一种功能性河道喷泉曝气装置及其应用制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种功能性河道喷泉曝气装置，采用曝气设备以及在环境功能材料缓释投加模块中选用环境功能材料的组合，例如过氧化钙和膨润土的组合；将环境功能缓释材料结合喷泉曝气设备进行工作，使其能够均匀分散到水体中，能够充分发挥环境功能缓释材料对水质提升和生态改善的效果。进一步，本发明专利技术还提供了一种基于该装置的河流净化方法，对污染河流进行水质净化，并对水域中的pH、溶解氧、透明度、化学需氧量、氨氮、总氮及总磷等数据的分析评估。结果显示，根据本发明专利技术的装置及方法能够迅速提高河道的溶解氧、透明度和氧化还原电位，并快速削减水域中的氨氮和总磷含量，能够对污染河道进行极大的水质提升和生境改善，具有良好的净化效果。

【技术实现步骤摘要】
一种功能性河道喷泉曝气装置及其应用
本专利技术涉及一种功能性河道喷泉曝气装置及其应用，属于环境科学与工程
特别地，本专利技术还涉及一种基于该功能性河道喷泉曝气装置的河流净化方法。
技术介绍
随着经济的发展、城市化进程的加快以及流域开发的加剧，自然水生态系统遭到严重破坏，河流所接纳的污废水量成倍增长，严重超出生态系统的自净能力所能承受的上限。许多地区出现河湖水体富营养化以及水质恶化等问题，在水质高有机负荷和营养盐的条件下下水体耗氧及复氧过程失衡，导致水体溶解氧含量过低，水生态系统的自净作用受到严重影响。采用人工曝气技术向被污染的黑臭河流通入空气或氧气，提高水中溶解氧含量，能够提高好氧微生物的繁殖能力同时抑制厌氧微生物及藻类的繁殖，增强水体的自净能力从而达到清除河流污染的效果。进一步，过氧化钙作为一种绿色环保的环境功能材料(释氧材料)，不仅能提高环境修复介质的溶解氧(DO)，同时能够抑制底泥中磷的释放，被广泛应用于水体生态修复和土壤修复。然而，普通的曝气充氧装置只是简单的对河道通入空气或氧气，并不能将例如过氧化钙等释氧材料加入河流之中，对污染河流的水质进行改善并修复水体生态环境。进一步，由于传统的曝气充氧装置不能结合过氧化钙等释氧材料进行使用，从而也限制了各种环境功能材料的组合使用，以削减河道污染物，并提升河道生境。
技术实现思路
为了解决目前存在的上述问题，本专利技术提供一种功能性河道喷泉曝气装置，并通过喷泉曝气设备结合环境功能材料的使用，迅速削减河道污染物，提升河道生境。进一步，本专利技术还提供一种以过氧化钙和膨润土为组合的环境功能缓释材料，并且将该环境功能缓释材料结合喷泉曝气设备的工作，使其能够均匀分散到污染河流的水环境中，充分发挥环境功能缓释材料对水质提升和生态改善的效果。根据本专利技术的功能性河道喷泉曝气装置，其具体技术方案如下：根据本专利技术的功能性河道喷泉曝气装置包括三个模块：1)曝气模块；2)环境功能材料缓释投加模块；3)电气控制系统自动模块；其中，曝气模块设置于环境功能材料缓释投加模块的内部，并且电气控制系统自动模块与曝气模块相连接，并且对曝气模块进行电气控制。根据本专利技术的功能性河道喷泉曝气装置，可选地，环境功能材料缓释投加模块为双层套筒，双层套筒的外套筒壁上设置有进水口；双层套筒的外套筒和内套筒之间的环形空间构成环境功能材料的缓释间；缓释间在双层套筒的内部及底部为开放空间，与曝气模块相连通；双层套筒的上部设置有多个入药孔；并且在外套筒和内套筒之间设置有多个滤桶；多个滤桶能够通过多个入药孔置入所述缓释间；环境功能材料被置于所述多个滤桶中；双层套筒的内套筒内侧设置有卡座；曝气模块被设置于该卡座上。根据本专利技术的功能性河道喷泉曝气装置，可选地，环境功能材料选用过氧化钙和膨润土的组合。