本发明专利技术公开了一种用于修复受污染水体的太阳能曝气系统和修复受污染水体的方法。所述太阳能曝气系统包括太阳能转化装置、气体扩散装置、曝气机、气体发生装置、水体溶解氧测量装置以及控制装置。本发明专利技术的太阳能曝气系统或者修复受污染水体的方法通过提高曝气效率以增加水体溶解氧含量，使底部水与上部水充分混合，提高有益水体自净能力的微生物，使受污染水体得到有效修复。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种用于修复受污染水体的太阳能曝气系统和修复受污染水体的方法。所述太阳能曝气系统包括太阳能转化装置、气体扩散装置、曝气机、气体发生装置、水体溶解氧测量装置以及控制装置。本专利技术的太阳能曝气系统或者修复受污染水体的方法通过提高曝气效率以增加水体溶解氧含量，使底部水与上部水充分混合，提高有益水体自净能力的微生物，使受污染水体得到有效修复。【专利说明】
本专利技术涉及环保
，更具体地，涉及一种用于修复受污染水体的太阳能曝 气系统以及修复该受污染水体的方法。
技术介绍
随着人口的增长和经济的快速发展，越来越多的工业废水、生活污水以及农业源 污染物被排入江湖水体，已远超过水体的自净能力，造成水体被污染或损害。受污染或损害 的水体使原本清澈的水体出现浑浊、溶解氧降低、鱼类减少、藻类爆发、生态系统被破坏等 问题。因此，受污染或损害的水体的治理是刻不容缓的。 为受污染或损害的水体曝气，提高其溶解氧含量是一种常见的水体修复手段。为 水体曝气可以抑制藻类过量繁殖，促进鱼类、水生植物和微生物的生长，使水体中的铁离子 沉淀，并且吹脱出水体中的H2S、C02、NH4、挥发性有机物以及其他有害物质。因此，曝气既降 低了富营养化水体中氮、磷、铁等的浓度，又提高了池塘、湖泊、水库等水体的健康水平，维 持水生生物的正常生长。 在富营养化的池塘、湖泊或水库等水体中，水中溶解氧的含量日变化幅度较大。在 白天阳光可以促进水体循环，增加溶解氧含量；而在夜间，尤其是下半夜水体循环引起的增 氧作用消失，只有呼吸耗氧作用，水体溶解氧含量下降，溶解氧含量最低的时候发生在黎明 前的几个小时。如果在水体溶解氧含量最低的时候曝气，可以大大提高水体曝气的效果。现 有的水体曝气系统的缺点在于，往往在白天有阳光照射的时候曝气或一整天都在曝气，而 不能根据水体溶解氧含量进行适时开启和关闭曝气系统，造成不必要的浪费。 此外，湖泊、水库等富营养化水体中的溶解氧的浓度是分层的，上层水的溶解氧的 含量高于底部水。水越深或水体污染越重，水中溶解氧含量分层现象越严重。水体溶解氧 含量分层不利于水体生态系统健康，因此应该使水体循环起来，防止分层。 现有的曝气系统有使用电力驱动的，无论其是通过输送的电力或者传统的现场发 电，都将大大增加曝气成本。另外，现有的曝气系统也有使用电太阳能发电来驱动的，但是 这样的曝气系统的缺点在于：曝气效率低，不能根据溶解氧含量开启或关闭曝气系统；存 在溶解氧含量高、不需要曝气的时候在曝气，而当溶解氧含量较低需要曝气的时候，太阳能 转化的电能已消耗完毕，不能为水体曝气；而且现有水体太阳能曝气设备都是漂浮在水面， 对溶解氧含量低的底层水的曝气效果差，不能使低层水与上层水充分混合，从而避免水体 分层现象。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供一种用于修复受污染或损害的水体的太阳能曝气 系统，该太阳能曝气系统通过提高太阳能电池板的发电效率、在水体中形成细气泡层流柱 以提高氧进入受污染水体的效率、在水体底部形成细气泡层流柱使水体循环起来以防止水 体分层、根据水体中的溶解氧含量开启或关闭太阳能曝气系统、或者选择与曝气机大小相 匹配的陶瓷微孔气体扩散器等手段，提高曝气的效率，从而克服现有的曝气系统中的各种 技术问题。 进一步地，本专利技术提供一种修复受污染或损害的水体的方法，该方法通过提高曝 气效率、增加水体溶解氧含量、使底部水与上部水充分混合以及提高有益水体自净能力的 微生物，使受污染水体得到以有效修复。 本专利技术通过以下技术方案来实现上述技术目的。 