三维水体循环增氧净化装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术在水体治理与修复领域提供了一种三维水体循环增氧净化装置及方法，实现了在大水域中使水体大流量循环增氧净化功能。该装置包括电源、充气装置、出水导流管、工作管段、微气泡发生器、进水导流管、输气管、浮体和浮体支架。该方法包括，在水域中把充气装置产生的有压气体通过输气管送入固定在工作管段内的微气泡发生器中并产生向上流动的微气泡流，在出水导流管中微气泡流又推动水体向顶部上升流动，同时进水导流管底部水体进入导流管后也随之快速向管顶部流动喷出，向四周扩散，通过表面复氧后在远端向下又回流至导流管底部作循环流动，实现水体交换循环增氧净化之目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种水处理装置及方法，尤其是一种可对多种大水体进行三维循 环、增氧、改变水体水质的静态分层现象，使水体水质得到净化的装置及方法。
技术介绍
在水处理领域中，通过对水体曝气增氧，提高水体的溶解氧含量，从而净化 水质的作法并不少见，但如何提高设备的水体循环能力、增加溶氧率、降低投资 及开发新能源却是众多生产厂商和研究人员关心的问题。目前公知的水质净化装置，通过设置在岸上或水体中的装置对气体或水体进 行加压，然后将加压流体输送至水下的喷射装置中，经过一级或多级喷射，对水 体进行曝气。该装置在提高水体溶解氧方面确实起到了积极作用，但仍存在以下 不足1、进水、进气和排水等通道不但结构复杂，制造成本较高，且操作不灵活、 适用范围较小；2、由于溶氧方法是多级喉管喷射，运行时能量损耗较高，工作效 率下降。为克服上述问题，人们又提出了另一种结构的水质净化装置，如中国专利申 请号为92101176.8，名称为《使浅水域的全部水循环流动的装置和方法》，是曰本 国海洋工业株式会社在中国申报的一项专利技术专利，该专利所述方法是在压力作用 下产生向上的液体射流，而压力是作用到底部水体上，通过垂直安装的管道向顶 部上升形成向上的水流，从而增大水流的上升速度，并在管道顶端喷出。该专利 技术确实作到了简化结构，但其作为水下造流设备，又不可避免地使用了加压设 备，导致设备投资及运行成本的增加，致使能量损耗较高，设备的工作效率下降； 其水循环流动装置的加压射流方式限制了管道的尺寸，出流量较小，增氧效果差； 其动力较大且仍使用了传统的电力能源。又如中国专利技术专利申请号为90200914.1，名称为《浅水域水质改良装置》，该 专利是一种在较浅水域的湖沼、池、河川，或供净水用储水池使用的水质改良装 置，包括一扬水筒以及下端的间歇供气装置。工作流程是有压空气通过送气管 进入扬水筒设置的空气室顶部逐渐积存，使外筒室内的水位下降，同时经设置在 隔开筒上部的贯空孔进入中间室且使其水位降低，当水位降低到一定位置时中间3室内的加压空气经过内筒下端部的连通孔再进入内筒室，空气在内筒室内上升并 由其上部连通孔喷入扬水筒内，此时加压空气成为空气团在扬水筒内上升使水体 流动。该专利技术确实技术新颖，但装置结构复杂，导致有压空气在流动、逐渐积 存、喷射释放和形成空气团的过程中致使能量损耗较高，设备的工作效率下降； 其水循环流动装置的空气加压喷射形成空气团以及间隙运行的实施方式限制了管 道的尺寸和工作连续性，出流量小且稳定性差；水体流动过程增氧效果差；其加 压空气需较大动力，仍需使用了传统的电力能源。本设计人根据多年来在本领域的经验和知识积累，为克服公知的技术存在的 上述缺陷，经过艰苦的研发，终于开发出本专利技术的风光互补型三维水体循环增氧 净化装置。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种结构简单、利用清洁能源、产生较大 流量、实现水体三维循环流动、溶氧效果好、工作效率高的三维水体循环增氧净 化装置。为此，本专利技术提供一种三维水体循环增氧净化装置，其包括电源、充气装 置、出水导流管、工作管段、微气泡发生器、进水导流管、输气管、浮体和浮体 支架，其中，该电源通过电路分别与该充气装置相连；该充气装置产生的气体经 输气管进入容置于工作管段中的微气泡发生器，有压气体通过微气泡发生器上的 细孔产生微气泡流；该工作管段上端连接出水导流管，下端连接进水导流管；该 太阳能发电装置、风力发电装置、充气装置和出水导流管由该浮体支架承载，该 浮体支架与浮体连接。上述三维水体循环增氧净化装置，其中，该充气装置可以为充气泵或空压机。上述三维水体循环增氧净化装置，其中，该微气泡发生器可以为微孔尺度为 5 200um的曝气管、曝气头或曝气盘。上述三维水体循环增氧净化装置，其中，该微气泡发生器的截面积优选为所 述工作管段截面积的40 90%。上述二维水体循环增氧净化装置，其中，该出水导流管的出口可以为一段渐 扩圆锥型导流面。上述三维水体循环增氧净化装置，其中，该出水导流管的出口可低于水平面。 上述三维水体循环增氧净化装置，其中，该出水导流管的直径优选为10 300cm。上述三维水体循环增氧净化装置，其中，该电源可以为太阳能发电装置和/或风力发电装置。