通过过氧化钙和膨润土的组合使用，不仅能够发挥过氧化钙在水质净化时对于除磷脱氮的作用，还可以通过膨润土的絮凝沉淀作用，进一步提升水体透明度，改善水体生境。根据本专利技术的功能性河道喷泉曝气装置，可选地，双层套筒上部设置有四个入药孔，并将四个滤桶分别置入缓释间；并且，环境功能材料选用过氧化钙和膨润土的组合；其中，过氧化钙被置于其中两个滤桶中，膨润土被置于其余的两个滤桶。根据本专利技术的功能性河道喷泉曝气装置，可选地，曝气模块能够采用浮筒式喷泉曝气设备。根据本专利技术的功能性河道喷泉曝气装置，可选地，环境功能材料缓释投加模块的双层套筒及滤桶能够为不锈钢材料。选用不锈钢材料能够减轻装置的重量，并且使该装置免于被河道污染物腐蚀，以保证该装置正常运行。根据本专利技术的功能性河道喷泉曝气装置，可选地，环境功能材料缓释投加模块的双层套筒上设置的入药孔和滤桶的数量能够根据环境功能材料及其组合的实际需要而设置，例如能够设置三个滤桶，其中两个滤桶中置入过氧化钙，其余的滤桶置入膨润土。根据本专利技术的功能性河道喷泉曝气装置，可选地，该装置能够借助于浮箱架、浮箱、浮岛以及水生植物等辅助工具被置入待净化河流的河道中。根据本专利技术的功能性河道喷泉曝气装置，可选地，该装置能够安装至待净化河流的河道中央，并将装置两端用绳子等辅助工具固定到河道岸边的构筑物或者植物上，以防止装置移动。进一步，该装置跟曝气设备相匹配地采用220V或者380V的电源，并通过电气控制系统自动模块对浮筒式喷泉曝气设备进行电气控制。在一个优选实施例中，电气控制系统自动模块就近安装在岸边的构筑物上。并且，在一个优选实施例中，电气控制系统自动模块能够控制曝气设备每天曝气12个小时，然后停止运行12小时。根据本专利技术的功能性河道喷泉曝气装置，可选地，当该装置被置入待净化的河流后，河水通过双层套筒外壁的进水口进入套筒内的缓释间，缓释间内部滤桶中的环境功能材料和河水接触并在缓释间内缓慢释放；由于双层套筒内部的缓释间为开放的空间，并且能够与曝气设备相连通，从而溶解进入缓释间的环境功能材料会迅速被喷泉曝气设备抽吸至曝气设备，并进一步由曝气设备顶部喷出并分散到河流的水环境中，从而削减河流中的污染物，净化水质并改善生境。本专利技术还提供一种基于功能性河道喷泉曝气装置的河流净化方法，该方法具体包括如下步骤：步骤a)，采用辅助工具将功能性河道喷泉曝气装置置入待净化的河流；步骤b)，将环境功能材料置入环境功能材料缓释投加模块；具体地，将环境功能材料置入环境功能材料缓释投加模块的多个滤桶中；步骤c)，操作电气控制系统自动模块对浮筒式喷泉曝气设备进行电气控制，使曝气设备开始运行；步骤d)，曝气设备运行稳定之后，对待净化河流中的水域进行采样，并做采样分析，对该装置对河流的净化效果进行评估。根据本专利技术的河流净化方法，可选地，环境功能材料缓释投加模块的双层套筒上设置的入药孔和滤桶的数量能够根据环境功能材料的实际需要而设置，例如能够设置三个滤桶，其中两个滤桶中置入过氧化钙，其余的滤桶置入膨润土。根据本专利技术的河流净化方法，可选地，环境功能材料的选用如下：选用过氧化钙和膨润土的组合。在例如环境功能材料缓释投加模块的多个滤桶为四个滤桶时，在两个滤桶中放入过氧化钙(纯度40％，湖北鑫润德化工有限公司)，另外两个滤桶中放入膨润土(石家庄旭昂矿产品加工有限公司)；并且对材料准确称重(在一个优选实施例中，称重1kg)后倒入滤桶中。根据本专利技术的河流净化方法，可选地，环境功能材料的更换周期为15天更换一次，每个滤桶每次更换的材料量为1kg。根据本专利技术的河流净化方法，可选地，电气控制系统自动模块控制曝气设备每天曝气12个小时，然后停止运行12小时。