[發明專利]湖庫水源水質控制的藥劑定量自動投加與混合集成裝置

有效

• 申請號: 201210388365.7
• 申請日: 2012-10-15
• 公開（公告）號: CN102887555A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 黃廷林;楊霄;史建超
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C02F1/00
• 分類號: C02F1/00
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李婷

技術領域

本發明屬于水源水質污染控制治理技術范圍，涉及一種原水化學或生物藥劑投加與混合集成裝置，尤其涉及一種基于淹沒式揚水曝氣技術的藥劑自動、定量投加水質改善裝置，特別適用于水庫及湖泊高負荷污染及突發性污染的水質應急控制和處理。

背景技術

水庫、湖泊的水質狀況直接影響生態環境健康和城市飲用水水質安全。基于水庫及湖泊水體容量大、流動性小、更新時間長等特點，當發生外源污染、水體富營養化、內源二次污染導致的高負荷及突發性水質污染時，僅靠水體自凈已無法實現對水質污染的有效控制，必須采取一定的強化處理措施對水質進行處理。國內現有的水庫、湖泊高負荷及突發性水質污染處理技術，主要是異位處理。異位處理是指將水庫、湖泊原水引入水處理廠，通過物理、化學及生物化學等工藝進行處理。但現行水廠往往不具備應對高負荷或突發性水質污染的處理工藝，即使設有一定應急處理工藝的水廠，也要耗費很高的處理費用來有限削減污染負荷，而且處理后會生成大量的有毒有害副產物，水質風險依然很高。原位控制主要是在水庫、湖泊中采取物理、化學和生物化學等技術措施在原位進行水質改善、污染控制及應急處理。但采用原位控制的首要前提是解決大容量水體中藥劑的投加和均勻混合問題，即必須在水庫湖泊中提供充分的混合反應的動力學條件，保證所投加藥劑能夠快速、均勻混合并擴散于水中。

申請人已授權的中國專利“多功能揚水曝氣器”（專利號ZL200310117900.6），是一豎直安裝水中的柱狀筒體，運行時在筒體內形成一個大的氣彈，帶動筒體中水體快速上升，形成上下層水體間的循環交換，達到混合上下水層的目的。申請人另一項申報專利“揚水曝氣強化化學除磷無動力自動定量投加水質改善裝置”（申請號：201210033645.6），是一種基于揚水曝氣技術和馬氏瓶原理實現除磷藥劑的自動定量投加裝置。但該裝置是與浮動式揚水曝氣裝置集成用于大水深湖庫的水質改善與污染控制，對于水深相對較小（15m-25m）湖庫的水質改善與污染控制，一般采用淹沒式揚水曝氣裝置，其本身不具備隨水位調節的功能，因此需要研發與該淹沒式揚水曝氣裝置有機集成的藥劑投加裝置，實現水位變動條件下的藥劑自動定量投加。

發明內容

本發明的目的是在“多功能揚水曝氣器”的基礎上，充分利用淹沒式揚水曝氣器具有的高效混合擴散作用，并與之有機集成，設計一種湖庫水質污染原位控制與應急處理的藥劑自動定量投加裝置。該集成裝置不僅能夠可以實現水處理藥劑的無動力定量投加和自動控制；還可以充分利用揚水曝氣技術的混合作用，實現藥劑的快速均勻混合，同時利用上升氣彈攜帶水流對其周邊水體的脈沖混合作用，使藥劑快速擴散至周圍水體，從而實現對高負荷或突發性水質污染的應急控制和高效快速處理；此外，還可根據淹沒式揚水曝氣器的結構特點，方便快速安裝與拆卸，而不影響水庫、湖泊的日常運行管理。

為了實現上述任務，本發明采用如下的技術解決方案：

一種湖庫水源水質控制的藥劑定量自動投加與混合集成裝置，該裝置下端伸入并固定于淹沒式多功能揚水曝氣器中包括無動力投加部分、調節部分、集成部分以及藥劑釋放控制部分。其中無動力投加部分包括下部浮體和上部藥劑儲藏箱兩部分。下部浮體為能在水面上漂浮的水密倉，為上部藥劑儲藏箱及下方調節部分提供浮力，使之能穩定浮于水面。上部藥劑儲存箱為密閉箱體，箱體內由隔膜分成上下相互隔絕的兩個空間，上層由隔膜包裹空間為氣密室，下層為儲藥室，隔膜能根據兩個空間內的氣壓膨脹或收縮至平衡位置。儲藥箱內設恒壓穩壓管，恒壓穩壓管一端垂直插入儲藥箱底部，另一端穿出儲藥箱側壁與大氣相通。儲藥箱底部設藥液輸送管，藥液輸送管端口與恒壓穩壓管底端位于同一水平線，兩者臨近但不接觸相連，保證藥液輸送管端口的恒定壓力，實現藥液的定量投加。藥液輸送管穿出儲藥箱底部和浮體與無動力投加部分下方輸藥軟管連接。氣密室內密封有一定的液體，頂端與一連接管相連，連接管另一端伸入水庫水面以下。當下層儲藥箱內液面下降時，隔膜內部氣密室形成負壓而膨脹，通過連接管吸入與下降藥液等質量的水，維持整體裝置的恒重，保持浮體平衡。

調節部分包括伸縮套筒和輸藥軟管，作用為根據水面波動自動調節設備高度。伸縮套筒為多節剛性直筒相互套接，上下兩節剛性直筒間能相對滑動。最上一節剛性直筒與上部浮體連接，最下一節套筒與下部集成安裝部分的固定直筒最上端固定連接，當設備與揚水曝氣裝置集成安裝時，最下一節剛性直筒位置固定，浮體能根據水面自動調節套筒滑動至平衡位置。伸縮套筒內部為輸藥軟管，輸藥軟管上端與自動投加部分的垂直藥液輸送管連接。