一種太陽能驅(qū)動無泡曝氣裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種太陽能驅(qū)動無泡曝氣裝置，包括浮板平衡裝置，還包括設置在浮板平衡裝置上的太陽能電板外罩，浮板平衡裝置上還設置有加壓氣箱和空氣泵，浮板平衡裝置的底部設置有進水軟管，進水軟管內(nèi)設置有無泡曝氣膜，空氣泵的出風口與加壓氣箱進氣口連通，加壓氣箱的出氣口與氣管一端連通，氣管另一端延伸至無泡曝氣膜處，無泡曝氣膜上方設置有吸水泵，吸水泵與設置在浮板平衡裝置上的水射噴射水泵連接，水射噴射水泵與設置在浮板平衡裝置上的喇叭口型擴散器連通。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，實用方便；消除有機物污染和黑臭；減少水體營養(yǎng)鹽含量；消除藻類水華；改善水色及透明度；減少底泥內(nèi)源污染。
【專利說明】—種太陽能驅(qū)動無泡曝氣裝置
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及水體污染防治領域，更具體涉及一種太陽能驅(qū)動無泡曝氣裝置，適用于城市污水處理、工業(yè)廢棄物處理、凈化及循環(huán)利用。
【背景技術(shù)】
[0002]河道曝氣復氧裝置的供能仍以傳統(tǒng)電力為主，這種供能方式不僅需要消耗常規(guī)電能，而且受到電網(wǎng)分布的限制，使得一些河道的曝氣難以進行。本設計擬采用一種利用太陽能的河道光伏曝氣裝置，將光能轉(zhuǎn)化為電能取代常規(guī)電網(wǎng)帶動增氧氣泵為河道曝氣增氧，可以擺脫對電網(wǎng)的依賴并且達到節(jié)能環(huán)保的目的。
[0003]河道污染程度具有季節(jié)性，尤其是流動性較差的河道，夏天的黑臭現(xiàn)象尤為嚴重，因此要求夏季時增加曝氣時間增加水體中溶氧量。太陽能發(fā)電也具有相同的季節(jié)性，夏天日照時間長，日照強度大，可供負載工作更長時間；將太陽能應用于河道曝氣系統(tǒng)，與為河道曝氣所需的能量在供需關系上具有類似的季節(jié)性，使此系統(tǒng)更為實用。太陽能曝氣系統(tǒng)利用穩(wěn)壓器將太陽能電池與增氧氣泵直接連接起來，節(jié)省了由于使用蓄電池的成本，減少了環(huán)境污染，集成度高，其內(nèi)部自帶的故障保護功能大大減少了外圍電路設計，為系統(tǒng)的獨立、安全地運行提供了保障。
[0004]傳統(tǒng)的生物曝氣系統(tǒng)采用鼓泡供氧方式，氧氣傳質(zhì)效率較低，且當水體需氧量較高時，無法滿足水體中各類生物及化學反應對02的需要，從而限制了水體自凈系統(tǒng)的凈化能力。近年來，業(yè)界中開發(fā)了一種新型的無泡曝氣膜生物反應裝置。該系統(tǒng)采用透氣性致密膜(如硅橡膠膜)或微孔膜(如疏水性聚合膜)作為氧傳遞介質(zhì)和生物膜載體，在低于氧在水中的泡點壓力情況下，實現(xiàn)氧氣和營養(yǎng)基質(zhì)從生物膜兩側(cè)向生物膜傳遞并在膜內(nèi)反應消耗。此工藝可使氧的利用率接近100%,而傳統(tǒng)曝氣池氧的利用率一般只有5%-15%。同時，氧不會鼓泡將揮發(fā)性有機物隨水帶出，避免了二次污染。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的是在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種太陽能驅(qū)動無泡曝氣裝置。3周內(nèi)可完全消除水體的黑臭現(xiàn)象，強化了底泥的生物氧化作用。與同類產(chǎn)品相比具有較大的處理面積。能顯著提高水體透明度，有效降低水體中的C0D、TN、NH4+-N、TP濃度。不斷更新表層水，使整個水體形成了高效率的氧氣擴散和溶解機制，其水循環(huán)與流動產(chǎn)生較平穩(wěn)的水力條件有利于微生物生長。
