申请日2018.04.20
公开(公告)日2018.07.27
IPC分类号C02F7/00
摘要
本发明涉及一种空气导流水处理装置，它包括柱筒，所述的柱筒内设有两端成开口设置的空心管，所述的空心管上设有贯穿柱筒侧壁的进气管，所述柱筒的一端设有排水管，在另一端上设有第一进水管，所述的第一进水管上连接有抽水机。故本装置通过将柱筒设为双层结构，并将气体导入柱筒的内部结构即空心管与被处理的水混合改善溶解氧，同时利用形成的大气泡引导被处理的水形成水流，将其送入被处理水的底层，从而使得本发明改善底层溶解氧效果好。本发明还涉及一种水处理系统和一种水处理方法，以解决现有技术中的无法同时改善底层水质或者表层水质溶解氧的技术问题。
权利要求书
1.一种空气导流水处理装置，其特征在于：包括柱筒(1)，所述的柱筒(1)内设有两端成开口设置的空心管(2)，所述的空心管(2)上设有贯穿柱筒(1)侧壁的进气管(3)，所述柱筒(1)的一端设有排水管(4)，在另一端上设有第一进水管(5)，所述的第一进水管(5)上连接有抽水机(7)。
2.根据权利要求1所述的空气导流水处理装置，其特征在于：所述柱筒(1)的一端且靠近第一进水管(5)处连接有第二进水管(6)，所述的第二进水管(6)上连接有水泵(8)。
3.根据权利要求2所述的空气导流水处理装置，其特征在于：所述的空心管(2)的管壁为中空设置，且空心管(2)的管壁上向内凸设有通气管(9)，所述的通气管(9)至少设有两个，且各通气管(9)相互之间成间隔设置。
4.根据权利要求3所述的空气导流水处理装置，其特征在于：所述的通气管(9)包括可形成大气泡的第一通气管(91)和可形成小气泡的第二通气管(92)，且第二通气管(92)的内径小于第一通气管(91)的内径，所述第一通气管(91)和第二通气管(92)分别位于空心管(2)内壁的上下部分。
5.根据权利要求4所述的空气导流水处理装置，其特征在于：所述的进气管(3)包括第一进气管(31)和第二进气管(32)，且第二进气管(32)的内径小于第一进气管(31)的内径，所述的第一进气管(31)和第一通气管(91)均设于空心管(2)内壁的上半部分，第二进气管(32)和第二通气管(92)均设于空心管(2)内壁的下半部分。
6.根据权利要求2至5任一项所述的空气导流水处理装置，其特征在于：所述的柱筒(1)上设有补水量调整阀(11)，所述的补水量调整阀(11)位于第一进水管(5)和空心管(2)之间，所述的水泵(8)通过出水管(81)与第二进水管(6)相连，且出水管(81)上设有泵流调整阀(82)，所述的进气管(3)上设有空气导入量调整阀(33)，进气管(3)上连接有储气室(34)。
7.一种水处理方法，使用如权利要求2至6任一项所述的空气导流水处理装置，其特征在于：包括以下步骤，
启动抽水机(7)，将被处理水的底层水经第一进水管(5)送入柱筒(1)内;
启动水泵(8)，将被处理水的表层水经第二进水管(6)送入柱筒(1)内，底层水与表层水在柱筒(1)内混和并向前流动进入空心管(2);
打开进气管(3)，将气体送入空心管(2)，气体与被处理的水混和后形成向前冲的水流;
经混和后的水流通过排水管(4)进入被处理水的底层。
8.根据权利要求7所述的水处理方法，其特征在于：还包括以下步骤，
检测抽水机(7)所抽取的底层水水温，同时检测水泵(8)所吸取的表层水水温，再根据排水管(4)所通向水深的水温，最后经分析计算得出底层水和表层水混合比。
9.一种水处理方法，使用如权利要求6所述的空气导流水处理装置，
检测抽水机(7)所抽取的底层水溶解氧值和水温，同时检测水泵(8)所吸取的表层水溶解氧值和水温，再根据排水管(4)所通向水深的水温，最后经分析计算得出底层水和表层水最佳混合比和所需的空气导入值;
打开泵流调整阀(82)，关闭补水量调整阀(11)，使得水泵(8)所吸取的表层水送入柱筒(1)内并与抽水机(7)所抽取的底层水混合;
当底层水和表层水达到最佳混合比后，打开补水量调整阀(11)，关闭泵流调整阀(82)，使得经混合过的底层水和表层水流动进入空心管(2)，同时打开空气导入量调整阀(33)，使气体进入空心管(2);
当根据计算的空气导入值导入足够的空气后，关闭空气导入量调整阀(33)。
10.一种水处理系统，使用如权利要求6所述的空气导流水处理装置，其特征在于：包括中央控制模块(100)、底层水抽取模块(101)、表层水吸取模块(102)、空气输送模块(103)，所述的底层水抽取模块(101)与补水量调整阀(11)连接，控制泵流调整阀(82)的开关;所述的表层水吸取模块(102)与泵流调整阀(82)连接，控制泵流调整阀(82)的开关;所述的空气输送模块(103)与空气导入量调整阀(33)连接，控制空气导入量调整阀(33)的开关;所述的中央控制模块(100)与底层水抽取模块(101)、表层水吸取模块(102)和空气输送模块(103)连接。
说明书
一种空气导流水处理装置、系统及方法
技术领域
本发明涉及液体处理装置技术领域，尤其是涉及一种空气导流水处理装置、系统及方法。
背景技术
目前水体富营养化逐渐成为一个影响社会民生的重大环境问题，能引起水质恶化，破坏生态环境。其主要问题是底层溶解氧过少。目前针对这个问题往往采用曝气来进行，并往往借助如下方法实现：
