曝氣汲水技術的製作方法

2023-12-01 02:57:11 1

專利名稱：曝氣汲水技術的製作方法
技術領域：
微揚程提水工程技術。本發明涉及一種以曝氣為驅動力的微揚程、大流量、低能耗提水 技術，適合於需要獲得低水頭(一般在0.2m至lm)的任何場所，同時具有增氧和促使有氣味 物質逸散功能。該項工程技術可用於驅使景觀水體內部的水流循環、促使相鄰水體之間的大 流量交換、驅動旁路水循環系統的流轉、溼地水質淨化工程內部低揚程提水-增氧等。
背景技術：
軸流潛水電泵是一種通用的低揚程、高效率提水手段，揚程一般在3m以上，裝機功率在 10kw以上。以揚程3m、裝機功率15kw的350QZ-50D型為例，提水電耗約0.02kwh/m3。這類水 泵製造技術難度較大，造假昂貴，維護費用較高，並且只適用於清水，在汙水或微汙染水介 質中更易鏽蝕損壞。
2005年我們承擔了滇池863課題"河口水質淨化技術研究及工程示範"子課題，需要將嚴重 汙染的河水泵入相鄰的池塘溼地內進行淨化處理後再進入溪池，只需要O.l-0.2m的提水高度。 如果採用市場上的軸流潛水電泵，需要10KW以上的裝機和供電線路，需要建設泵站，還存 在鏽蝕損壞問題，建設費用和運行費用都比較高，勢必造成經費和資源的浪費。針對這一需 求，我們研發了曝氣汲水技術，運行功率只有2KW。

發明內容
本發明的目標在於以曝氣為動力，研發微揚程(0.2m至lm)、大流量、低能耗、適用 於各種水質條件的曝氣汲水技術，主要包括以下內容。
1.曝氣汲水裝置單元
一個曝氣汲水裝置單元由汲水筒和曝氣系統兩大部分組成，安裝在介於供水水體(l)和受 納 K體(2)之間的池埂(3)上(附圖1 )。
汲水筒由水平導流筒(4)、垂直曝氣筒(5)、滑動密封套(6)、漂浮伸縮筒(7)及環狀漂浮體 (8)組成(附圖l )。水平導流筒(4)和垂直曝氣筒(5)均以外徑300mm硬質塑料管為材焊接而成為 一體，水平導流筒(4)穿過堤埂(3),將供水水體(1)中的水引入垂直曝氣筒(5)。漂浮伸縮筒(7) 以內徑300mm的硬質塑料管為材，插接在垂直曝氣筒(5)頂部外側，二者之間以滑動密封套(6)密封，7K位漲落時漂浮伸縮筒(7)憑藉自身重力和其頂部環狀漂浮體(8)的浮力在垂直曝氣筒(5) 外上下滑動，保持漂浮伸縮筒(7)的上沿始終略高於受納水體(2)的水面。
曝氣系統由微孔曝氣盤(9)、曝氣盤安裝管架(IO)、輸氣管(11)和羅茨風機(12)組成。微孔 曝氣盤(9)採用特製盤式微孔曝氣器，安裝在以PE管制作的"口"形管架(10)上，管架頂端與輸氣 管(ll)連接，輸氣管另一端連接在羅茨風機(12)上。
開動羅茨風機(12)時，微孔曝氣盤(9)開始曝氣，垂直曝氣筒(5)內水柱因充滿氣泡而比重 下降；作用於水平導流筒(4)進水口的靜水壓使得垂直曝氣筒(5)內水位上升，從漂浮伸縮筒(7) 頂部溢出，水流方向(13),實現從水平導流筒(4)進水口所在的供水水體(1)向垂直曝氣筒(5)所
在的受納水體p;i泵水。
2. 曝氣汲水設施單元並聯組合
在工程實踐中，可以根據汲水流量需求，將若干個曝氣汲水裝置單元並列組合，形成較 大的汲水能力(附圖2 )。各曝氣汲水裝置單元相對獨立，利用一臺羅茨風機(12)和輸氣主管(14) 向所有曝氣汲水裝置單元供氣。
3. 曝氣汲水設施單元並-串聯組合
一級曝氣汲水的有效揚程為0.20m,增氧幅度2 3mg/L。為了提高揚程或增氧效果，可以 根據實際需求進行多級串聯組合(附圖3 )，通過數個中間水池(15)逐級提高水位。
本發明巧妙利用在水體中曝氣時所產生的上升力，將低揚程提水與曝氣增氧相結合，主 要有以下優點
(1) 低揚程、大流量、低能耗提水。在提水高度S0.2m範圍內，每個曝氣汲水裝置單元的提 水流量^100 m3/h，提水電耗約為0.006kwh/m 僅為低揚程軸流潛水電泵提水電耗的三分
之一o
(2) 在曝氣汲水的同時，可提高水流中溶解氧含量2 3mg/L;對於極度缺氧的黑臭水體增氧 效果尤為顯著，還有驅散異味的功效。
(3) 簡單可靠、經濟實用。在濱水地帶鬆軟地質條件下易於建設，建設和運行費用遠低於一 般泵站；接觸水的部件全部為塑料或膠質，耐汙防腐，適用於各類7jc質(鹹水、汙水); 羅茨風機技術成熟，易於維護保養；整體經久耐用，易於管理。


