[發明專利]一種用于水下強化富氧曝氣的裝置

在審

• 申請號: 202010154623.X
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111170481A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 劉朝輝;劉志強;張澤
• 申請（專利權）人: 中新瑞美（天津）環保科技有限公司;劉朝輝;中科瑞美(天津)環境技術有限公司;中科慧城（天津）信息產業研究院有限公司
• 主分類號: C02F7/00
• 分類號: C02F7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種用于水下強化富氧曝氣的裝置，包括水上支撐平臺、潛水泵體、進氣罩體、曝氣葉輪、臭氧發生器、導氣管、消聲器和自控系統八部分，其特征是通過自控系統單元自動調控潛水泵體電機轉速，帶動曝氣葉輪旋轉后會在葉輪中央形成負壓場，使得外界空氣通過導氣管吸入導氣罩，再通過具有通氣通道的連接軸進入葉輪中央，氣體進一步被葉輪上的豎齒之間通道甩出后在水中形成微細狀氣泡，在自控系統單元面板上手動開啟臭氧發生器后會使得臭氧進入導氣管，從而進一步增加水下溶解氧含量，以滿足特定水下位置溶解氧量目標要求。該裝置兼具臭氧強化曝氣和攪拌功能，比傳統曝氣設備水中溶解氧可以提高20?80%，具有節能高效的特點。

技術領域

本發明屬于江河、湖泊、水庫等黑臭水體治理、污染廢水處理、污染土壤和地下水修復、海洋水環境保護、漁業水產養殖及好氧微生物發酵的技術領域，特別涉及一種水下強化富氧曝氣提高水中氧傳質效果的裝置。

背景技術

我國地表水污染嚴重，根據《2014年中國環境狀況公報》，全國423條主要河流、62座重點湖泊（水庫）的968個國控地表水監測斷面（點位）中，超過III類水質斷面占36.9%，主要污染指標包括化學需氧量、總磷和五日生化需氧量。黃河流域40.3%的河水超過III類水標準；淮河流域43.6%的河水超過III類水標準；海河流域60.9%的河水超過III類水標準，其中海河劣V類水質斷面占37.5%。據中國住房和城鄉建設部在2016年18日召開的城市黑臭水體整治工作會議上公布的數據，目前全國295座地級及以上城市中，僅77座城市沒有發現黑臭水體；其余218座城市中，共排查出黑臭水體1861個，其中河流1595條，占85.7%；湖、塘266個，占14.3%。這些黑臭水體往往呈現氮、磷等超標的富營養化污染。根據2015年4月國務院發布的《水污染防治行動計劃》(簡稱“水十條”)要求，直轄市、省會城市、計劃單列市建成區要于2017年底前基本消除黑臭水體；2020年底前完成黑臭水體治理目標：地級及以上城市建成區黑臭水體均控制在10%以內；到2030年，城市建成區黑臭水體總體得到消除。水體黑臭主要是水體缺氧造成的，國家重大水專項相關研究結果表明：當溶解氧降低到2.0mg/L時，水體處于缺氧狀態；當溶解氧為3mg/L~5mg/L時，水中有機污染物和氨氮含量一般也會超過地表水V類標準，呈現有色有味狀態，但有水生生物存在；當溶解氧大于6mg/L時，水體處于有氧狀態，有機物降解和氨氧化速率顯著提高，水體開始有自凈能力。而治理黑臭水體，特別是通過生化處理降低其中氮磷指標，曝氣增氧是十分重要的措施。此外，國內外眾多市政和工業污水處理好氧生化處理段工藝、海洋水環境保護、漁業水產養殖產業和微生物好氧發酵工業等領域也均采用了曝氣增氧的手段。

目前，在上述領域中已有某些專利技術可用于曝氣增氧的裝置，如公開號為CN110790355A專利提出了一種用于河道修復的曝氣增氧系統，利用膜曝氣的方式，通過膜材料實現氧的氣液擴散，提高了氧的利用率，提高了復氧效率，但膜材料價格昂貴，不能重復利用，且需要空氣壓縮機進行曝氣，能耗較大。公開號為CN110467256A專利提出了一種高壓細水霧表面曝氣增氧裝置，通過噴頭的下方出口噴出高壓霧流實現曝氣增氧，但對水下較深處溶解氧量增加有限，而且高壓噴霧能耗較大。公開號為CN209065552U和CN205695086U均公開了一種用于漁業養殖的潛水曝氣增氧機，可以實現氣水混合效果較好，氧氣利用率較高，但葉輪的構造過于簡單，沒有臭氧增氧和自動化控制，能耗較大。為此，在上述領域如何進一步強化曝氣增氧效果，實現自動化控制和節能高效，仍是目前廣大科技工作者所面臨的主要挑戰。

發明內容

本發明的目的是：針對現有曝氣增氧裝置的不足之處，提供一種用于水下強化富氧曝氣的裝置，完全靠曝氣葉輪旋轉所產生的負壓由導氣管吸入空氣和臭氧發生器生產的臭氧，而可以不用空氣壓縮機曝氣；通過自控系統利用變頻自動調節轉速，并開啟一定數量的臭氧發生器向對水下供應臭氧，保證水下特定位置達到所需要的溶解氧含量；通過曝氣葉輪實現水下曝氣和攪拌雙重功能，因此，本法重點解決水下曝氣富氧強化和高效節能等關鍵問題。