水体微纳米增氧系统技术方案

本发明专利技术公开了一种水体微纳米增氧系统，包括水泵、增氧泵和文丘里管，水泵的出口与文丘里管的进水口相连，增氧泵的出口与文丘里管的进气口相连，文丘里管的出水口连接有多级叶片泵，多级叶片泵的各叶片设有若干沿叶片边缘间隔布置的凹入缺口。该水体微纳米增氧系统具有体积小巧、造价低、增氧效率高、利于降低能耗等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水体增氧设备
，具体涉及一种水体微纳米增氧系统。
技术介绍
近年来，随着现代经济快速发展和人口的急剧膨胀，环境污染问题也日益严重。 其中，水污染问题尤为突出，而在水污染中，最严重的问题是水体的富营养化。水体的富营养化导致了藻类的异常增殖，形成了人们常说的“水华”与“赤潮”，使水体变得恶臭难闻，透明度下降，且缺氧还会导致大量水生生物死亡，造成环境生态的恶性循环，导致生态系统崩塌。目前，在污染水体治理中主要采用工程措施，不仅投入大，且收效不显著。并且，现有的水体掺气增氧设备不仅增氧效果差，导致增氧效率和设备运行成本高，且均存在结构复杂、体积庞大、造价高等缺点。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种体积小巧、造价低、增氧效率高、利于降低能耗的水体微纳米增氧系统。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种水体微纳米增氧系统，包括水泵、增氧泵和文丘里管，所述水泵的出口与文丘里管的进水口相连，所述增氧泵的出口与文丘里管的进气口相连，所述文丘里管的出水口连接有多级叶片泵，所述多级叶片泵的各叶片设有若干沿叶片边缘间隔布置的凹入缺口。上述的水体微纳米增氧系统，优选的，所述多级叶片泵的出口连接有造涡掺气管，所述造涡掺气管包括外管，所述外管的两端分别为进液口和出液口，所述外管的内壁上设有若干呈顺时针螺旋布置的顺时针导叶和若干呈逆时针螺旋布置的逆时针导叶，若干顺时针导叶和若干逆时针导叶沿外管的轴线方向间隔交错布置。上述的水体微纳米增氧系统，优选的，所述顺时针导叶和逆时针导叶所对应的圆心角均为150~180°，且所述顺时针导叶和逆时针导叶在与外管轴线垂直的平面上的投影对称布置。上述的水体微纳米增氧系统，优选的，沿进液口到出液口的方向，顺时针导叶和逆时针导叶在外管轴线方向上的厚度及在外管径向方向上的宽度均逐渐增大；所述顺时针导叶和逆时针导叶的螺旋升角为15~25°。上述的水体微纳米增氧系统，优选的，所述外管内还装设有两层间隔布置的微孔网格，两层微孔网格位于外管的出液口与最靠近出液口的顺时针导叶或者逆时针导叶之间。上述的水体微纳米增氧系统，优选的，所述进液口为沿液体流入方向横截面积逐渐增大的锥形口，所述出液口为沿液体流出方向横截面逐渐减小的锥形口。上述的水体微纳米增氧系统，优选的，所述造涡掺气管的出液口通过管道连接有排放花管。上述的水体微纳米增氧系统，优选的，所述多级叶片泵的泵轴竖直布置，多级叶片泵的进口设于多级叶片泵泵体的下端，多级叶片泵的出口设于多级叶片泵泵体的上端。上述的水体微纳米增氧系统，优选的，所述增氧泵和水泵的流量比为1：3~1：5。上述的水体微纳米增氧系统，优选的，所述水体微纳米增氧系统还包括监测控制装置，所述监测控制装置包括控制器和氧气监测探头，所述氧气监测探头与控制器相连将检测的氧气浓度信号发送至控制器，所述控制器与水泵、增氧泵和多级叶片泵相连，并将氧气浓度信号值与设定的下限阈值和上限阈值比较，当氧气浓度信号值低于下限阈值时控制开启水泵、增氧泵和多级叶片泵，当氧气浓度信号值大于上限阈值时控制关闭水泵、增氧泵和多级叶片泵。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术的水体微纳米增氧系统，采用水泵、增氧泵和文丘里管的结构组合形成和输出掺气水流，使掺气水流进入多级叶片泵，多级叶片泵利用机械原理使得掺气水流中的小气泡形成微米级和纳米级的气泡，并且在多级叶片泵的各叶片上设有若干沿叶片边缘间隔布置的凹入缺口，能够大大提高气泡微纳米化的效果，从而可提高增氧效率，减少系统工作时间，降低能耗。本专利技术的水体微纳米增氧系统体积小巧、造价低，对提高污染水体含氧量，增强水体中微生物活性，提高降解能力，提高水体的自身净化能力和防止因为缺氧致使需氧生物死亡而导致生态系统溃崩具有十分重要的意义。其不仅可用于对污染水体的高效增氧，特别是河流断面增氧站的高效增氧，而且也可用于渔业养殖的高效增氧，以及农业增氧灌溉高效增氧。附图说明图1为水体微纳米增氧系统的结构示意图。图2为多级叶片泵的剖视结构示意简图。图3为多级叶片泵中叶片的结构示意简图。图4为多级叶片泵中相邻叶轮采用叶轮挡套隔开的结构示意简图。图5为造涡掺气管局部剖切后的的立体结构示意简图。图6为造涡掺气管的主剖视结构示意简图。图7为造涡掺气管的侧剖视结构示意简图。图8为顺时针导叶沿外管内壁布置的结构示意简图。图9为微孔网格的结构示意简图。