装置进行净化提高，本装置如同漂浮在河流中的一个小型净化系统，可操作性强，操作简单，不会对水体引入污染物，同时通过太阳能发电所得到的绿色能源，符合节约能源，可持续发展的理念。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型原理示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-进水套管、2-滤网、3-气圈、4-马达驱动装置、5-传动主轴、6-倒伞式叶轮、7-太阳能板、8-驱动叶轮。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种基于竖流式的光伏发电悬浮式曝气器，包括进水套管1、滤网2、气圈3、马达驱动装置4、传动主轴5、倒伞式叶轮6、太阳能板7、驱动叶轮8，所述滤网2设置于所述进水套管1的下方，所述气圈3套设在所述进水套管1的顶端外围，所述马达驱动装置4设置于所述进水套管1的上方，所述传动主轴5设置于所述马达驱动装置4的下方，所述倒伞式叶轮6设置于所述传动主轴5的上端，所述太阳能板7设置于所述马达驱动装置4的上方，所述驱动叶轮8设置于所述传动主轴5的底端；所述马达驱动装置4包括电机和逆变器，且所述电机通过所述逆变器与所述太阳能板7电连接；所述太阳能板7的边缘处设有向下斜度；所述传动主轴5的底端设有铁块，可以降低装置的整体重心，防止侧翻。
本实用新型在具体使用时，本装置通过气圈3的浮力作用可以漂浮在水面上，在通过太阳能板7将太阳能转化为电能为马达驱动装置供电，驱动装置带动主轴使驱动叶轮转动，叶轮的转动提升、输送液体，使污水连续上下流动形成一个循环流动，均衡水体中的DO含量；在装置进水口装有滤网，防止水底沉渣以及一些较大颗粒物和杂质随水一起被吸入装置，使装置发生堵塞，影响装置正常工作。进水套管用于保护传动主轴和导流水体，使用不锈钢材质做成的进水管和驱动叶轮防止装置因为长期浸泡于水中导致装置生锈，在出水口设置一个倒伞型叶轮，由快速转动的倒伞型叶轮，把抽出的水流以液幕，液滴的形式抛向空中散射出去，散射出去的水体与空气充分的接触，实现氧气在水、液相的交换，增大了水体的DO。在装置上部装有气圈，保持悬浮装置在水中的稳定性，使装置保持垂直于水平面的位置，保证装置正常工作。
该装置具有设备简单、机动灵活、安全可靠、投资省、见效快、操作便利、适应性强、对水生生态不产生任何危害等优点。基于竖流式的光伏发电悬浮式曝气器由太阳光能提供动力能源，漂浮在污水河段对污水进行曝气循环处理，增强水中微生物对BOD的降解活性，提高对污水的净化能力。本装置对河道污水的处理无需人员现场监管，装置通过太阳能发电，只要有动力，其自行对污水进行曝气处理，从而净化水体，每一个装置装上GPS定位系统，对装置进行定位保护，在处理水质问题过程中，方便使用者监管装置，也方便使用者设计对河水的治理方案，比如说通过对河段的污染情况进行分析，通过污染程度的不同进行分段处理，污染程度高的设置多个装置进行净化提高。本装置如同漂浮在河流中的一个小型净化系统，可操作性强，操作简单，不会对水体引入污染物，同时通过太阳能发电所得到的绿色能源，符合节约能源，可持续发展的理念。
以下是2017年我们用我们装置在实验室实验所得的数据。我们设置了一组对照实验，实验中我们测取水中溶解氧DO和COD浓度。通过数据处理我们发现在有我们曝气装置的水中水质DO浓度有显著提升，说明我们装置具有良好的曝气效果；
表一实验测量DO浓度表
通过实验对照组数据测得COD浓度可以看出用曝气装置进行曝气的水中COD浓度明显降低，可见装置对水质的净化有着显著的效果。
表二实验测量COD浓度表
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (4)
1.一种基于竖流式的光伏发电悬浮式曝气器，其特征在于：包括进水套管(1)、滤网(2)、气圈(3)、马达驱动装置(4)、
传动主轴(5)、倒伞式叶轮(6)、太阳能板(7)、驱动叶轮(8)，所述滤网(2)设置于所述进水套管(1)的下方，所述气圈(3)套设在所述进水套管(1)的顶端外围，所述马达驱动装置(4)设置于所述进水套管(1)的上方，所述传动主轴(5)设置于所述马达驱动装置(4)的下方，所述倒伞式叶轮(6)设置于所述传动主轴(5)的上端，所述太阳能板(7)设置于所述马达驱动装置(4)的上方，所述驱动叶轮(8)设置于所述传动主轴(5)的底端。
2.根据权利要求1所述的一种基于竖流式的光伏发电悬浮式曝气器，其特征在于：所述马达驱动装置(4)包括电机和逆变器，且所述电机通过所述逆变器与所述太阳能板(7)电连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于竖流式的光伏发电悬浮式曝气器，其特征在于：所述太阳能板(7)的边缘处设有向下斜度。
4.根据权利要求1所述的一种基于竖流式的光伏发电悬浮式曝气器，其特征在于：所述传动主轴(5)的底端设有铁块。
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