[发明专利]一种促进表层底层间水导流的装置及水质净化方法

说明书

本发明涉及一种促进表层底层间水导流的装置及水质净化方法,其包括：第一浮筒；第二浮筒，设置在第一浮筒内部，并将第一支持物内部分成第一水域以及第二水域；曝气装置，位于第二水域中，所述曝气装置的上端与第二水域连通，所述曝气装置的任意一侧穿过第二浮筒与第一水域连通，与第一水域连通的一侧设有可开启/关闭的盖板，所述曝气装置底部设有导向机构，所述第二浮筒上方设有角度可调节的导向板组件。本发明通过改变导向机构以及导向板组件的状态，可以实现同一个装置，上层水向下导流或底层水向上导流的功能切换，使得多个相同的装置能够形成一个完整上下水导流的循环系统。

技术领域

本发明属于环保技术领域，涉及一种用于水域水质恶化的治理技术，特别是涉及一种能够简单切换进行上层水与下层水导流或下层水与上层水导流的促进上下水层导流装置以及水质净化方法，适用于改善水域下层常年缺氧环境，控制底泥中磷等污染物释放或者改善水域上层富营养化状态。

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。

黑臭及富营养化的形成首先是由于大量有机质或营养盐诱发特定微生物类群大量繁殖，引发水体溶解氧的急剧下降造成的。当水体长期处于缺氧/厌氧的环境时，原本的好氧型代谢将逐步向厌氧型代谢转化。因为有机物的厌氧代谢速率远小于好氧代谢速率，水体的自净能力也将消失殆尽。此时，大量污染物与营养盐在沉积作用下形成河道的表层底泥。并且在厌氧条件下，污染物与营养盐逐渐向还原态物质转化，例如H2S、FeS等。这些还原态物质容易使河流水体产生令人不悦的色、味。

而水体内含氮磷含量过高导致藻类突然性过度增殖，容易发生蓝藻水华现象，而蓝藻水华频发，内陆江河、湖泊水体及近海水域受到严重污染，降低了水资源利用效能；大量死亡藻类释放的有毒物质、致臭物质和有机物使局部水质和空气质量严重恶化，影响了水体的生态、渔业、景观等功能，甚至威胁到饮用水的安全。

湖泊表层水体产生的藻类等有机质不断沉降至深层水体，伴随着有机质降解等耗氧过程，下层水体溶解氧含量逐步下降，从而导致深层水体处于缺氧状态。在深水湖泊中(水深一般大于10-15m)，温跃层的形成阻碍了上层水体中氧气向下转移，下部静水层缺氧情况更为严重(溶解氧＜2mg/L)。深水湖泊一旦形成严重缺氧环境，就会形成“下层水体缺氧→沉积物磷等内源污染物释放增强→湖泊初级生产力提高→下层水体缺氧加剧”的正反馈效应，湖泊水质将明显恶化，主要表现为水体富营养化加剧、有毒气体硫化氢含量超标、有害重金属含量超标等，危害水生态系统，危及饮用水安全。近年来，因下层水体缺氧所导致的突发性水质恶化事件时有发生，直接威胁着区域供水及生态环境的安全，湖泊水环境生态系统保护、综合功能修复以及水资源可持续利用俨然已成为目前我国经济建设和社会发展迫切需要解决的热点问题。

为了解决富营养化现象，目前我国在工业污水和生活污水水处理领域大量使用各种曝气设备来增加水体溶解氧；河流、湖泊、水库、池塘、人工景观水体等地表水域的生态修复和水质改善中也经常用到各种曝气设备来曝气增氧。这些普通曝气设备种类繁多，包括各种鼓风曝气设备、射流曝气设备、气浮曝气设备、各种机械曝气设备(含各种叶轮曝气设备、水车曝气设备等)。但这些传统的普通曝气设备都存在一些问题，具体如下：

各种鼓风曝气设备、射流曝气设备、气浮曝气设备等都是通过制造微气泡使气泡中的氧气转移到水中来实现曝气增氧的，由于气泡具有强烈的上浮特性，一旦从曝气设备中溢出就迅速上浮，使得被充氧水体主要局限在水体上层，而水体的深层溶解氧不易增加。如果把各种鼓风曝气设备、射流曝气设备、气浮曝气设备等安装到深水区的水底进行曝气，虽然水体底层溶解氧可以增加，但水压加大，需要安装高扬程的鼓风机，能耗加大，运行成本加大，并不经济。