脉冲垂流曝气混合装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于环境科学、环境工程、水利工程、给排水科学与工程领域，是一种用于深水型(水深大于10米，下同)湖泊、水库破坏/扰动水体季节性结构分层，进行水质改善与修复的脉冲垂流曝气混合装置；包括有浮体、穿孔进水立管、垂流立管、脉动曝气充氧器、固定锚；穿孔进水立管的上端设置有浮体，穿孔进水立管的下端通过垂流立管与脉动曝气充氧器连接，在脉动曝气充氧器的底部设置有固定锚；脉动曝气充氧器包括有从上往下依次设置的进水仓、脉动发生仓、进气仓；进水仓、进气仓均能与脉动发生仓连通，所述脉动发生仓上设置有气水喷射缝；本发明专利技术利用表层水体的天然势能，将表层水体引入湖库底部，充分利用了动力资源，降低了能量消耗。

Pulse vertical flow aeration mixing device

The invention belongs to the field of environmental science, environmental engineering, water conservancy, water science and engineering field, which is used for a deep water (water depth greater than 10 meters, the same below) of lake and reservoir damage / disturbance stratified seasonal structure, vertical pulse flow aeration mixing device for water quality improvement and repair; including a floating body, perforation the inlet pipe, vertical pipe, vertical flow pulsation aeration device and a fixing bolt; a perforation water inlet riser is arranged on the upper end of the floating body, the lower end of the vertical riser inlet hole is connected with the pulse tube through aeration vertical flow, pulsating in the aeration device is arranged at the bottom of the fixed anchor; pulse aeration oxygen is composed from the water chamber, pulsating down arranged occurrence positions, intake chamber; a water inlet bin, bin can be communicated with the inlet pulse generating bin, the pulse generating bin is arranged on the gas water injection slot; the invention With the natural potential energy of surface water, the surface water is introduced into the bottom of lake and reservoir, so that it can make full use of the power resources and reduce the energy consumption.

