一种水体增氧装置的制作方法

本发明属于环保水处理技术领域，主要用于湖泊、河流、水库、池塘、景观水、污水处理厂等地表水的增氧。

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。

淡水养殖是我国渔业资源开发的重要组成部分，当水体的溶解氧浓度小于2~3mg/l的时候，水体必须进行增氧，以保证鱼类的健康。研究表明，当水体的溶解氧>3.0mg/l的时候，喂食的转化率才达到最高，同时鱼类生长速度最快，存活率最高。

我国目前淡水养殖通常采用水车增氧，水车增氧耗能大，且如果溶解氧降低很快，开启水车增氧将很难将溶解氧较快提高到较高的水平。

同样，射流增氧也存在缺陷，射流增氧需要较大的体积，容易被水体的泥沙和杂物阻塞，难以清洁和维护。

利用加压空气来进行对水体增氧已经在实践中得到应用（如射流增氧机），如上所述，射流增氧机有其自生的固定缺陷，压缩空气在水中的利用效率取决于气体与水接触的时间，以及气体与水接触的面积。通过增加气体与水接触的面积，产生了微孔或纳米孔径曝气设备（如市场上的微孔曝气机），但是增加气体与水接触时间的装置，还未见报道。

本发明提供了一种能够快速应急供氧的装置，通过加压空气来循环水流，使水体氧气迅速提升。

技术实现要素：

该装置包括，一个“u”形管，包括水流下沉管、上升管、连接管、置于岸上的气体发生装置，水流下沉管从水面或水下与连接管相连，水流上升管在水下与连接管相连。

上述装置中，加压气体从水流下沉管高速进入装置，与水体充分混合，进入连接管和在上升管上升的时候，进一步与水体混合，使水体充分增氧，同时由于下沉管和上升管两边的水压差，造成水体不断从下沉管流向上升管。

上述装置中，气体也可以从水流上升管产生，气体发生装置可以是空压机、高压鼓风机、文丘里管等具有较大压力的装置，而辅助曝气装置置于上升管中，大量在上升管产生的空气为水体充氧，且带动水体流动，使下沉管和上升管产生压差，从而使整个水体充氧流动。

上述装置中，水体的深度一般应较大，比如大于1米，以保证空气与水体的充分混合。

上述装置中，气体上升管和气体下沉管的长度应该足够长，以保证气体能与水体充分混合，同时延长气体在管内的停留时间，增加气体与水体的接触时间。

上述装置中，若气体发生装置产生在上升管中，曝气装置应与水面有一定的距离，且距离越大，增氧效果越好。

上述装置中，上升管、下沉管、和连接管的材质可以是不锈钢、玻璃钢、硬质塑料等抗腐蚀、抗冲击、抗老化的材料。

上述装置中，水流下沉管与水流上升管的大小可以不同，即管径可以不同。

上述装置中，上升管和下沉管的形状不固定，可以是圆柱形，也可以是方形。

上述装置中，上升管、下沉管、连接管的管径应较大，一般应大于50cm。

上述装置中，上升管、下沉管的管口可安装铁丝网等防护装置，以避免水体中的杂物堵塞管道。

上述装置中，气体发生装置可以是空压机、高压鼓风机等具有较大压力的装置。

上述装置中，曝气装置可以是曝气盘、曝气管、曝气板等，优选的为微米或纳米曝气的装置。

上述装置中，水流上升管的数量可以是一个或多个，水流下沉管的数量也可以是一个或多个。

上述装置中，辅助曝气装置可以安装在气体上升管上。

上述装置中，上升管、下沉管的管口可安装铁丝网等防护装置，以避免水体中的杂物堵塞管道。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.快速增氧：由于没有机械损失，增氧产生的微小气泡直接与水体接触，经过气-水交换后，能达到高达30%的氧利用率，从而提高了增氧的效率。

2.降低能耗：由于充氧效率的提高，以及标准氧传输率的提高，单位能耗降低，从而提高了效率。

3.结构简单，易于维护：本发明在水体中没有移动的复杂部件，从而降低了部件损坏的频率，维修保养方便。

4.安全保障：由于本装置在水体中没有通电部分，动力装置位于岸上，因此水体对水生物和人类接触安全。

5.不易堵塞：本装置可以通过调节管径的尺寸和水流速度使水中的杂质随水体流动而排出装置外，不易引起装置堵塞。

附图说明

本发明的上述优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:图1是整个装置的结构说明：图中标记1.下沉水流方向2.加压气体发生方向3.下沉管4.上升管20.气泡

图2是改变气体和水体结构的装置：图中标记5.加压气体发生器6.辅助曝气装置14.水流方向

图3是复合上升管的结构：图中标记7.复合上升管17.水流方向18.气体发生气

图4是多个上升管的结构：图中标记：11.多个上升管的其中一个。

具体实施方式

下面描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为本发明的限制。

在本发明的描述中，术语“上”，“下”，“底”，“顶”，“前”，“后”，“内”，“外”，“横”，“竖”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有的特定方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例１：在本实施例中，水体大约1.5米深，上升管和下沉管管径0.8米，管长１米，上升管和下沉管通过连接管相连。形成的“u”形管材质为镀锌钢管。高压风机/压缩机通过通气管对在离水底0.2米深的上升管内的曝气盘供气，因为在上升管端的加压“气-水”的密度小于下沉管的水密度，因此能够使水流不断从下沉管到上升管流动。

试验1：如2.5马力的水车式增氧机的氧传输效率是3.52kgo2/h，即标准氧传输效率是0.575kgo2/kw-h，能将本试验的4000m²的水塘的溶解氧在4.2小时内从0升到3mg/l，耗电6.425kw-h电。而本发明的专置，氧传输效率是2.375kgo2/kw-h，只需1.6小时，耗电2.85kw-就能将4000m²水塘溶解氧从0升到3mg/l。

实施例2：（见图2）在本实施例中下沉管的管径为0.5m，上升管管径为0.3m，下沉管和上升管通过0.5转0.3米的变径连接管进行相连，加压空气通过0.3cm的管道给系统供气，0.2m的水管为系统供水，在流量为4m³/min的情况下，水体的溶解氧从0.2mg/l，上升到4.6mg/l，在流量为4.6m³/min情况下，水体的溶解氧从1.7mg/l，上升到6mg/l。

本发明的多个示意性实施例对本发明的具体实施方式进行了详细的描述，但是本领域技术人员可以设计出多种其他的改进和实施例，这些改进和实施例将落在本发明原理的精神和范围内。具体的，在前述公开，附图以及权利要求的范围内，可以在零部件和（或）从属组合布局的布置方面作出合理的变型和改进，而不会脱离本发明的精神。