上述三维水体循环增氧净化装置，其中，该风力发电装置可包括风车装置、 风力发电机、控制器、蓄电池和电路电缆线。上述三维水体循环增氧净化装置，其中，该太阳能发电装置可包括至少一套 太阳能电池板、控制器、蓄电池和电路电缆线。另一方面，本专利技术提供一种三维水体循环的气动方法，该方法使用本专利技术的 上述三维水体循环增氧净化装置，在水中由浮体连接支撑的垂直提水管中设置一 种能产生一种气泡流的微气泡发生器，充气装置提供的有压气体通过输气管进入 微气泡发生器以产生比重小于水体的上升微气泡流，在提水管中微气泡流又推动 水体向顶部上升流动，同时提水管底部水体进入提水管后也随之快速向管顶部流 动喷出，并向四周扩散，然后在远处的水向下又回流到提水管底部作循环流动。由于上述技术方案的运用，本专利技术具有下列优点1、 本专利技术提供了一种新型的气动提水装置，提水装置中的微气泡发生器产生 大量的微小气泡流，由于微小气泡具有一定的浮力至使气泡向水体上方浮动，此 时气泡带动周围水体被推动向上形成水气混合流动。此装置可以通过增加出水导 流管直径(出水导流管的直径为10 300cm)，增大输水面积，实现在较大出水导 流管内形成汇集多股小流量提水成为总体大流量的提水装置，高效地利用了能量， 提高了工作效率。2、 由于本专利技术的出水导流管有足够长的管段(微气泡发生器一般安装在出水 导流管出水口下方20 300cm左右)，提升水流动的微气泡逐渐增大，水气混合 流加速上升，水体流出时圆锥形导流管出水口又强制向管口四周扩散，在水面上 形成大面积的表层流，同时在更远更大范围内表面水体又向水体下部流动实现了 水体三维循环；由此，在工作管段的微小气泡与水充分混合使底部上升的水体溶 氧率大大提高，同时较大范围的表面水体流动又充分扩大了水体与空气的接触面 积，使水体再次增大溶氧效率，从而达到充分溶氧的目的。3、 本专利技术采用了微气泡发生系统，利用微气泡直接提升水体；大大减少了能 量转换的损耗。微气泡发生器装置突出特点 一是大大降低了设备能耗，设备一 般功率在30 1000瓦，电压在12 24伏左右，即可高效运行；二是由此低能耗 的设备完全可以实现太阳能和风力作为动力源使设备正常高效运行。4、 本专利技术与加压水喷射装置结构的曝气设备相比，降低了气动系统的工作压 力、减少了有压气量，由于使用了微气泡发生器，使结构大为简化，其突出效益 不但降低了能耗、提高了工作效率，且有效地避免了工作时通道堵塞的情况，确 保了设备的正常工作。5、 本专利技术釆用了微气泡发生器装置，设备运行功率小，并充分利用蕴量巨大， 可以再生，分布广泛，没有污染的太阳能和风力作为能源，所以，其设备运行无 须能源费用；设备结构简单、无须操作人员，从而降低了运行费用。6、 本专利技术的一个优选实施方式釆用太阳能和风力作为能源，充分利用自然资 源，强化水体自净能力，而实现本专利技术的生态净化水体新工艺。其水质净化过程 是洁净、安全、高效的，无二次污染。屏弃了其他本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维水体循环增氧净化装置，其特征在于：包括电源、充气装置、出水导流管、工作管段、微气泡发生器、进水导流管、输气管、浮体和浮体支架，其中，该电源通过电路分别与该充气装置相连；该充气装置产生的气体经输气管进入容置于工作管段中的微气泡发生器，有压气体通过微气泡发生器上的细孔产生微气泡流；该工作管段上端连接出水导流管，下端连接进水导流管；该太阳能发电装置、风力发电装置、充气装置和出水导流管由该浮体支架承载，该浮体支架与浮体连接。

【技术特征摘要】
1、一种三维水体循环增氧净化装置，其特征在于包括电源、充气装置、出水导流管、工作管段、微气泡发生器、进水导流管、输气管、浮体和浮体支架，其中，该电源通过电路分别与该充气装置相连；该充气装置产生的气体经输气管进入容置于工作管段中的微气泡发生器，有压气体通过微气泡发生器上的细孔产生微气泡流；该工作管段上端连接出水导流管，下端连接进水导流管；该太阳能发电装置、风力发电装置、充气装置和出水导流管由该浮体支架承载，该浮体支架与浮体连接。2、 如权利要求l所述的三维水体循环增氧净化装置，其特征在于所述充气 装置为充气泵或空压机。3、 如权利要求2所述的三维水体循环增氧净化装置，其特征在于所述微气 泡发生器为微孔尺度为5 200u m的曝气管、曝气头或曝气盘。4、 如权利要求3所述的三维水体循环增氧净化装置，其特征在于所述微气 泡发生器的截面积为所述工作管段截面积的40 90%。5、 如权利要求4所述的三维水体循环增氧净化装置，其特征在于所述出水 导流管的出口为一段渐扩圆锥型导流面。6、 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：李其军，廖日红，井艳文，刘操，顾华，刘虎城，
申请(专利权)人：北京市水利科学研究所，北京新奥水科技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]