一种船载式黑臭水体治理设备的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种船载式黑臭水体治理设备，属于水环境修复工程技术领域。所述的治理设备由加药系统、微纳米曝气系统、控制系统和动力系统组成。潜水泵与过滤网组联用，在隔离大颗粒杂物，保证后续设备正常运转的同时，为药剂配制过程及药剂喷洒过程提供充足的溶剂来源及进液来源，提高了加药效率。粉剂自动加入装置保证药剂配制过程的方便快捷；储药罐与加药罐联用，保证了加药的连续性及效率，同时节约运行成本。加药系统和微纳米曝气系统同时使用，在提升水体溶氧量的同时保证药剂均匀分散于黑臭水体中。设备参数设置和数据处理在控制系统上完成，大大提高了设备运行效率。
【专利说明】
一种船载式黑臭水体治理设备
技术领域
[0001]本发明涉及一种船载式黑臭水体治理设备，属于水环境修复工程技术领域。
【背景技术】
[0002]由于城市化的加速，大量污染物进入河道水体，导致水体过量纳污，出现水体供氧和用氧失衡现象，水体呈现缺氧、厌氧状态。在缺氧、厌氧的条件下，加剧了水体中污染物的分解和发酵，产生了大量硫化氢和氨气等恶臭气体。同时水体中的铁、锰等与水体中的硫离子形成硫化亚铁和硫化锰等黑色沉积物，使得水体和底泥发黑，且易对水体和环境造成二次污染。
[0003]目前，黑臭水体治理所涉及的设备主要有:I)曝气充氧设备。曝气充氧是解决水体黑臭的必要手段，曝气机虽然早已有之，但常规的鼓风机曝气根本无法在形态复杂面积庞大的河湖水域里安装，机械曝气机扩散面积很小，无法对大水面均匀曝气，真正适用于庞大河湖的曝气机很少。同时常规的曝气机所产生的气泡的尺寸过大，在水中的停留时间短，溶解效率低。2)微生物投加设备。目前微生物制剂大多数为固体形态，由于其加入量少，若以干粉形式采用设备投加，难以精准控制投加量及投加均匀性，目前大多以抛洒、喷射为主，容易造成投加不均匀，同时对于污染严重断面及区域难以进行有效控制。同时以上两类设备均是单独进行处理，对于二者结合为一体进行使用的设备并不多见。
[0004]上述已有的设备一定程度上促进了黑臭水体的治理，但仍存在不同的缺陷和适用性，难以同时满足黑臭水体治理过程中的环保、经济、高效等要求。因此，在现有设备基础上，集成已有技术，开发适用于黑臭水体治理的设备是亟待解决的问题。
【发明内容】
[0005]针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种结合曝气充氧修复与微生物处理净化于一体，且环保、经济和高效的船载式黑臭水体治理设备。
[0006]为了实现上述目的，其技术解决方案为:
[0007]—种船载式黑臭水体治理设备，所述的治理设备由加药系统、微纳米曝气系统、控制系统和动力系统组成，治理设备设置在船体上，加药系统由潜水栗、过滤网组、伸缩固定杆、第一液体流量计、第一电磁阀、储药罐、加药罐、第三电磁阀、第一排料阀、电动机、粉剂储料槽、固体流量计和第二电磁阀组成，潜水栗由伸缩固定杆固定于船体的外边缘，潜水栗的出液口通过管道与储药罐的进液口连接，连接潜水栗和储药罐的管道上设置有第一液体流量计和第一电磁阀，第一液体流量计位于第一电磁阀和潜水栗之间，潜水栗外设置有过滤网组，储药罐内设置有第一搅拌器，粉剂储料槽通过管道连接在储药罐的上方，在连接管道上设置有固体流量计和第二电磁阀，第二电磁阀位于固体流量计和储药罐之间，加药罐设置在储药罐下方，加药罐的进液口通过管道连接储药罐的出液口，在连接管道上设置有第三电磁阀，加药罐内设置有第二搅拌器，加药罐的下方设置有第一排料阀，第一搅拌器和第二搅拌器分别与电动机连接；
