CN108083463A - 一种用于湖泊治理的移动式风能曝气*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于湖泊治理的移动式风能曝气***，主要包括浮体、安装于浮体上部的风力发电装置、内置于浮体的空压机、设于浮体底部的潜水推流桨和曝气装置；所述浮体为内部中空的碗状结构；所述风力发电装置分别与空压机和潜水推流桨相连；所述空压机的入口与外界空气连通，空压机的出口与曝气装置连通；所述曝气装置包括主曝气管，主曝气管绕着浮体的底部边沿布置，主曝气管与空压机的出口连通；所述主曝气管上均匀间隔安设多个竖直的支曝气管。本发明的有益效果为：浮体为碗状结构，浮体内部中空，为空压机和蓄电池提供安装场所，设置于浮体上部的风力发电装置与设置于浮体内部的蓄电池和空压机共同维持整个***的平衡，有效防止了浮体倾覆。
Description
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种用于湖泊治理的移动式风能曝气***。
背景技术
我国水资源总量多，但由于人口数量庞大，人均用水量低，而其中能作为饮用水的水资源更加有限。工业废水、生活污水和其他废弃物带入江河湖泊等水体的污染物超过了水体的自净能力，造成了水体的严重污染。水体受到污染后其物理、化学、生物等方面特征改变，影响水的利用价值，危害人体健康或破坏生态环境。水污染处理中最为复杂和困难的问题是水体的富营养化，一方面由于污染源比较复杂，既有天然源，又有人为源，既有外源性，又有内源性；另一方面由于营养物质的去除难度高。湖泊、江河和海湾等缓流水体中的氮、磷等植物营养物质含量过多，很容易引起富营养化。当水体中出现富营养化现象时，水体中的浮游植物大量生殖，水中的溶解氧含量降低，导致鱼类难以生存，藻类种类减少，加快了湖泊等水体的老化。
针对湖泊等受污染水体所采用的技术手段主要有工程性措施、化学方法和生物性技术。工程性措施包括挖掘底泥沉积物、进行水体深层曝气、注水冲稀以及在底泥表面敷设塑料等；化学方法主要包括凝聚沉降和采用化学药剂杀藻，比如向水体中投加铁、钙或铝等药剂，通过其与溶解性盐反应生成不溶性沉淀物而沉淀下来，进行去除；生物性技术主要是利用水生生物吸收氮、磷等元素进行代谢活动去除水体中的营养成分。生物性技术中应用较多的是生物修复技术，通常采取的措施为溶解氧浓度控制、光强控制、垂直混合控制、入湖河流营养盐控制、鱼类群落控制和湖滨带生态控制。以上三种技术手段均存在一定的缺陷：工程性措施对生态***产生的影响较小，但是一般需要人进行操作，需要大量耗能、耗时和耗力，且效率较低；化学方法需要向水体中投加药剂来降低污染物含量，但是投药量难控制，如果投加的药量过多，对水体会产生二次污染；生物性技术对水体产生的影响也较小，但是需要人工进行管理，生长条件也较为苛刻，很容受季节的影响，适应性较差。因此，如何提供一种既能节约能源和人力又不会对水体产生二次污染的处理***具有很大的现实意义。
目前，很多研究者提出可以利用太阳能或风能为能源对污染水体进行处理，比如通过为污染水体曝气来提高水体溶解氧浓度的方法。我国用于河道湖泊治理的处理技术是人工曝气复氧技术，采用人工的方法向水体中充入空气或纯氧，提高水体中溶解氧的浓度，但是人工复氧技术的投资较高，还多需要人工操作和能量消耗。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种不会对水体造成二次污染的用于湖泊治理的移动式风能曝气***。
本发明采用的技术方案为：一种用于湖泊治理的移动式风能曝气***，主要包括浮体、安装于浮体上部的风力发电装置、内置于浮体的空压机、设于浮体底部的潜水推流桨和曝气装置；所述浮体为内部中空的碗状结构；所述风力发电装置分别与空压机和潜水推流桨相连；所述空压机的入口与外界空气连通，空压机的出口与曝气装置连通；所述曝气装置包括主曝气管，主曝气管绕着浮体的底部边沿布置，主曝气管与空压机的出口连通；所述主曝气管上均匀间隔安设多个竖直的支曝气管，支曝气管沿高度方向开设多个曝气孔。
按上述方案，所述曝气***还包括设于浮体上部的可视化探测器，可视化探测器与控制箱相连，控制箱与潜水推流桨相连；可视化探测器包括上探头和下探头，所述上探头设于浮体的上部，根据设定的距离探测浮体周围的障碍物；所述下探头设于浮体的底部，用于探测浮体所处位置的水深。
按上述方案，所述支曝气管的下端连接有配重块。
按上述方案，所述曝气***还包括与风力发电装置相连的蓄电池，蓄电池设于浮体内部；所述蓄电池分别与空压机和潜水推流桨相连。
按上述方案，所述风力发电装置包括发电组件和多个呈片状的叶轮，多个叶轮整体组合形成球状体结构。
按上述方案，浮体的底部设有圆托，主曝气管绕着浮体的底部圆托边沿布置；所述曝气孔沿圆托径向向外开设于支曝气管上。
本发明的有益效果为：
1、浮体为碗状结构，有利于风力发电机的放置；浮体内部中空，为空压机和蓄电池提供安装场所，设置于浮体上部的风力发电装置与设置于浮体内部的蓄电池和空压机共同维持整个***的平衡，有效防止了浮体倾覆。
2、风力发电装置的多个叶轮组成球状结构，可保证整个发电装置的运行不受风向的约束，在任何风向下叶轮的扫风面积均最大，获得最高的输出功率。