[0006]本實用新型的上述目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0007]一種太陽能驅(qū)動無泡曝氣裝置，包括浮板平衡裝置，還包括設置在浮板平衡裝置上的太陽能電板外罩，浮板平衡裝置上還設置有加壓氣箱和空氣泵，浮板平衡裝置的底部設置有進水軟管，進水軟管內(nèi)設置有無泡曝氣膜，空氣泵的出風口與加壓氣箱進氣口連通，加壓氣箱的出氣口與氣管一端連通，氣管另一端延伸至無泡曝氣膜處，無泡曝氣膜上方設置有吸水泵，吸水泵與設置在浮板平衡裝置上的水射噴射水泵連接，水射噴射水泵與設置在浮板平衡裝置上的喇叭口型擴散器連通。
[0008]如上所述的浮板平衡裝置包括若干個空心浮筒，各個空心浮筒之間通過鋼管架連接。
[0009]如上所述的鋼管架為正六邊形，，空心浮筒設置在鋼管架的六個角和中心位置。
[0010]如上所述的無泡曝氣膜懸掛在鋼管架下方。
[0011]如上所述的無泡曝氣膜為聚丙烯膜。
[0012]如上所述的加壓氣箱的進氣口和出氣口均設置有空氣過濾器。
[0013]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點:
[0014]1、結(jié)構(gòu)簡單，實用方便:溶解氧是水體凈化的重要因素之一。溶解氧高，有利于對水體中各類污染物的降解，從而使水體較快得以凈化；反之，溶解氧低，水體中污染物降解緩慢。太陽能曝氣技術(shù)對改善水質(zhì)的作用主要有以下幾個方面。
[0015]2、消除有機物污染和黑臭:由于無泡曝氣具有很高的氧氣交換效率，能夠提供更加充足的氧氣，在豐富好氧微生物的條件下，有機物污染指標COD和BOD明顯下降，黑臭現(xiàn)象消失。同時，水體底部的有機物降解所產(chǎn)生的甲烷、硫化氫等有毒和有害氣體被去除。無氣泡上升的攪拌作用不會翻攪底床污泥產(chǎn)生不必要的污泥污染。
[0016]3、減少水體營養(yǎng)鹽含量:由于本設備曝氣具有很強的氧氣滯留性和擴散性，其上升作用弱，水體充氧后可有效抑制湖底厭氧菌的有機質(zhì)分解過程，減少水底氮、磷營養(yǎng)鹽的釋放量。
[0017]4、消除藻類水華:具有較強的復氧功能，可提高水生動物的生存環(huán)境，從而抑制藻類的生長。
[0018]5、改善水色及透明度:被污染水體中的多種無機和有機懸浮物、活的浮游植物及死亡的殘骸、大型水生植物碎屑、分解的有機體碎屑等是影響水色和透明度的主要物質(zhì)。太陽能無泡曝氣能夠更加有效地促進水生生物的生長，從而減少了水中有機質(zhì)，使水體透明度明顯提高，改善水色。
[0019]6、減少底泥內(nèi)源污染:曝氣增氧后，河湖底質(zhì)表層含氧量增加，好氧微生物活動趨強，通過微生物的代謝過程促進底泥有機污染物的降解，逐步形成無機化底質(zhì)覆蓋層，阻斷內(nèi)源污染。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的主視圖；
[0021]圖2為本實用新型的俯視圖。
[0022]圖中:1一太陽能電板外罩，2-1-空氣泵，3-1-喇叭口型擴散器，3-2-水射噴射水泵，4 一進水口，5-1-空心浮筒，5-2-鋼管架，6—進水軟管，7-1-加壓氣箱，7_2_空氣過濾器，7-3-無泡曝氣膜，8-1-葉輪，8-2-變速箱。
【具體實施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案作進一步詳細描述。