[0008]微纳米曝气系统由真空表、第四电磁阀、压缩气罐、空压机、第一单向电磁阀、气体吸嘴、自动排气阀、第一安全阀、压力表、第二单向电磁阀、第二安全阀、四通阀、第一微孔曝气装置、第二微孔曝气装置、第三微孔曝气装置、第二排料阀、气液分离罐、纳米气液混合栗、气体流量计、第五电磁阀、过滤器、第二液体流量计和第三液体流量计组成，纳米气液混合栗的进液口通过管道与加药罐出液口连接，在连接管道上依次设置有第二液体流量计、过滤器和第四电磁阀，第二液体流量计位于加药罐和过滤器之间，第四电磁阀位于过滤器和进液口之间，真空表连接在第二液体流量计和过滤器之间的管道上，压缩气罐通过管道与空压机连接，压缩气罐的出气口通过管道连接纳米气液混合栗的进气口，在连接管道上依次设置有气体流量计、第一单向电磁阀和气体吸嘴，气体吸嘴位于进气口和第一单向电磁阀之间，气体流量计设置在第一单向电磁阀和压缩气罐之间，气液分离罐的进液口通过管道连接纳米气液混合栗的出液口，第一安全阀和压力表分别通过管道连接在气液分离罐的上方，第二排料阀通过管道连接在气液分离罐的下方，四通阀通过管道分别连接气液分离罐出液口和第一微孔曝气装置、第二微孔曝气装置和第三微孔曝气装置的进液口，连接四通阀和气液分离罐的管道上依次设置有压力表、第二单向电磁阀和第二安全阀，压力表位于气液分离罐和第二单向电磁阀之间，第二安全阀位于第二单向电磁阀和四通阀之间，在连接潜水栗和第一液体流量计的管道上还连接有与纳米气液混合栗的进液口连接的管道，连接的管道上设置有第五电磁阀和第三液体流量计，第五电磁阀位于进液口一侧；
[0009]潜水栗、第一液体流量计、电动机、第一电磁阀、第二电磁阀、固体流量计、第三电磁阀、第一排料阀、第二液体流量计、真空表、第四电磁阀、纳米气液混合栗、第一单向电磁阀、气体流量计、空压机、自动排气阀、第二排料阀、第二单向电磁阀、第五电磁阀、第三液体流量计通过导线或无线与控制系统连接；
[0010]电动机、空压机、潜水栗和纳米气液混合栗外接动力系统。
[0011]所述的过滤网组的网孔由外向内依次为10目、20目、40目和60目。
[0012]所述的过滤器的网孔为60目。
[0013]所述的第一微孔曝气装置、第二微孔曝气装置和第三微孔曝气装置为悬挂式链式曝气器或膜片式微孔曝气器或管式曝气器或盘式曝气器或软管式曝气器等曝气器中的一种。
[0014]由于采用了以上技术方案，本发明的一种船载式黑臭水体治理设备采用的潜水栗和过滤网组联用，保证了药剂配制过程中和药剂喷洒过程中水源充足，同时过滤网组将颗粒杂物隔离，防止阻塞影响设备的正常运转;储药罐和加药罐联合使用，保证了加药过程的连续性，节省了运行时间，且内置搅拌器保证了可溶药剂的均匀混合以及不溶药剂的均匀分散，从而保证投药的均匀性;整个加药系统保证了粉剂投加的一键操作，便捷快速;纳米气液混合栗能保证气泡溶解效率和控制所产生微细气泡的尺寸;气体吸嘴能促使气体稳定吸入和高效溶解;第一单向电磁阀避免了每次开启纳米气液混合栗时重新调节吸气流量和防止关闭纳米气液混合栗时液体倒灌入吸气管路中；气液分离罐防止注入纳米气液混合栗中未能溶解的气体在压力调节阀前形成气窝，从而保证气泡溶解效果；自动排气阀和第一安全阀可以自动排放未溶解的气体，防止形成气压而产生隐患;微孔曝气装置在保证曝气效果的同时将配制好的药剂均匀的喷洒出去;空压机和压缩气罐不仅保证纳米气液混合栗正常工作所需压力和进气要求，同时可用于设备清洗结束之后的反吹流程，吹出各个管道中的积水，防止管道中积水腐蚀破坏设备管件，保证设备使用持久性;采用控制系统进行控制操作，可以根据水体污染程度及水体藻类分布情况，进行选择性控制，局部重点加药，大大提高设备运行效果。