一種水體增氧裝置的製作方法

2023-09-19 16:49:40 2

本發明屬於環保水處理技術領域，主要用於湖泊、河流、水庫、池塘、景觀水、汙水處理廠等地表水的增氧。

背景技術：

我國的河流、湖泊、水庫、池塘等地表水大都存在著嚴重的汙染。大量的未經處理的工業汙水、生活汙水、農業灌溉後水直接排入江、河、湖、海，造成水體汙染和富營養化的頻繁發生。汙染物由於比重比水大，大多沉降於水底，大量的汙染物降解超過了水體的自淨能力，消耗底層水體的氧氣，使底層水體長期處於缺氧狀態。溶解氧不足，厭氧分解產生臭氣和黑液，造成水體發黑髮臭。同時由於底層水體缺氧，促進了底泥內磷的釋放，進一步提高了水華發生的可能性。

淡水養殖是我國漁業資源開發的重要組成部分，當水體的溶解氧濃度小於2~3mg/l的時候，水體必須進行增氧，以保證魚類的健康。研究表明，當水體的溶解氧>3.0mg/l的時候，餵食的轉化率才達到最高，同時魚類生長速度最快，存活率最高。

我國目前淡水養殖通常採用水車增氧，水車增氧耗能大，且如果溶解氧降低很快，開啟水車增氧將很難將溶解氧較快提高到較高的水平。

同樣，射流增氧也存在缺陷，射流增氧需要較大的體積，容易被水體的泥沙和雜物阻塞，難以清潔和維護。

利用加壓空氣來進行對水體增氧已經在實踐中得到應用（如射流增氧機），如上所述，射流增氧機有其自生的固定缺陷，壓縮空氣在水中的利用效率取決於氣體與水接觸的時間，以及氣體與水接觸的面積。通過增加氣體與水接觸的面積，產生了微孔或納米孔徑曝氣設備（如市場上的微孔曝氣機），但是增加氣體與水接觸時間的裝置，還未見報導。

本發明提供了一種能夠快速應急供氧的裝置，通過加壓空氣來循環水流，使水體氧氣迅速提升。

技術實現要素：

該裝置包括，一個「u」形管，包括水流下沉管、上升管、連接管、置於岸上的氣體發生裝置，水流下沉管從水面或水下與連接管相連，水流上升管在水下與連接管相連。

上述裝置中，加壓氣體從水流下沉管高速進入裝置，與水體充分混合，進入連接管和在上升管上升的時候，進一步與水體混合，使水體充分增氧，同時由於下沉管和上升管兩邊的水壓差，造成水體不斷從下沉管流向上升管。

上述裝置中，氣體也可以從水流上升管產生，氣體發生裝置可以是空壓機、高壓鼓風機、文丘裡管等具有較大壓力的裝置，而輔助曝氣裝置置於上升管中，大量在上升管產生的空氣為水體充氧，且帶動水體流動，使下沉管和上升管產生壓差，從而使整個水體充氧流動。