[0024]實施例1
[0025]如圖f圖2所示，一種太陽能驅(qū)動無泡曝氣裝置，包括浮板平衡裝置，還包括設置在浮板平衡裝置上的太陽能電板外罩1，浮板平衡裝置上還設置有加壓氣箱7-1和空氣泵2-1，浮板平衡裝置的底部設置有進水軟管6，進水軟管6內(nèi)設置有無泡曝氣膜7-3，空氣泵2-1的出風口與加壓氣箱7-1進氣口連通，加壓氣箱7-1的出氣口與氣管一端連通，氣管另一端延伸至無泡曝氣膜7-3處，無泡曝氣膜7-3上方設置有吸水泵，吸水泵與設置在浮板平衡裝置上的水射噴射水泵3-2連接，水射噴射水泵3-2與設置在浮板平衡裝置上的喇叭口型擴散器3-1連通。浮板平衡裝置包括若干個空心浮筒5-1，各個空心浮筒5-1之間通過鋼管架5-2連接。鋼管架5-2為正六邊形，，空心浮筒5-1設置在鋼管架5-2的六個角和中心位置。無泡曝氣膜7-3懸掛在鋼管架5-2下方。無泡曝氣膜7-3為聚丙烯膜。加壓氣箱7-1的進氣口和出氣口均設置有空氣過濾器7-2。
[0026]太陽能電板外罩1，為封閉結(jié)構(gòu)，每個太陽能光伏電板均按照預定尺寸成型。驅(qū)動系統(tǒng)，采用集成控制電機系統(tǒng)，為太陽能直流無刷電機空氣泵2-1，主要為加壓氣箱加氣7-1，通過加壓氣箱7-1對無泡曝氣膜7-3提供空氣，運行穩(wěn)定性強，無需頻繁的維護更換；且體積小重量輕，安裝方便。
[0027]分流擴散器，為低功率高能效水射噴射系統(tǒng)，能將進水軟管6靠近水面部分已經(jīng)被無泡曝氣膜7-3處理過的富含溶解氧的高溶氧水擴散至整個太陽能驅(qū)動無泡曝氣裝置周邊約半徑20米左右水域范圍，通常的接2?4個噴射水管，間歇工作。可根據(jù)復氧要求調(diào)控噴射時間。分流擴散器包括喇叭口型擴散器3-1和水射噴射水泵3-2。其工作原理是，由太陽能電板外罩供電的吸水泵，吸取復氧處理之后的水至水射噴射水泵。再由水射噴射水泵3-2將水加壓噴射至喇叭口型擴散器3-1，水由喇叭口型擴散器3-1噴出太陽能曝氣裝置，在曝氣裝置周圍水域形成大面積復氧區(qū)域。水由喇叭口型擴散器3-1可以是喇叭口型的噴射管。
[0028]浮板平衡裝置，用以調(diào)整外殼重心，防止外殼翻覆。浮板平衡裝置包括塑料材質(zhì)空心浮筒5-1和鋼管架5-2，鋼管架5-2為正六邊形結(jié)構(gòu)，在鋼管架5-2的正六邊形每個角頂點和中心位置設置共7個空心浮筒5-1，塑料材質(zhì)空心浮筒5-1用空心鋼管架5-2相連。鋼管架5-2之下可懸掛無泡曝氣膜為聚丙烯材質(zhì)憎水膜、進水軟管6和吸水泵。
[0029]進水軟管6，采用軟管材質(zhì)，懸掛于浮板平衡裝置的鋼管架5-2上，下水后浸沒于水中。工作時通過吸水泵吸收水體水面下2-3米缺氧水，通過無泡曝氣充氧系統(tǒng)復氧傳送至分流擴散器。
[0030]無泡曝氣充氧系統(tǒng)，以無泡曝氣膜為材料，在不產(chǎn)生氣泡的情況下將空氣中的氧氣交換至水中達到復氧目的。無泡曝氣充氧系統(tǒng)包括加壓氣箱7-1、空氣過濾器7-2和無泡曝氣膜7-3(聚丙烯材質(zhì)憎水膜)。加壓氣箱7-1由空氣泵2-1供給空氣并設置在鋼管架5-2上，加壓氣箱7-1內(nèi)保持恒定的氣壓，供氣過程為防止空氣中顆粒物進入無泡曝氣膜7-3堵塞無泡曝氣膜7-3的孔隙，在加壓氣箱7-1進氣口和出氣口均設置有空氣過濾器7-2。加壓氣箱7-1通過氣管將空氣輸送到無泡曝氣膜7-3，無泡曝氣膜7-3懸掛于設置在鋼管架5-2之下，并位于進水軟管6之內(nèi)，工作時浸沒于水中。安裝時，進水軟管6內(nèi)設置多層無泡曝氣膜7-3，每層無泡曝氣膜7-3錯開分布。無泡曝氣膜7-3可在提供氧氣交換的同時作為生物膜載體。