圖1~~曝氣汲水裝置單元結構示意圖
圖2——曝氣汲水裝置單元並聯安裝示意3——曝氣汲水裝置單元並-串聯安裝示意圖
圖中l.供水水體，2.受納水體，3.堤埂，4.水平導流筒，5.垂直曝氣筒，6.滑動密封 套，7.漂浮伸縮筒，8.環狀漂浮體，9.微孔曝氣盤，10.曝氣盤安裝支架，ll.輸氣管，12. 羅茨風機，13.水流方向，14.輸氣主管，15.中間水池。
具體實施例方式
本發明按照以下步驟進行工程性應用
1. 曝氣汲水裝置的製作安裝
(1) 按照圖l所示結構製作汲水筒各個部件。
(2) 將水平導流筒(4)和垂直曝氣筒(5)焊接成一體，直接安裝在介於供水水體(l)和受納水體 (2)之間的池4更(3)上。
(3) 安裝其它組件和曝氣系統。
2. 運行管理
(1) 曝氣汲水裝置的啟閉通過羅茨風機來控制，無需其它任何操作。
(2) 對羅茨風機定期保養，其它部分無需保養。
應用舉例
本發明在雲南省昆明滇池國家863課題"複合型溼地淨化汙染河水技術示範工程"中得以 正式應用。該工程將3個曝氣汲水裝置單元並聯安裝，由一臺功率2kw、輸出壓力30kPa的羅 茨風機供氣，提水高度0.1 0.2m,流量達到7000~10000 m3/d,按照市場電價折算提水電費只 有0.004元/m3。該示範工程已經過2周年的連續運行，曝氣汲水裝置從未發生過任何故障，證 明本項技術是安全可靠的。
權利要求
1. 通過曝氣汲水方式實現低揚程、大流量、低能耗提水和增氧的技術思路。
2. 由汲水筒和微孔曝氣系統組成的主體結構。
3. 汲水桶直立部分由直立曝氣筒、滑動密封套、漂浮伸縮筒、環狀漂浮體組成的插接式自 動伸縮筒體，可始終保持漂浮伸縮筒頂部略高於所在水體水位，確保最大汲水流量並防 止4亭一幾時倒流。
全文摘要
一種以曝氣為驅動力的微揚程、大流量、低能耗提水技術，適合於需要獲得低水頭(一般在0.2～1m)的任何場所，同時具有增氧和促使有氣味物質逸散功能。曝氣汲水裝置單元由水平導流筒、垂直曝氣筒、滑動密封套、漂浮伸縮筒、環狀漂浮體、微孔曝氣盤、曝氣盤安裝管架、輸氣管和羅茨風機組成，安裝在供水水體與受納水體之間的堤埂上。啟動羅茨風機時微孔曝氣盤曝氣，垂直曝氣筒內的水柱因充滿氣泡而比重減輕，液面升高而溢出，在水平導流筒內形成補充水流，將供水水體內的水不斷抽吸至受納水體中，可在兩個水體間建立起0.2m的水位差，並增氧2～3mg/L。可以根據工程需要，將若干曝氣汲水裝置單元並聯、串聯或並-串聯安裝，以獲得需要的流量和提水高度。該項工程技術可用於驅使景觀水體內部的水流循環、促使相鄰水體之間的大流量交換、驅動旁路水循環系統的流轉、溼地公園及水質淨化工程內部低揚程提水-增氧等，具有簡單可靠、耐汙耐腐、經濟實用等優勢。
文檔編號C02F7/00GK101412569SQ20081015599
公開日2009年4月22日 申請日期2008年10月22日 優先權日2008年10月22日
發明者玲 李, 李文朝, 凡 柯 申請人:中國科學院南京地理與湖泊研究所