根据本专利技术的河流净化方法，可选地，针对该方法对河流净化效果的评估周期为一个月，采样频率为2天/次，采样点设置对照点及控制点。本专利技术有益效果是：根据本专利技术的功能性河道喷泉曝气装置，采用环境功能材料缓释投加模块结合曝气设备，能够将过氧化钙等释氧材料加入河流之中进行河流水质的净化，能够迅速削减河流中的污染物，提升河道生境。进一步，根据本专利技术的功能性河道喷泉曝气装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功能性河道喷泉曝气装置，其特征在于，所述装置包括三个模块：曝气模块，环境功能材料缓释投加模块以及电气控制系统自动模块；其中，所述曝气模块被设置于所述环境功能材料缓释投加模块的内部，并且，所述电气控制系统自动模块与所述曝气模块电气连接，并且对所述曝气模块进行电气控制；/n其中，所述环境功能材料缓释投加模块为双层套筒，所述双层套筒的外壁上设置有进水口；所述双层套筒的外套筒和内套筒之间的环形空间构成环境功能材料的缓释间；所述缓释间在所述双层套筒的内部为开放空间；所述双层套筒的上部设置有多个入药孔；并且在所述外套筒和所述内套筒之间设置有多个滤桶；所述多个滤桶通过所述多个入药孔被置入所述缓释间；所述环境功能材料被置于所述多个滤桶中；所述双层套筒的内套筒内侧设置有卡座；/n所述曝气模块被设置于所述双层套筒的内套筒内侧的所述卡座上，并与所述缓释间相连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种功能性河道喷泉曝气装置，其特征在于，所述装置包括三个模块：曝气模块，环境功能材料缓释投加模块以及电气控制系统自动模块；其中，所述曝气模块被设置于所述环境功能材料缓释投加模块的内部，并且，所述电气控制系统自动模块与所述曝气模块电气连接，并且对所述曝气模块进行电气控制；
其中，所述环境功能材料缓释投加模块为双层套筒，所述双层套筒的外壁上设置有进水口；所述双层套筒的外套筒和内套筒之间的环形空间构成环境功能材料的缓释间；所述缓释间在所述双层套筒的内部为开放空间；所述双层套筒的上部设置有多个入药孔；并且在所述外套筒和所述内套筒之间设置有多个滤桶；所述多个滤桶通过所述多个入药孔被置入所述缓释间；所述环境功能材料被置于所述多个滤桶中；所述双层套筒的内套筒内侧设置有卡座；
所述曝气模块被设置于所述双层套筒的内套筒内侧的所述卡座上，并与所述缓释间相连通。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述环境功能材料选用过氧化钙和膨润土的组合。


3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述双层套筒的上部设置有四个入药孔，并且，四个滤桶分别通过每个入药孔被置入所述缓释间；并且
其中所述环境功能材料的组合中的过氧化钙被置于其中两个滤桶中，所述环境功能材料的组合中的膨润土被置于其余的两个滤桶中。


4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述环境功能材料缓释投加模块的所述双层套筒选用不锈钢材料，并且，所述多个滤桶选用不锈钢材料。


5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置借助于浮箱架、浮箱、浮岛以及水生植物被置入待净化河流的...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪恒锋，陈子文，施万胜，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32