[0031]吸水泵，包括葉輪8-1和變速箱8-2，主要提供分流擴散器進水和進水軟管6的進水動力。設置在進入進水軟管6靠近水面部分，葉輪為主體部分懸掛于鋼管架5-2之下，變速箱8-2安裝于鋼管架5-2之上。
[0032]結(jié)合具有最小升力條件的泵系統(tǒng)設計和太陽能電機系統(tǒng)，產(chǎn)生縱向的高速流來攪動水體，同時在水體表層維持一個近層狀流的條件。由于這種獨特的設計，可使常見的水體表層富氧而深層嚴重缺氧的情況得到顯著改善，大大提高水體的含氧量，加速生物凈化過程，提高水體的自凈能力。
[0033]在陽光充足時，通過進水軟管產(chǎn)生約為11.3 m3 /min的主體流量。吸水泵的葉輪具有軸向流和正向位移的雙重特性，在較低轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)動。吸水泵的抽吸作用能夠使深層水體快速流向水體表面，當主體流離開吸水泵的葉輪以一種近層流的方式流至分流擴散器，將引起感應流(其流速是主體流的4倍)從水底直接向上涌動，感應流與主體流匯合后沿著水體表面以360°輻射狀向外擴散。
[0034]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬【技術(shù)領域】的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能驅(qū)動無泡曝氣裝置，包括浮板平衡裝置，其特征在于，還包括設置在浮板平衡裝置上的太陽能電板外罩(1)，浮板平衡裝置上還設置有加壓氣箱(7-1)和空氣泵(2-1)，浮板平衡裝置的底部設置有進水軟管(6)，進水軟管(6)內(nèi)設置有無泡曝氣膜(7-3)，空氣泵(2-1)的出風口與加壓氣箱(7-1)進氣口連通，加壓氣箱(7-1)的出氣口與氣管一端連通，氣管另一端延伸至無泡曝氣膜(7-3)處，無泡曝氣膜(7-3)上方設置有吸水泵，吸水泵與設置在浮板平衡裝置上的水射噴射水泵(3-2)連接，水射噴射水泵(3-2)與設置在浮板平衡裝置上的喇叭口型擴散器(3-1)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能驅(qū)動無泡曝氣裝置，其特征在于，所述的浮板平衡裝置包括若干個空心浮筒(5-1)，各個空心浮筒(5-1)之間通過鋼管架(5-2)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種太陽能驅(qū)動無泡曝氣裝置，其特征在于，所述的鋼管架(5-2)為正六邊形，空心浮筒(5-1)設置在鋼管架(5-2)的六個角和中心位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種太陽能驅(qū)動無泡曝氣裝置，其特征在于，所述的無泡曝氣膜(7_3)懸掛在鋼管架(5-2)下方。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能驅(qū)動無泡曝氣裝置，其特征在于，所述的無泡曝氣膜(7-3)為聚丙烯膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能驅(qū)動無泡曝氣裝置，其特征在于，所述的加壓氣箱(7-1)的進氣口和出氣口均設置有空氣過濾器(7-2)。
【文檔編號】C02F3/02GK203794690SQ201420188425
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月17日
【發(fā)明者】徐承睿 申請人:湖北金潤德環(huán)保技術(shù)有限公司