【技术实现步骤摘要】
脉冲垂流曝气混合装置
本专利技术属于环境科学、环境工程、水利工程、给排水科学与工程领域，是一种用于深水型(水深大于10米，下同)湖泊、水库破坏/扰动水体季节性结构分层，进行水质改善与修复的脉冲垂流曝气混合装置。
技术介绍
深水型湖库存在所谓的“热分层效应”，主要指由湖库物理性稳定分层导致的水体溶解氧、pH、铁锰、氨氮、叶绿素a等水质异常。湖库的物理性稳定分层呈现季节性，表层水体受夏秋季节高温影响水温快速升高，而较深水体受气温影响较小，从而形成水温在垂直方向上的差异，进而引起水体密度差异，水体对流换停止，稳定分层结构形成，这种分层结构由气温升高产生，因此被称为“热分层”。深水湖库的热分层阻碍了水体垂向上的物质和能量交换，突出表现在垂向溶解氧含量的明显差异：表层水环境为富氧氧化状态，而底层水环境为缺氧厌氧还原状态。从而诱使底层沉积物中的污染物质转化释放进入上覆水体，形成内源污染，对湖库水质产生不利影响。对于由热分层效应引起的深水型湖库，原位充氧混合技术一直都是简单、直接、高效的水质改善修复措施。原位充氧混合技术能够有效地破坏/扰动水体稳定分层，同时对底层水体进行复氧，从而能够有效地提高水库垂向混合强度、增加水库底部溶解氧含量、改变底层水环境厌氧缺氧的还原状态，抑制沉积物中污染物的转移释放。扬水曝气器是目前国内较为典型原位混合充氧装置，该装置能够应用对于大水深(水深大于50米)和强分层状态下的深水型湖库进行混合充氧。其工作原理主要是将底层水体充氧的同时，利用“气弹”活塞的形式将底层水体提升至表层参与混合。从实际应用来看，该装置对于深水型湖库局部热分层效应的遏制、水质的修复改善起到了一定效果。但是，该装置也存在缺陷，主要表现在以下两个方面：一方面表现在工作原理上，该装置将底层水体提升至湖库表层，动力消耗较大、混合充氧效率较低；另一方面表现在装置设计上，该装置设计复杂，构件繁多，装置巨大笨重，为安装、运行和维护带来了较大困难，影响了该装置的进一步推广应用。事实上，与底层水体相反，水库表层水体水温较高、呈微碱性、溶解氧近于饱和、藻类生长繁殖旺盛。如果将表层水体引入水库底层，将节约底层水体充氧量、抑制藻类异常增殖，同时尾水由于密度较小，在上升至水库表层过程中将对层次进行破坏/扰动，提高充氧混合效果。而表层水体位于湖库表面，具有天然的势能，只需克服层间密度差异即可以目的，对比扬水曝气技术将减少较大能耗。
技术实现思路
本专利技术是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种利用空气作为氧气来源和空气压力作为动力来源，对底层水体进行曝气充氧混合，同时将深水型热分层湖泊和水库的表层水体引入底部参与充氧混合，抑制扰动破坏水体稳定分层结构，抑制藻类的异常增殖的脉冲垂流曝气混合装置。本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：脉冲垂流曝气混合装置，包括有浮体、穿孔进水立管、垂流立管、脉动曝气充氧器、固定锚；所述穿孔进水立管的上端设置有浮体，穿孔进水立管的下端通过垂流立管与脉动曝气充氧器连接，在脉动曝气充氧器的底部设置有固定锚；所述脉动曝气充氧器包括有从上往下依次设置的进水仓、脉动发生仓、进气仓；所述进水仓、进气仓均能与脉动发生仓连通，所述脉动发生仓上设置有气水喷射缝。在上述的脉冲垂流曝气混合装置中，所述浮体包括有浮盘及浮环，浮盘设置在穿孔进水立管的上端，在浮盘外设置有浮环。在上述的脉冲垂流曝气混合装置中，所述浮盘为喇叭口状的圆盘；所述浮环为内部中空的圆环。在上述的脉冲垂流曝气混合装置中，所述进水仓为由上顶盖与圆板围成的中空圆锥体，其上顶盖中心开孔并接有进水管接头，通过进水管接头与垂流立管下端连接；下端以圆板与脉动发生仓相连；圆板中心开有直径略大于垂流立管直径的圆孔与脉动发生仓连通。在上述的脉冲垂流曝气混合装置中，所述圆板的底平面位于脉动发生仓内部设有直径略大于上述圆孔的圆形闸板。在上述的脉冲垂流曝气混合装置中，所述脉动发生仓为中空圆柱体，与进水仓共回转轴，其直径略大于进水仓上顶盖的直径；脉动发生仓的外壁上端与进水仓的上顶盖通过固定筋板固定连接，所述的外壁为环形薄板，所述的固定筋板为呈环形阵列排列的薄板；在外壁与上顶盖之间形成气水喷射缝，所述的气水喷射缝为环形狭缝。在上述的脉冲垂流曝气混合装置中，所述脉动发生仓的外壁的内侧设置有上挡板，上挡板围成的圆筒与外壁围成的圆筒共回转轴；所述的上挡板上端与圆板下底面密封连接，下端延伸至脉动发生仓中下部并悬空；上挡板与脉动发生仓外壁之间形成气水室，所述的气水室为环状缝隙，其上端与气水喷射缝相通。在上述的脉冲垂流曝气混合装置中，脉动发生仓内部上挡板与胶膜之间设有下挡板，所述的下挡板为围成圆筒状的薄板，并与上挡板围成的圆筒共回转轴；下挡板的下端与进气仓的下顶盖紧密连接，并在靠近下边缘处留有出水孔，出水孔为环形分布的圆形小孔，下挡板上端延伸至脉动发生仓的中上部；上挡板与下挡板之间重叠部分形成出气室，所述的出气室为环状空间；上挡板的上部和下挡板共同围成曝气室。在上述的脉冲垂流曝气混合装置中，所述进气仓为倒立的中空圆锥体，其下顶盖周边与外壁下端密封连接；所述的下顶盖呈倒立圆锥状，其中心开孔并接有进气管接头，进气仓与脉动发生仓之间以胶膜分隔，所述的胶膜中部呈球状隆起，并开有若干微孔将脉动发生仓与进气仓连通。在上述的脉冲垂流曝气混合装置中，所述的固定锚呈实心长方体状，其上表面设有挂环；所述的挂环呈半圆环状，与固定锚上表面紧密相连，并均匀分布在固定锚的上表面；同样数量的挂环紧密连接在进气仓下顶盖的下底面；分布在固定锚上表面和下顶盖下底面的挂环以软索对应连接。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术利用浮盘、浮环、穿孔进水立管、垂流立管以及进水管接头与湖库表层水体连通；利用脉动发生仓形成的间歇性的负压效应以及表层水体的势能将表层水体引入水库底层参与混合充氧；利用了表层水体的富氧、微碱性以及水温较高的水质，对底层水体进行中和；利用将表层水体引入水库底层的同时，将表层水体中富含的藻类偕同带入底层，抑制藻类在湖库表层的异常增殖；利用曝气胶膜上的曝气微孔使压力气体形成微小气泡进入脉动发生仓，对脉动发生仓内的底层水体进行曝气充氧；利用脉动发生仓和气水喷射缝形成的垂直环形气流对底层水体形成二次充氧混合；利用气流上浮过程中与水层的接触，进行第三次充氧，并在上浮的过程中破坏/扰动层间结构。2、本专利技术结构相对简单，体积可大可小；各部分之间均可以采用软管连接，可现场组装，运输和安装均较为方便；将表层水体引入底层，利用了其热分层效应下表层和底层水体水质的互补性，改善了底层水体水质，体现了可持续性理念；将表层水体引入底层，偕同将表层水体中部分藻类引入底层，对藻类的异常增殖起到了抑制效果；利用表层水体的天然势能，为原位充氧混合减少了能耗；设置了曝气胶膜、脉动发生仓以及气水喷射狭缝，提供了一种对底层水体进行三次充氧混合的装置，提高了气体的利用效率和传质效率；利用气体压力、曝气尾气和脉动发生仓形成负压，并利用表层水体的天然势能，将表层水体引入湖库底部，充分利用了动力资源，降低了能量消耗。附图说明图1是本专利技术构成的俯视图；图2是图1的Ⅰ-Ⅰ剖面图；图3是图2的Ⅱ-Ⅱ剖面图；图4是图2的Ⅲ-Ⅲ剖面图；图5是图2的Ⅳ-Ⅳ剖面图；图6是图2的Ⅴ-Ⅴ剖本文档来自技高网...