上述裝置中，水體的深度一般應較大，比如大於1米，以保證空氣與水體的充分混合。

上述裝置中，氣體上升管和氣體下沉管的長度應該足夠長，以保證氣體能與水體充分混合，同時延長氣體在管內的停留時間，增加氣體與水體的接觸時間。

上述裝置中，若氣體發生裝置產生在上升管中，曝氣裝置應與水面有一定的距離，且距離越大，增氧效果越好。

上述裝置中，上升管、下沉管、和連接管的材質可以是不鏽鋼、玻璃鋼、硬質塑料等抗腐蝕、抗衝擊、抗老化的材料。

上述裝置中，水流下沉管與水流上升管的大小可以不同，即管徑可以不同。

上述裝置中，上升管和下沉管的形狀不固定，可以是圓柱形，也可以是方形。

上述裝置中，上升管、下沉管、連接管的管徑應較大，一般應大於50cm。

上述裝置中，上升管、下沉管的管口可安裝鐵絲網等防護裝置，以避免水體中的雜物堵塞管道。

上述裝置中，氣體發生裝置可以是空壓機、高壓鼓風機等具有較大壓力的裝置。

上述裝置中，曝氣裝置可以是曝氣盤、曝氣管、曝氣板等，優選的為微米或納米曝氣的裝置。

上述裝置中，水流上升管的數量可以是一個或多個，水流下沉管的數量也可以是一個或多個。

上述裝置中，輔助曝氣裝置可以安裝在氣體上升管上。

上述裝置中，上升管、下沉管的管口可安裝鐵絲網等防護裝置，以避免水體中的雜物堵塞管道。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1.快速增氧：由於沒有機械損失，增氧產生的微小氣泡直接與水體接觸，經過氣-水交換後，能達到高達30%的氧利用率，從而提高了增氧的效率。

2.降低能耗：由於充氧效率的提高，以及標準氧傳輸率的提高，單位能耗降低，從而提高了效率。

3.結構簡單，易於維護：本發明在水體中沒有移動的複雜部件，從而降低了部件損壞的頻率，維修保養方便。

4.安全保障：由於本裝置在水體中沒有通電部分，動力裝置位於岸上，因此水體對水生物和人類接觸安全。

5.不易堵塞：本裝置可以通過調節管徑的尺寸和水流速度使水中的雜質隨水體流動而排出裝置外，不易引起裝置堵塞。

附圖說明

本發明的上述優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:圖1是整個裝置的結構說明：圖中標記1.下沉水流方向2.加壓氣體發生方向3.下沉管4.上升管20.氣泡

圖2是改變氣體和水體結構的裝置：圖中標記5.加壓氣體發生器6.輔助曝氣裝置14.水流方向

圖3是複合上升管的結構：圖中標記7.複合上升管17.水流方向18.氣體發生氣

圖4是多個上升管的結構：圖中標記：11.多個上升管的其中一個。

具體實施方式

下面描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本發明，而不能解釋為本發明的限制。

在本發明的描述中，術語「上」，「下」，「底」，「頂」，「前」，「後」，「內」，「外」，「橫」，「豎」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有的特定方位，以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

實施例１：在本實施例中，水體大約1.5米深，上升管和下沉管管徑0.8米，管長１米，上升管和下沉管通過連接管相連。形成的「u」形管材質為鍍鋅鋼管。高壓風機/壓縮機通過通氣管對在離水底0.2米深的上升管內的曝氣盤供氣，因為在上升管端的加壓「氣-水」的密度小於下沉管的水密度，因此能夠使水流不斷從下沉管到上升管流動。

試驗1：如2.5馬力的水車式增氧機的氧傳輸效率是3.52kgo2/h，即標準氧傳輸效率是0.575kgo2/kw-h，能將本試驗的4000m2的水塘的溶解氧在4.2小時內從0升到3mg/l，耗電6.425kw-h電。而本發明的專置，氧傳輸效率是2.375kgo2/kw-h，只需1.6小時，耗電2.85kw-就能將4000m2水塘溶解氧從0升到3mg/l。

實施例2：（見圖2）在本實施例中下沉管的管徑為0.5m，上升管管徑為0.3m，下沉管和上升管通過0.5轉0.3米的變徑連接管進行相連，加壓空氣通過0.3cm的管道給系統供氣，0.2m的水管為系統供水，在流量為4m3/min的情況下，水體的溶解氧從0.2mg/l，上升到4.6mg/l，在流量為4.6m3/min情況下，水體的溶解氧從1.7mg/l，上升到6mg/l。

本發明的多個示意性實施例對本發明的具體實施方式進行了詳細的描述，但是本領域技術人員可以設計出多種其他的改進和實施例，這些改進和實施例將落在本發明原理的精神和範圍內。具體的，在前述公開，附圖以及權利要求的範圍內，可以在零部件和（或）從屬組合布局的布置方面作出合理的變型和改進，而不會脫離本發明的精神。