该船载式黑臭水体治理设备，将微纳米曝气与药剂投加结合，在曝气复氧的同时对黑臭水体进行治理净化，可以使药剂分散更均匀，利用率更高，同时可以加快黑臭水体中有机污染物以及氨氮等的降解，在净化水体的同时消除水体黑臭，恢复水体水生态系统，且无二次污染，工艺设备简单，操作方便，效果显著。系统参数设置和数据处理在控制系统上完成，大大提尚了系统效率。
【附图说明】
[0015]图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明进行进一步详细描述，见附图。
[0017]一种船载式黑臭水体治理设备，治理设备由加药系统、微纳米曝气系统、控制系统和动力系统组成，治理设备设置在船体38上，加药系统由潜水栗41、过滤网组42、伸缩固定杆40、第一液体流量计1、第一电磁阀3、储药罐4、加药罐10、第三电磁阀9、第一排料阀36、电动机2、粉剂储料槽8、固体流量计7和第二电磁阀6组成，潜水栗41由伸缩固定杆40固定于船体38的外边缘，潜水栗41的出液口通过管道与储药罐4的进液口连接，连接潜水栗41和储药罐4的管道上设置有第一液体流量计I和第一电磁阀3，第一液体流量计I位于第一电磁阀3和潜水栗41之间，潜水栗41外设置有过滤网组42，过滤网组42的网孔由外向内依次为10目、20目、40目和60目，储药罐4内设置有第一搅拌器5，粉剂储料槽8通过管道连接在储药罐4的上方，在连接管道上设置有固体流量计7和第二电磁阀6，第二电磁阀6位于固体流量计7和储药罐4之间，加药罐10设置在储药罐4下方，加药罐10的进液口通过管道连接储药罐4的出液口，在连接管道上设置有第三电磁阀9，加药罐10内设置有第二搅拌器37，加药罐10的下方设置有第一排料阀36，第一搅拌器5和第二搅拌器37分别与电动机2连接，微纳米曝气系统由真空表11、第四电磁阀12、压缩气罐13、空压机14、第一单向电磁阀15、气体吸嘴16、自动排气阀18、第一安全阀19、压力表20、第二单向电磁阀21、第二安全阀22、四通阀23、第一微孔曝气装置24、第二微孔曝气装置25、第三微孔曝气装置26、第二排料阀27、气液分离罐28、纳米气液混合栗30、气体流量计32、第五电磁阀33、过滤器34、第二液体流量计35和第三液体流量计39组成，纳米气液混合栗30的进液口 31通过管道与加药罐10出液口连接，在连接管道上依次设置有第二液体流量计35、过滤器34和第四电磁阀12，第二液体流量计35位于加药罐10和过滤器34之间，第四电磁阀12位于过滤器34和进液口 31之间，真空表11连接在第二液体流量计35和过滤器34之间的管道上，过滤器34的网孔为60目，压缩气罐13通过管道与空压机14连接，压缩气罐13的出气口通过管道连接纳米气液混合栗30的进气口 17，在连接管道上依次设置有气体流量计32、第一单向电磁阀15和气体吸嘴16，气体吸嘴16位于进气口 17和第一单向电磁阀15之间，气体流量计32设置在第一单向电磁阀15和压缩气罐13之间，第一单向电磁阀15的流向为气体流量计32—端流向进气口 17，气液分离罐28的进液口通过管道连接纳米气液混合栗30的出液口 