[發(fā)明專利]一種全層混合和等溫層曝氣自動切換的水質(zhì)原位改善裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410140365.4
• 申請日: 2014-04-09
• 公開（公告）號: CN103922493A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫昕;李丹;黃廷林
• 申請（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號: C02F7/00
• 分類號: C02F7/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于湖泊水庫水質(zhì)污染控制領(lǐng)域，具體涉及一種全層混合和等溫層曝氣自動切換的水質(zhì)原位改善裝置。

【背景技術(shù)】

傳統(tǒng)的多功能揚水曝氣器同時具有全層混合和等溫層充氧功能，能利用周期性氣彈釋放形成的循環(huán)水流混合分層湖泊水庫的上下層水體，并可向等溫層水體補充氧氣。湖泊水和水庫水由于流動性小，使許多有機質(zhì)、氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)在湖泊和水庫底部沉積聚集，這些物質(zhì)給藻類等浮游植物提供了潛在的充足的營養(yǎng)；同時由于水的弱流動性使藻類能穩(wěn)定地停留在表層水中，繼而由于水表面充足的陽光和較高的水溫及溶解氧而大量繁殖，造成水體富營養(yǎng)化問題，影響水質(zhì)。揚水曝氣器的混合功能能夠破壞水體水溫分層現(xiàn)象，形成上下層水體間的循環(huán)交換，破壞藻類的漂浮狀態(tài)，迫使其向深水區(qū)遷移，受深水區(qū)弱光照、低水溫和溶解氧濃度等不利生長環(huán)境影響，藻類生長受到抑制。夏季，溫度高而密度小的水體穩(wěn)定分布在上層，溫度低而密度大的水體下沉到水庫或湖泊底；冬季則相反，溫度低（小于4℃）密度輕的水體分布于水體上層，溫度高（接近4℃）密度大的水體下沉到水庫或湖泊底，造成上下水體間的相對靜止。這種靜止限制了上層水體溶解氧向下層水體的傳遞，同時下層水體發(fā)生的生物和化學(xué)反應(yīng)會消耗溶解氧，使下層水體溶解氧逐漸減少，處于缺氧狀態(tài)，使水生生態(tài)環(huán)境惡化，底泥中氮、磷、鐵、錳等物質(zhì)向水體溶解釋放，使水質(zhì)惡化。多功能揚水曝氣器的充氧功能能夠給底部水體充氧，改變底部水體缺氧環(huán)境，抑制底泥中氮、磷，鐵、錳等物質(zhì)向水中溶解擴散，改善了水體底部水生生態(tài)環(huán)境，穩(wěn)定了水質(zhì)。但是在有些情況下，例如湖庫的水體富營養(yǎng)化問題已經(jīng)得到了有效控制，但水體底泥中氮、磷、鐵、錳的溶解釋放較為嚴(yán)重，即需要加強多功能曝氣器的充氧功能，適當(dāng)減弱混合功能。這樣，在空氣釋放管釋放和原來相同氣量的情況下，就會有更多的氧氣用于充氧，更少的氧氣釋放進(jìn)入上升筒而形成循環(huán)水流用于混合，提高氧氣的有效利用率。此時，傳統(tǒng)的多功能曝氣器不能滿足這一要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種全層混合和等溫層曝氣自動切換的水質(zhì)原位改善裝置，該水質(zhì)原位改善裝置在保持原有的同時混合和向水體充氧的功能的基礎(chǔ)上，可根據(jù)具體需要減弱揚水曝氣器的全層混合功能，加強它的等溫層曝氣充氧功能，提高空氣釋放管釋放的氧氣的有效利用率。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種全層混合和等溫層曝氣自動切換的水質(zhì)原位改善裝置，包括從上至下依次連接的導(dǎo)流裝置、上部上升筒、中部上升筒和下部上升筒；其中，導(dǎo)流裝置的頂部設(shè)置有用于提供浮力的第一水密倉，其周向設(shè)置有第一出口；中部上升筒的周向設(shè)置有若干用于提供浮力的水密倉；下部上升筒的頂部周向設(shè)置有用于提供浮力的第二水密倉，其中部周向設(shè)置有由第一氣室、第二氣室和第三氣室組成的儲氣室，第二氣室和第三氣室之間設(shè)置有水封板，水封板的上端連接在第二水密倉上，其下端懸空，使得第二氣室和第三氣室相連通，第一氣室與第三氣室在靠近第二水密倉處相連通，第二氣室與下部上升筒在靠近第二水密倉處相連通，且水封板靠近第二水密倉一端的周向設(shè)置有若干通孔，下部上升筒的下部周向設(shè)置有曝氣室，曝氣室與儲氣室之間為第二出口，空氣釋放管的開口端設(shè)置在曝氣室下端開口處，下部上升筒的下端與錨固墩相連接。

本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于，導(dǎo)流裝置通過法蘭與上部上升筒相連接。

本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于，上部上升筒為上端開口大于下端開口的圓錐狀結(jié)構(gòu)，其通過從下至上直徑依次增大的若干直筒套接而成。

本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于，相連兩個直筒之間通過兩個加強筋環(huán)相連接。

本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于，中部上升筒由若干直筒通過法蘭連接而成，其周向從下至上設(shè)置有第三水密倉和第四水密倉。

本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于，中部上升筒與上部上升筒通過可調(diào)節(jié)高度的插銷箱相連接。

本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于下部上升筒的下端開口為喇叭狀開口，其通過法蘭與中部上升筒相連接。

本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于，下部上升筒的下端通過鋼絲繩與錨固墩相連接。

本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于，水封板上開設(shè)有2排通孔，該通孔為圓孔，單個大小為1mm²，總面積為521mm²。

本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于，空氣釋放管為環(huán)形穿孔管。