根据本专利技术的一个方面，提供一种用于修复受污染水体的太阳能曝气系统，包 括： 太阳能转化装置，用于将所吸收的太阳能转化为电能； 气体扩散装置，用于将空气、氧气和/或者臭氧以微气泡的形式输送至受污染水 体中； 曝气机，由太阳能转化装置所产生的电能来驱动，用于将空气、氧气和/或者臭氧 通过输送管输送至气体扩散装置，进而释放至所述受污染水体中； 水体溶解氧测量装置，用于测量所述水体中的实时氧含量；以及 控制装置，用于根据水体溶解氧测量装置所测量的水体中的实时氧含量低于设定 值或者超过设定值来开启或关闭曝气机。 进一步地，所述太阳能曝气系统进一步包括用于产生氧气或臭氧的气体产生装 置，并且由所述控制装置根据所测量的水体中的实时氧含量低于设定值来开启所述气体产 生装置、或者超过设定值来关闭所述气体产生装置。 进一步地，所述太阳能转化装置包括太阳能电池板和太阳光追踪装置，所述太阳 光追踪装置驱使太阳能电池板追踪太阳使得太阳光垂直照射在太阳能电池板上。 进一步地，所述气体扩散装置被设置于水体的底部。 进一步地，所述气体扩散装置包括多个气体扩散器，所述气体扩散器的数量是根 据水体的体积和/或面积来确定的。 进一步地，所述气体扩散装置是微孔圆盘式气体扩散器，优选为陶瓷微孔圆盘式 气体扩散器。 进一步地，使所述气体扩散器的微孔的孔径、微孔之间的距离、所述气体扩散器与 水面的深度以及每个气体扩散器释放出的气体流量相互匹配，从而在水体的底部到水面形 成细气泡层流柱。 进一步地，控制单位水体面积中气体扩散器的数量以及气体扩散器的表面积，维 持释放出的气体在水体的底部到水面形成细气泡层流柱。 进一步优选地，所述气体扩散器的微孔的孔径为10?90i!m、微孔之间的距离2? 5_、所述气体扩散器与水面的深度4?8m以及每个气体扩散器释放出的气体流量为3? 5m3/h。需要指出的是，根据本专利技术的气体扩散器可以是具有相同孔径的气体扩散器，也可 以是具有不均匀孔径的气体扩散器，只要其微孔的孔径在10?90ym范围内。优选地，根 据本专利技术的气体扩散器具有相同的孔径。优选地，根据本专利技术的气体扩散器的微孔是均匀 分布的。最优选地，根据本专利技术的气体扩散器具有相同孔径且均匀分布的微孔。 进一步优选地，所述气体扩散器的微孔的孔径为20?70ym、微孔之间的距离2? 5_、所述气体扩散器与水面的深度4?6m以及每个气体扩散器释放出的气体流量为3? 5m3/h〇 进一步优选地，所述气体扩散器的直径为200?300mm，每十平方米水体面积中气 体扩散器的数量为3-7个，优选为5?7个。 进一步地，所述控制装置包括： 能量控制设备，包括太阳能光伏控制器、逆变器和蓄电池，其中太阳能光伏控制器 控制太阳能电池板将太阳能转化为电能以及控制将所产生的电能输送至逆变器或者蓄电 池，逆变器将直流电转化为适用于曝气机的交流电压，蓄电池用于储存所产生的电能； 操作控制设备，与控制水体溶解氧测量装置连接，并且根据水体溶解氧的含量低 于或超过预定值来开启或关闭曝气机；和 气体控制设备，用于控制气体产生装置的开启和关闭，以及用于控制将所产生的 氧气或者臭氧、和/或空气输送至气体扩散器的流量。 优选地，所述曝气机是压缩机或鼓风机。 优选地，通过气体控制设备来控制各气体扩散器释放出的气体的流量。进一步优 选地，各气体扩散器释放出的气体的流量都相等。 优选地，所述气体控制设备包括流量计、阀门和调节器。 优本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于修复受污染水体的太阳能曝气系统，包括：太阳能转化装置，用于将所吸收的太阳能转化为电能；气体扩散装置，用于将空气、氧气和/或者臭氧以微气泡的形式输送至受污染水体中；曝气机，由太阳能转化装置所产生的电能来驱动，用于将空气、氧气和/或者臭氧通过输送管输送至气体扩散装置，进而释放至所述受污染水体中；水体溶解氧测量装置，用于测量所述水体中的实时氧含量；以及控制装置，用于根据水体溶解氧测量装置所测量的水体中的实时氧含量低于设定值或者超过设定值来开启或关闭曝气机。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘玲花，唐克旺，吴雷祥，刘来胜，胡鹏，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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