[发明专利]一种用于河流修复的曝气系统

说明书

本发明公开了河流修复技术领域的一种用于河流修复的曝气系统，旨在解决现有技术中微孔曝气的运行周期和曝气量依经验确定，曝气精度偏差大，资源消耗量大，曝气过程未充分考虑水流对氧扩散转移的影响的技术问题。包括曝气控制模块，曝气控制模块连接曝气控制中心；风机通过通风管道将空气送至曝气控制模块，曝气控制模块通过通风支管道将空气送至多个曝气器，曝气控制模块调节每个曝气器的曝气量和曝气时间，曝气器上设置曝气器控制模块，曝气控制中心通过曝气器控制模块控制曝气器。本发明对工程师经验的依赖性小，能源消耗量小，曝气效果增强，能结合具体的水文情况实时调整曝气过程，实现曝气过程的实时监控。

技术领域

本发明属于河流修复技术领域，具体涉及一种用于河流修复的曝气系统。

背景技术

曝气是一种常见的河流原位修复技术，其原理是增加河流水体的溶解氧浓度，促进河流中的微生物好氧菌群的代谢，增强河流的自净能力，达到分解污染物的效果。现有的曝气方式主要分为两类，机械曝气和鼓风曝气。机械曝气对水体的扰动较大，用于河流会导致河流底泥再悬浮和底泥中污染物释放到水体，影响下游河流的水质状况，故常用于污水处理厂的曝气池中，而不用于河流原位曝气。鼓风曝气根据曝气孔的大小可分为大孔、中孔、微孔等。气泡越大，其在水中的停留时间越短，氧的转移率也就相应的越低。因此微孔曝气是一种高效的河流原位曝气技术，然而它仍然存在一定的局限。一是其运行周期和曝气量的确定多依靠有经验的工程师，基于经验的决策不可避免会有一定的偏差，导致资源浪费；二是河流底泥是微生物的主要活动场所，精准的增加底泥中的溶解氧浓度对于提高河流自净能力，减少资源损耗至关重要；三是河流中的水流受到河流形态、流速、流向的影响，会对氧的扩散和转移产生影响，现有的微孔曝气技术并未考虑这一现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于河流修复的曝气系统，以解决现有技术中微孔曝气的运行周期和曝气量依经验确定，曝气精度偏差大，资源消耗量大，曝气过程未充分考虑水流对氧扩散转移的影响的技术问题。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种用于河流修复的曝气系统，包括曝气控制模块，所述曝气控制模块控制风机将空气通过通风管道输送至所述曝气控制模块，所述曝气控制模块通过通风支管道将空气送至曝气器，所述曝气控制模块连接曝气控制中心，所述曝气控制中心连接曝气器控制模块。

所述曝气器控制模块包括通信组件，所述通信组件与曝气控制中心连接。

所述曝气器控制模块包括动力组件，所述动力组件通过所述通信组件接收所述曝气控制中心的指令并根据指令将所述曝气器移动到指定位置。

所述曝气控制模块包括传感器固定组件，所述传感器固定组件包第一电机、第二电机，所述第二电机连接伸缩机构，所述伸缩机构通过伸缩变换将传感器定位在不同的水深位置，所述第一电机连接所述第二电机并使所述第二电机以所述第一电机为圆心转至任一角度，所述第一电机和所述第二电机通过所述通信组件连接所述曝气控制中心。

所述伸缩机构上设置传感器通信组件，所述传感器通信组件将传感器采集到的信息通过所述通信组件传送至所述曝气控制中心。

所述传感器包括流速传感器、浊度传感器和溶解氧传感器。

所述曝气器包括曝气头，所述曝气头上设有多个通孔。

所述曝气控制模块包括过滤装置，空气经过所述过滤装置过滤后被送入所述曝气器。

所述曝气控制模块包括手动模式和自动模式，手动模式时通过曝气控制模块设置曝气参数；自动模式时通过曝气控制中心预设的曝气量模型设置曝气参数。

所述曝气量模型为：

e(k)＝OTR_measure(k)-OTR_set/default(k) (2)