3、可视化探测器可以根据探测结果调节潜水推流桨调转方向，实现了***的自动化控制，可以根据探测结果调节潜水推流桨调转方向，无需人工操作。
4、主曝气管设置为环状，且沿主曝气管均匀间距设置支曝气管，可以全方位的向污染水体提供氧气。
5、使用空压机，可实现深层水体的曝气；气体在水体中移动的路程加长，提高了氧气在水体中的溶解度，且不会对水体产生二次污染。
6、本发明所述***结构设计合理，可行性好，可靠性高。
附图说明
图1为本发明一个具体实施例的立面图。
图2为本实施例的俯视图。
其中：1、水体；2、浮体；3、风力发电装置；4、可视化探测器；5、蓄电池；6、空压机；7、潜水推流桨；8、主曝气管；9、支曝气管；10、配重块。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。
如图1和图2所示的一种用于湖泊治理的移动式风能曝气***，包括浮体2、安装于浮体2上部的风力发电装置3、内置于浮体2的空压机6、设于浮体2底部的潜水推流桨7和曝气装置；所述浮体2为内部中空的碗状结构，浮体2的底部设有圆托；所述风力发电装置3分别与空压机6和潜水推流桨7相连，风力发电装置3为空压机6和潜水推流桨7提供电能；所述空压机6的入口与外界空气连通，空压机6的出口与曝气装置连通。
本发明中，所述曝气装置包括主曝气管8，主曝气管8绕着浮体2的底部圆托边沿布置，主曝气管8与空压机6的出口连通；所述主曝气管8上均匀间隔安设多个竖直的支曝气管9，支曝气管9沿圆托径向向外开设多个曝气孔；所述支曝气管9的下端连接有配重块10。
本发明中，所述曝气***还包括与风力发电装置3相连的蓄电池5，蓄电池5设于浮体2内部；所述蓄电池5分别与空压机6和潜水推流桨7相连；蓄电池5储存风力发电装置3多余的电能（整流后储存），并在无风或弱风情况下为空压机6和潜水推流桨7提供电能。
本发明中，所述曝气***还包括可视化探测器4和控制箱，可视化探测器4与控制箱相连，控制箱与潜水推流桨7相连；所述控制箱用于转换信号，实现对推流桨7的控制；可视化探测器4包括上探头和下探头，所述上探头设于浮体2的上部，根据设定的距离探测浮体2周围的障碍物；所述下探头设于浮体2的底部，用于探测浮体2所处位置的水深。当可视化探测器4的探测值显示浮体2与障碍物的距离或浮体2所处位置的水深小于设定值时，可视化探测器4智能调节潜水推流桨7调转方向，避免浮体2与障碍物碰撞或行至岸边搁浅。
本发明中，所述风力发电装置3包括发电组件和多个呈片状的叶轮，多个叶轮整体组合形成球状体结构，以保证整个发电装置的运行不受风向的约束，在任何风向下叶轮的扫风面积均最大，获得最高的输出功率。设置于浮体2上部的风力发电装置3与设置于浮体2内部的蓄电池5和空压机6共同维持整个***的平衡，防止浮体2倾覆。
大风条件下风能发电装置3发电，为空压机6和潜水推流浆7提供电能，多余的电能整流后储存于蓄电池5内。启动空压机6，空压机6将外界的空气送至主曝气管8内，主曝气管8再将空气分送至各支曝气管9，空气最终经支曝气管9上的曝气孔向水体内曝气；同时，启动潜水推流桨7，推进浮体2移动，使所述曝气***在水体不同区域内曝气。***通过向水体1中曝气，不仅可以提高水体1的溶解氧水平，抑制厌氧微生物和藻类的繁殖，还可以恢复和增强水体1中好氧微生物的活力，使水体1中更多的污染物得以降解，从而增强水体1的自净能力，实现水体1的治理。
最后应说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于湖泊治理的移动式风能曝气***，其特征在于，主要包括浮体、安装于浮体上部的风力发电装置、内置于浮体的空压机、设于浮体底部的潜水推流桨和曝气装置；所述浮体为内部中空的碗状结构；所述风力发电装置分别与空压机和潜水推流桨相连；所述空压机的入口与外界空气连通，空压机的出口与曝气装置连通；所述曝气装置包括主曝气管，主曝气管绕着浮体的底部边沿布置，主曝气管与空压机的出口连通；所述主曝气管上均匀间隔安设多个竖直的支曝气管，支曝气管沿高度方向开设多个曝气孔。
2.如权利要求1所述的用于湖泊治理的移动式风能曝气***，其特征在于，所述曝气***还包括可视化探测器和控制箱，可视化探测器与控制箱相连，控制箱与潜水推流桨相连；可视化探测器包括上探头和下探头，所述上探头设于浮体的上部，根据设定的距离探测浮体周围的障碍物；所述下探头设于浮体的底部，用于探测浮体所处位置的水深。
3.如权利要求1所述的用于湖泊治理的移动式风能曝气***，其特征在于，所述支曝气管的下端连接有配重块。
4.如权利要求1所述的用于湖泊治理的移动式风能曝气***，其特征在于，所述曝气***还包括与风力发电装置相连的蓄电池，蓄电池设于浮体内部；所述蓄电池分别与空压机和潜水推流桨相连。
5.如权利要求1所述的用于湖泊治理的移动式风能曝气***，其特征在于，所述风力发电装置包括发电组件和多个呈片状的叶轮，多个叶轮整体组合形成球状体结构。
6.如权利要求1所述的用于湖泊治理的移动式风能曝气***，其特征在于，浮体的底部设有圆托，主曝气管绕着浮体的底部圆托边沿布置；所述曝气孔沿圆托径向向外开设于支曝气管上。
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