图例说明：1、水泵；2、增氧泵；3、文丘里管；4、多级叶片泵；41、叶片；42、凹入缺口；43、叶轮挡套；5、造涡掺气管；51、外管；511、进液口；512、出液口；52、顺时针导叶；53、逆时针导叶；54、微孔网格；6、排放花管；7、控制器；8、氧气监测探头。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。如图1至图4所示，本实施例的水体微纳米增氧系统，包括水泵1、增氧泵2和文丘里管3，水泵1的出口通过管道与文丘里管3的进水口相连，增氧泵2的出口通过管道与文丘里管3的进气口相连，该水泵1、增氧泵2、文丘里管3及其结构组合为现有技术，其能够形成和输出掺气水流。文丘里管3的出水口连接有多级叶片泵4，多级叶片泵4的各叶片41设有若干沿叶片41边缘间隔布置的凹入缺口42，多级叶片泵4的其他结构参考现有技术。从文丘里管3的出水口输出的掺气水流进入多级叶片泵4，多级叶片泵4利用机械原理使得掺气水流中的小气泡形成微米级和纳米级的气泡，并且在多级叶片泵4的各叶片41上设有干沿叶片41边缘间隔布置的凹入缺口42，能够大大提高气泡微纳米化的效果，从而可提高增氧效率，减少系统工作时间，降低能耗。根据Stokes定律，气泡在水中的上升速度与气泡直径的平方成正比，微纳米气泡水从水体底部缓缓排放，由于微纳米气泡在水体中与水的接触面大，上浮流速慢，接触时间长，因而氧的传质效率高，可迅速而高效地提高污染水体的含氧量，促进微生物活性，加速对污染物的降解速度，提高污染水体的自身进化能力。相比其他污水处理方式，采用本实施例的水体微纳米增氧系统进行增氧的效果明显，且无二次污染。本实施例中，多级叶片泵4的出口连接有造涡掺气管5，如图5至图9所示，造涡掺气管5包括外管51，外管51的两端分别为进液口511和出液口512，外管51的内壁上设有若干绕外管51轴线呈顺时针螺旋布置的顺时针导叶52和若干绕外管51轴线呈逆时针螺旋布置的逆时针导叶53，若干顺时针导叶52和若干逆时针导叶53沿外管51的轴线方向间隔交错布置。多级叶片泵4输出的掺气水流通过造涡掺气管5的过程中，在顺时针导叶52和逆时针导叶53的作用下反复交替形成顺时针和逆时针涡流，在外管51内会产生剧烈碰撞和旋滚等水利掺气现象，能够进一步碎化气泡，形成大量微纳米级气泡。采用造涡掺气管5对多级叶片泵4输出的掺气水流进一步增氧，可使得水体中微纳米级气泡的含量显著提高，相比于传统多级式增氧系统，其增氧效果的提高更为显著，且造涡掺气管5的结构更为简单、造价更低。上述顺时针导叶52和逆时针导叶53所对应的圆心角α均为150°~180°，也即顺时针导叶52和逆时针导叶53各自螺旋旋绕的长度所对应的圆心角α为150°~180°。顺时针导叶52和逆时针导叶53在与外管51轴线垂直的平面上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水体微纳米增氧系统，包括水泵（1）、增氧泵（2）和文丘里管（3），所述水泵（1）的出口与文丘里管（3）的进水口相连，所述增氧泵（2）的出口与文丘里管（3）的进气口相连，其特征在于：所述文丘里管（3）的出水口连接有多级叶片泵（4），所述多级叶片泵（4）的各叶片（41）设有若干沿叶片（41）边缘间隔布置的凹入缺口（42）。

【技术特征摘要】
1.一种水体微纳米增氧系统，包括水泵（1）、增氧泵（2）和文丘里管（3），所述水泵（1）的出口与文丘里管（3）的进水口相连，所述增氧泵（2）的出口与文丘里管（3）的进气口相连，其特征在于：所述文丘里管（3）的出水口连接有多级叶片泵（4），所述多级叶片泵（4）的各叶片（41）设有若干沿叶片（41）边缘间隔布置的凹入缺口（42）。2.根据权利要求1所述的水体微纳米增氧系统，其特征在于：所述多级叶片泵（4）的出口连接有造涡掺气管（5），所述造涡掺气管（5）包括外管（51），所述外管（51）的两端分别为进液口（511）和出液口（512），所述外管（51）的内壁上设有若干呈顺时针螺旋布置的顺时针导叶（52）和若干呈逆时针螺旋布置的逆时针导叶（53），若干顺时针导叶（52）和若干逆时针导叶（53）沿外管（51）的轴线方向间隔交错布置。3.根据权利要求2所述的水体微纳米增氧系统，其特征在于：所述顺时针导叶（52）和逆时针导叶（53）所对应的圆心角均为150°~180°，且所述顺时针导叶（52）和逆时针导叶（53）在与外管（51）轴线垂直的平面上的投影对称布置。4.根据权利要求2所述的水体微纳米增氧系统，其特征在于：沿进液口（511）到出液口（512）的方向，顺时针导叶（52）和逆时针导叶（53）在外管（51）轴线方向上的厚度及在外管（51）径向方向上的宽度均逐渐增大；所述顺时针导叶（52）和逆时针导叶（53）的螺旋升角为15°~25°。5.根据权利要求2所述的水体微纳米增氧系统，其特征在于：所述外管（5...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖卫华，张立成，洪曦，黄蔚，夏文锦，阮三桂，谢立钧，王跃润，
申请(专利权)人：湖南农业大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43