【技术保护点】
脉冲垂流曝气混合装置，其特征在于：包括有浮体、穿孔进水立管、垂流立管、脉动曝气充氧器、固定锚；所述穿孔进水立管的上端设置有浮体，穿孔进水立管的下端通过垂流立管与脉动曝气充氧器连接，在脉动曝气充氧器的底部设置有固定锚；所述脉动曝气充氧器包括有从上往下依次设置的进水仓、脉动发生仓、进气仓；所述进水仓、进气仓均能与脉动发生仓连通，所述脉动发生仓上设置有气水喷射缝。

【技术特征摘要】
1.脉冲垂流曝气混合装置，其特征在于：包括有浮体、穿孔进水立管、垂流立管、脉动曝气充氧器、固定锚；所述穿孔进水立管的上端设置有浮体，穿孔进水立管的下端通过垂流立管与脉动曝气充氧器连接，在脉动曝气充氧器的底部设置有固定锚；所述脉动曝气充氧器包括有从上往下依次设置的进水仓、脉动发生仓、进气仓；所述进水仓、进气仓均能与脉动发生仓连通，所述脉动发生仓上设置有气水喷射缝。2.根据权利要求1所述的脉冲垂流曝气混合装置，其特征在于：所述浮体包括有浮盘及浮环，浮盘设置在穿孔进水立管的上端，在浮盘外设置有浮环。3.根据权利要求2所述的脉冲垂流曝气混合装置，其特征在于：所述浮盘为喇叭口状的圆盘；所述浮环为内部中空的圆环。4.根据权利要求1所述的脉冲垂流曝气混合装置，其特征在于：所述进水仓为由上顶盖与圆板围成的中空圆锥体，其上顶盖中心开孔并接有进水管接头，通过进水管接头与垂流立管下端连接；下端以圆板与脉动发生仓相连；圆板中心开有直径略大于垂流立管直径的圆孔与脉动发生仓连通。5.根据权利要求4所述的脉冲垂流曝气混合装置，其特征在于：所述圆板的底平面位于脉动发生仓内部设有直径略大于上述圆孔的圆形闸板。6.根据权利要求1所述的脉冲垂流曝气混合装置，其特征在于：所述脉动发生仓为中空圆柱体，与进水仓共回转轴，其直径略大于进水仓上顶盖的直径；脉动发生仓的外壁上端与进水仓的上顶盖通过固定筋板固定连接，所述的外壁为环形薄板，所述的固定筋板为呈环形阵列排列的薄板；在外壁与上顶盖之间形成气水喷射...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘树元，李柔璇，胡诗铌，牛月明，怀凌旖，江蓉蓉，蒋倩，
申请(专利权)人：台州学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33