[发明专利]脉冲垂流曝气混合装置

说明书

本发明属于环境科学、环境工程、水利工程、给排水科学与工程领域，是一种用于深水型(水深大于10米，下同)湖泊、水库破坏/扰动水体季节性结构分层，进行水质改善与修复的脉冲垂流曝气混合装置；包括有浮体、穿孔进水立管、垂流立管、脉动曝气充氧器、固定锚；穿孔进水立管的上端设置有浮体，穿孔进水立管的下端通过垂流立管与脉动曝气充氧器连接，在脉动曝气充氧器的底部设置有固定锚；脉动曝气充氧器包括有从上往下依次设置的进水仓、脉动发生仓、进气仓；进水仓、进气仓均能与脉动发生仓连通，所述脉动发生仓上设置有气水喷射缝；本发明利用表层水体的天然势能，将表层水体引入湖库底部，充分利用了动力资源，降低了能量消耗。

技术领域

本发明属于环境科学、环境工程、水利工程、给排水科学与工程领域，是一种用于深水型(水深大于10米，下同)湖泊、水库破坏/扰动水体季节性结构分层，进行水质改善与修复的脉冲垂流曝气混合装置。

背景技术

深水型湖库存在所谓的“热分层效应”，主要指由湖库物理性稳定分层导致的水体溶解氧、pH、铁锰、氨氮、叶绿素a等水质异常。湖库的物理性稳定分层呈现季节性，表层水体受夏秋季节高温影响水温快速升高，而较深水体受气温影响较小，从而形成水温在垂直方向上的差异，进而引起水体密度差异，水体对流换停止，稳定分层结构形成，这种分层结构由气温升高产生，因此被称为“热分层”。深水湖库的热分层阻碍了水体垂向上的物质和能量交换，突出表现在垂向溶解氧含量的明显差异：表层水环境为富氧氧化状态，而底层水环境为缺氧厌氧还原状态。从而诱使底层沉积物中的污染物质转化释放进入上覆水体，形成内源污染，对湖库水质产生不利影响。

对于由热分层效应引起的深水型湖库，原位充氧混合技术一直都是简单、直接、高效的水质改善修复措施。原位充氧混合技术能够有效地破坏/扰动水体稳定分层，同时对底层水体进行复氧，从而能够有效地提高水库垂向混合强度、增加水库底部溶解氧含量、改变底层水环境厌氧缺氧的还原状态，抑制沉积物中污染物的转移释放。扬水曝气器是目前国内较为典型原位混合充氧装置，该装置能够应用对于大水深(水深大于50米)和强分层状态下的深水型湖库进行混合充氧。其工作原理主要是将底层水体充氧的同时，利用“气弹”活塞的形式将底层水体提升至表层参与混合。从实际应用来看，该装置对于深水型湖库局部热分层效应的遏制、水质的修复改善起到了一定效果。但是，该装置也存在缺陷，主要表现在以下两个方面：一方面表现在工作原理上，该装置将底层水体提升至湖库表层，动力消耗较大、混合充氧效率较低；另一方面表现在装置设计上，该装置设计复杂，构件繁多，装置巨大笨重，为安装、运行和维护带来了较大困难，影响了该装置的进一步推广应用。事实上，与底层水体相反，水库表层水体水温较高、呈微碱性、溶解氧近于饱和、藻类生长繁殖旺盛。如果将表层水体引入水库底层，将节约底层水体充氧量、抑制藻类异常增殖，同时尾水由于密度较小，在上升至水库表层过程中将对层次进行破坏/扰动，提高充氧混合效果。而表层水体位于湖库表面，具有天然的势能，只需克服层间密度差异即可以目的，对比扬水曝气技术将减少较大能耗。

发明内容

本发明是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种利用空气作为氧气来源和空气压力作为动力来源，对底层水体进行曝气充氧混合，同时将深水型热分层湖泊和水库的表层水体引入底部参与充氧混合，抑制扰动破坏水体稳定分层结构，抑制藻类的异常增殖的脉冲垂流曝气混合装置。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

脉冲垂流曝气混合装置，包括有浮体、穿孔进水立管、垂流立管、脉动曝气充氧器、固定锚；所述穿孔进水立管的上端设置有浮体，穿孔进水立管的下端通过垂流立管与脉动曝气充氧器连接，在脉动曝气充氧器的底部设置有固定锚；

所述脉动曝气充氧器包括有从上往下依次设置的进水仓、脉动发生仓、进气仓；所述进水仓、进气仓均能与脉动发生仓连通，所述脉动发生仓上设置有气水喷射缝。

在上述的脉冲垂流曝气混合装置中，所述浮体包括有浮盘及浮环，浮盘设置在穿孔进水立管的上端，在浮盘外设置有浮环。