29，第一安全阀19和压力表20分别通过管道连接在气液分离罐28的上方，第二排料阀27通过管道连接在气液分离罐28的下方，四通阀23通过管道分别连接气液分离罐28出液口和第一微孔曝气装置24、第二微孔曝气装置25和第三微孔曝气装置26的进液口，第一微孔曝气装置24、第二微孔曝气装置25和第三微孔曝气装置26为悬挂式链式曝气器或膜片式微孔曝气器或管式曝气器或盘式曝气器或软管式曝气器等曝气器中的一种，连接四通阀23和气液分离罐28的管道上依次设置有压力表20、第二单向电磁阀21和第二安全阀22，压力表20位于气液分离罐28和第二单向电磁阀21之间，第二安全阀22位于第二单向电磁阀21和四通阀23之间，第二单向电磁阀21的流向为气液分离罐28流向四通阀23，在连接潜水栗41和第一液体流量计I的管道上还连接有与纳米气液混合栗30的进液口 31连接的管道，连接的管道上设置有第五电磁阀33和第三液体流量计39，第五电磁阀33位于进液口 31—侧，潜水栗41、第一液体流量计1、电动机2、第一电磁阀
3、第二电磁阀6、固体流量计7、第三电磁阀9、第一排料阀36、第二液体流量计35、真空表11、第四电磁阀12、纳米气液混合栗30、第一单向电磁阀15、气体流量计32、空压机14、自动排气阀18、第二排料阀27、第二单向电磁阀21、第五电磁阀33、第三液体流量计39通过导线或无线与控制系统连接，电动机2、空压机14、潜水栗41和纳米气液混合栗30外接动力系统，动力系统可为发电机或者蓄电池。
[0018]本发明试验装置的工作原理:
[0019]系统设备运行时，通过控制系统设置好各系统运行参数，同时确保设备管路中各开关及阀门均处于关闭状态，向粉剂储料罐8中添加设计的药剂，电动机2、空压机14、潜水栗41和纳米气液混合栗30外接动力系统，动力系统可为发电机或者蓄电池。将第一微孔曝气装置24、第二微孔曝气装置25和第三微孔曝气装置26分别置于黑臭水体中，根据黑臭水体深度情况控制各个微孔曝气装置的入水深度;将潜水栗41置于黑臭水体中，通过伸缩固定杆40调整潜水栗41的高度并固定于船体38上。
[0020]根据控制系统设定的参数，首先连接潜水栗41与储药罐4管道上的第一电磁阀3和潜水栗41开启，根据第一液体流量计I设定的流量向储药罐4中注水；同时粉剂储料罐8与储药罐4之间管道上的第二电磁阀6开启，粉剂储料罐8根据固体流量计7设定的流量向储药罐4中投加固体粉剂；同时电动机2开启，电动机2带动第一搅拌器5将固体粉剂均匀分散于储药罐4内的水中，待达到程序设定所需药剂添加量及溶剂加入量时，第一电磁阀3、第二电磁阀6及潜水栗41自动关闭;此时，储药罐4与加药罐10之间的第三电磁阀9开启，储药罐4中液体全部进入到加药罐10中，然后第三电磁阀9自动关闭；然后重复上述步骤，进行药剂溶液的配制；当加药罐10中药剂溶液接近用完时，储药罐4立即向加药罐10中加入药剂溶液，确保设备运行的连续性。
[0021]在储药罐4第一次配制药剂溶液时，空压机14开启，向压缩气罐13中充入压缩空气。在加药罐10第一次加满药剂溶液时，微纳米曝气系统启动。此时，连接压缩气罐13和纳米气液混合栗30管道上的第一单向电磁阀15、连接潜水栗41和纳米气液混合栗30管道上的第五电磁阀33及连接纳米气液混合栗30和加药罐10管道上的第四电磁阀12自动开启，压缩空气、水和药剂溶液根据设定的流量流入纳米气液混合栗30，纳米气液混合栗30制备出含有直径小于30μπι微纳米气泡的气液混合溶液；同时，第二单向电磁阀21启动，纳米气液混合栗30中的气液混合溶液在压力作用下通过第一微孔曝气装置24、第二微孔曝气装置25和第三微孔曝气装置26喷入黑臭水体中，完成药剂的投加和曝气修复双重过程。
