[发明专利]一种地表水分层增氧的装置

说明书

本发明公开了一种用于深水湖泊、水库分层增氧的方法和装置，属于环保水处理技术领域。主要应用于深水湖泊、水库等水体的生态修复和水质改善。装置由一个大的侧面系列开口的容器箱、浮筒、水流上升管、侧面系列开口的水流下降管、曝气装置、潜水泵、表层水体（气体）交换口，以及岸上的气体发生装置等组成。系统为实现水体分层供氧，而又不打破水体分层，提高各层水体的溶解氧，为深水、中水、表水生物提供生境，定制供氧，在河湖生态恢复等领域有较大的发展空间。

技术领域

本发明属于环保水处理技术领域，主要应用于湖泊、河流、水库、池塘、景观水体等地表水的水体复氧。

背景技术

我国的河流、湖泊、水库、池塘等地表水大都存在着严重的污染。大量的未经处理的工业污水、生活污水、农业灌溉后水直接排入江、河、湖、海，造成水体污染和富营养化的频繁发生。污染物由于比重比水大，大多沉降于水底，大量的污染物降解超过了水体的自净能力，消耗底层水体的氧气，使底层水体长期处于缺氧状态。溶解氧不足，厌氧分解产生臭气和黑液，造成水体发黑发臭。同时由于底层水体缺氧，促进了底泥内磷的释放，进一步提高了水华发生的可能性。

湖泊分层，也叫做温度分层，是由于水质量的不同，造成水体分为不同物理、化学、生物性质的多个层面，通常分为表层、中层、底层。表层水体是与水表空气交换的水体，其溶解氧量较高；中层水体是温度随水深度变化最剧烈的水体，底层水体是温度较低，溶氧量相对较少，水流速度相对较慢的水体。在不进行交换的情况下，每层水体有其自己的物理化学特性。由于湖泊分层造成的“温跃层”是指温度和密度有巨大变化的一层，是上层的表面水层与底层之间的过渡层。湖泊分成造成溶解氧、温度、密度、物理、化学性质不同的三层水体。

中国实用新型专利(ZL200920025078.3)采用的专置，将水体底部的缺氧水吸到水体顶部，与水体顶部的富氧水进行交换，但是这种打破分层的增氧方法可能增加表层水体的磷含量，也可能增加水体的混浊度，使表层水体的水质质量下降，从而造成蓝藻爆发。同时底泥由于水体流动的带动，可能造成整个水体的水质下降，也可能对水体生物的生境产生影响，比如有些深水鱼类/底栖动物适应于深层水体，而另外一些鱼类和浮游生物适应于表层水体。有些水体虽然具有较低溶解氧的底层，但是中层仍然富氧，为鱼类的聚集区，打破分层必然影响这些鱼类的生境。有时，底层溶解氧的降低不断扩大，有可能造成底层、中层、表层水体的底部同时缺氧的情况。

本发明提供了一个能为特定深度的湖泊或水库进行造流和增氧的装置。该装置利用表层水体由于植物的光合作用造的氧来补偿深层水体的氧缺失。因此，需求的能量损耗要比其他的增氧方式小。该装置特别适用深水湖泊的溶解氧需求扩大到高于“温跃层”，引起低温深水生境(鱼类、底栖动物)的损失，以及水库的高质量的水体抽取，修复适应于深层水体的生境，同时降低营养盐的内循环，减少蓝藻曝发的发生。

发明内容

该装置包括：一个容器箱，箱体内的水流上升管、水流下沉管、容器箱侧面的用于水流进出的开口，容器箱内的对应于每个水体分层的可打开或关闭的门，容器箱底部有微孔或其他形式的曝气装置，容器箱顶部可安装有的潜水泵，以及容器箱侧面的帮助调节装置在水中位置的浮筒。

1.上述装置中，容器箱和水流上升、下沉管的材料可以是聚乙烯、聚丙烯、不锈钢、玻璃钢、铝锰合金等耐腐蚀、抗氧化、耐低温及抗紫外线的材料，容器箱形状优选为圆桶状。容器箱的大小和高度可以跟据湖泊需氧量、曝气设备的大小、湖泊底层的高度、湖泊的深度、底泥层的高度、表层、中层、底层水体的高度进行设计和调节。

2.上述装置中，水流上升管、水流下沉管的材料也可以是聚乙烯、聚丙烯、不锈钢、玻璃钢、铝锰合金中的一种耐腐蚀、抗氧化、耐低温及抗紫外线的材料，水流上升管底部与曝气系统的曝气管(盘)相连接。水流下沉管的出水口应位于湖泊的底层，且与底泥层有一定的距离，避免搅动底泥，水流上升管一般应高于水流下沉管，从而使增氧后的水流沿重力流向底层。