[0022]初次运转之前必须在纳米气液混合栗30内加水，同时确认纳米气液混合栗30的旋转方向正确无误;连接纳米气液混合栗30和加药罐10管道上的真空表11的读数起到监测纳米气液混合栗30工作是否正常，真空表11的负压显示一般控制在-0.lkg/cm2?+0.3kg/cm2。系统运行过程中，设备自动排气阀18、第一安全阀19、第二安全阀22、第一单向电磁阀15和第二单向电磁阀21的设置确保设备的安全运行。
[0023]黑臭水体修复完毕后，根据控制系统设定的参数，第二电磁阀6、第一排料阀36和第二排料阀27处于关闭状态，设备其它部件都处于启动状态，此时河道中的水不断进入设备并通过第一微孔曝气装置24、第二微孔曝气装置25和第三微孔曝气装置26排入水体中，该过程起到清洗设备的作用。
[0024]设备清洗完毕后，第二单向电磁阀21、纳米气液混合栗30和潜水栗41自动关闭，第一排料阀36自动打开排除储药罐4和加药罐10中的水，第二排料阀27自动打开排除气液分离罐28中的水；同时压缩空气反吹吹出各个管道中的积水，防止管道中积水腐蚀破坏;设备排水和反吹完毕后，关闭整个设备。
[0025]该治理设备在运行过程中需要定期检查各操作系统中的各装置运行情况，及时更换不符合系统要求和存在安全隐患的设备，确保设备安全运行，设备停止运行后需要及时清洗和保养，确保设备下次顺利运转以及设备的使用寿命。
【主权项】
1.一种船载式黑臭水体治理设备，其特征在于:所述的治理设备由加药系统、微纳米曝气系统、控制系统和动力系统组成，治理设备设置在船体(38)上，加药系统由潜水栗(41)、过滤网组(42)、伸缩固定杆(40)、第一液体流量计(1)、第一电磁阀(3)、储药罐(4)、加药罐(10)、第三电磁阀(9)、第一排料阀(36)、电动机(2)、粉剂储料罐(8)、固体流量计(7)和第二电磁阀(6)组成，潜水栗(41)由伸缩固定杆(40)固定于船体(38)的外边缘，潜水栗(41)的出液口通过管道与储药罐(4)的进液口连接，连接潜水栗(41)和储药罐(4)的管道上设置有第一液体流量计(I)和第一电磁阀(3)，第一液体流量计(I)位于第一电磁阀(3)和潜水栗(41)之间，潜水栗(41)外设置有过滤网组(42)，储药罐(4)内设置有第一搅拌器(5)，粉剂储料罐(8)通过管道连接在储药罐(4)的上方，在连接管道上设置有固体流量计(7)和第二电磁阀(6)，第二电磁阀(6)位于固体流量计(7)和储药罐(4)之间，加药罐(10)设置在储药罐(4)下方，加药罐(10)的进液口通过管道连接储药罐(4)的出液口，在连接管道上设置有第三电磁阀(9)，加药罐(1)内设置有第二搅拌器(37)，加药罐(1)的下方设置有第一排料阀(36)，第一搅拌器(5)和第二搅拌器(37)分别与电动机(2)连接； 微纳米曝气系统由真空表(U)、第四电磁阀(12)、压缩气罐(13)、空压机(14)、第一单向电磁阀(15)、气体吸嘴(16)、自动排气阀(18)、第一安全阀(19)、压力表(20)、第二单向电磁阀(21)、第二安全阀(22)、四通阀(23)、第一微孔曝气装置(24)、第二微孔曝气装置(25)、第三微孔曝气装置(26)、第二排料阀(27)、气液分离罐(28)、纳米气液混合栗(30)、气体流量计(32)、第五电磁阀(33)、过滤器(34)、第二液体流量计(35)和第三液体流量计(39)组成，纳米气液混合栗(30)的进液口(31)通过管道与加药罐(10)出液口连接，在连接管道上依次设置有第二液体流量计(35)、过滤器(34)和第四电磁阀(I2)，第二液体流量计(35)位于加药罐(10)和过滤器(34)之间，第四电磁阀(12)位于过滤器(34)和进液口(31)之间，真空表(11)连接在第二液体流量计(35)和过滤器(34)之间的管道上，压缩气罐(13)通过管道与空压机(14)连接，压缩气罐(13)的出气口通过管道连接纳米气液混合栗(30)的进气口(17)，在连接管道上依次设置有气体流量计(32)、第一单向电磁阀(15)和气体吸嘴(16)，气体吸嘴(16)位于进气口(17)和第一单向电磁阀(15)之间，气体流量计(32)设置在第一单向电磁阀(15)和压缩气罐(13)之间，气液分离罐(28)的进液口通过管道连接纳米气液混合栗(30)的出液口( 29)，第一安全阀(19)和压力表(20)分别通过管道连接在气液分离罐(28)的上方，第二排料阀(27)通过管道连接在气液分离罐(28)的下方，四通阀(23)通过管道分别连接气液分离罐(28)出液口和第一微孔曝气装置(24)、第二微孔曝气装置(25)和第三微孔曝气装置(26)的进液口，连接四通阀(23)和气液分离罐(28)的管道上依次设置有压力表(20)、第二单向电磁阀(21)和第二安全阀(22)，压力表(20)位于气液分离罐(28)和第二单向电磁阀(21)之间，第二安全阀(22)位于第二单向电磁阀(21)和四通阀(23)之间，在连接潜水栗(41)和第一液体流量计(I)的管道上还连接有与纳米气液混合栗(30)的进液口(31)连接的管道，连接的管道上设置有第五电磁阀(33)和第三液体流量计(39)，第五电磁阀(33)位于进液口(31)—侧； 潜水栗(41)、第一液体流量计(I)、电动机(2)、第一电磁阀(3)、第二电磁阀(6)、固体流量计(7)、第三电磁阀(9)、第一排料阀(36)、第二液体流量计(35)、真空表(11)、第四电磁阀(12)、纳米气液混合栗(30)、第一单向电磁阀(15)、气体流量计(32)、空压机(14)、自动排气阀(I8)、第二排料阀(27)、第二单向电磁阀(21)、第五电磁阀(33)、第三液体流量计(39)通过导线或无线与控制系统连接； 电动机(2)、空压机(14)、潜水栗(41)和纳米气液混合栗(30)外接动力系统。2.如权利要求1所述的一种船载式黑臭水体治理设备，其特征在于:所述的过滤网组(42)的网孔由外向内依次为10目、20目、40目和60目。3.如权利要求1所述的一种船载式黑臭水体治理设备，其特征在于:所述的过滤器(34)的网孔为60目。4.如权利要求1所述的一种船载式黑臭水体治理设备，其特征在于:所述的第一微孔曝气装置(24)、第二微孔曝气装置(25)和第三微孔曝气装置(26)为悬挂式链式曝气器或膜片式微孔曝气器或管式曝气器或盘式曝气器或软管式曝气器等曝气器中的一种。
【文档编号】C02F7/00GK106006944SQ201610647000
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年8月8日
【发明人】薛强, 刘银, 陈亿军, 姜利国, 彭建雄, 许越
【申请人】江苏中宜生态土研究院有限公司, 中国科学院武汉岩土力学研究所