鼓风机曝气:使用具有一定风量和压力的鼓风机利用连接输送管道,将空气通过微孔散气盘(或微孔散气管)强制加入到污水池中,使池内污水与空气充分接触。
表面曝气:是利用马达直接带动轴流式叶轮，将废水由导管经导水板向四周喷出并形成一薄片(或水滴状)的水幕，在飞行途中和空气接触形成水滴,在落下时撞击液面，液面产生乱流及大量的气泡,使水中含氧增加。
潜水射流曝气:曝气设计专用水泵,进气导管、喷嘴座、混气室、扩散管所组成,水流经连接于泵出口之喷嘴座高速射入混气室,空气由进气导管引导至混气室与水流结合,经扩散管排出. 也称射流曝气机。
沉水式曝气:利用马达直接传动叶轮之旋转来造成离心力，使附近的低压吸进水流，同时，叶轮进口处也制造真空以吸入空气，在混气室中，这些空气与水混合之后由离心力作用急速排出，称之为沉水式曝气机。
例如：中国实用新型专利(CN203159340U)它公开了一种污水处理中的曝气装置，它包括：微孔曝气头、曝气池底、曝气管、曝气池、曝气阀、曝气池壁、微孔，微孔曝气头位于曝气池中，微孔曝气头连接曝气管，曝气管横穿曝气池壁;曝气管上装有曝气阀;微孔曝气头有微孔。它的不足之处在于，它是将空气直接通到底层水，使空气气泡通过液体扩散，底层溶解氧改善效果不好。
另外富营养化后的水域中表层水和底层水的溶解氧值其实的不同的。虽然底层水是贫氧状态，但是表层水由于水藻类的光合作用中溶解氧值其实是过饱和的状态。现有的改善底层溶解氧的水处理系统和水处理方法，都是只针对底层水质或者表层水质进行处理，并没有考虑并利用到这一自然现象，造成效率低下等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种空气导流水处理装置，以解决现有技术中的底层溶解氧改善效果不好的技术问题。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种空气导流水处理装置，包括柱筒，所述的柱筒内设有两端成开口设置的空心管，所述的空心管上设有贯穿柱筒侧壁的进气管，所述柱筒的一端设有伸入被处理水底层的排水管，在另一端上设有第一进水管，所述的第一进水管上连接有抽水机。
其中，排水管可伸入伸入被处理水底层，抽水机用于吸取被处理水的底层水。在实际处理液体时，首先启动抽水机将被处理水的底层水抽上来经第一进水管送入柱筒内，底层水向前流动并进入空心管;再打开进气管将气体送入空心管，由于气体进入空心管形成大的气泡，并自然形成负压，产生推力，使得在空心管内的水自然往前冲，形成导流;最后经混和后的水流通过排水管进入被处理水的底层。故本装置通过将柱筒设为双层结构，并将气体导入柱筒的内部结构即空心管与被处理的水混合改善溶解氧，同时利用形成的大气泡引导被处理的水形成水流，将其送入被处理水的底层，从而使得本发明改善底层溶解氧效果好，有利于改善水质，避免水体中的厌氧菌快速繁殖，避免有机物因腐败而使水体变黑、发臭。
作为优选，所述柱筒的一端且靠近第一进水管处连接有第二进水管，所述的第二进水管上连接有水泵。
其中水泵用于吸取被处理水的表层水。在实际处理液体时，启动水泵将被处理水的表层水经第二进水管送入柱筒内，底层水与表层水首先在柱筒前端混和，向前流动进入空心管再与空气混合;即可以把底层的低温贫氧水和表层的高温高氧水先混合后，先初步改善其溶解氧，再与空气混合彻底改善其溶解氧。故本装置可同时改善同时改善底层水质或者表层水质溶解氧的情况，效率高，且溶解氧改善效果彻底。
作为优选，所述的空心管的管壁为中空设置，且空心管的管壁上向内凸设有通气管，所述的通气管至少设有两个，且各通气管相互之间成间隔设置。
空心管的管壁为中空设置，且空心管的管壁上向内凸设有通气管，即一个进气管导入的气体，首先保存在空心管壁内，再通过通气管进入空心管内流动的水流。通气管至少设有两个，且各通气管相互之间成间隔设置，即可以使得一次性产生更多的大气泡，不仅使得空气与水混合效果更好，而且可以使得大气泡产生更多均匀的推力，增加空心管内流动的水流流动速度。
作为优选，所述的通气管包括可形成大气泡的第一通气管和可形成小气泡的第二通气管，且第二通气管的内径小于第一通气管的内径，所述大且第一通气管和第二通气管分别位于空心管内壁的上下部分。
第一通气管和第二通气管的设置，可使通入的气体所产生的气泡自然分裂为大气泡和小气泡。其中大气泡相较于小气泡，可产生更大的推力，对水流的引导作用更好;而小气泡相较于大气泡，更容易被水溶解，从而可以快速改善溶解氧。故通过设置第一通气管和第二通气管以便产生大气泡和小气泡，分别对水流的起引导作用或者改善溶解氧的作用，双管齐下，效率更高。
作为优选，所述的进气管包括第一进气管和第二进气管，且第二进气管的内径小于第一进气管的内径，所述的第一进气管和第一通气管均设于空心管内壁的上半部分，第二进气管和第二通气管均设于空心管内壁的下半部分。
第一进气管和第二进气管分别与第一通气管和第二通气管相对应，并分别位于空心管内壁的上下部分，不仅可以保证大气泡和小气泡互不干扰，各司其职，分别对水流的起引导作用或者改善溶解氧的作用，双管齐下，效率更高，而且气体通过第一进气管进入空心管的管壁，并通过第一通气管产生大气泡，气体通过第二进气管进入空心管的管壁，并通过第二通气管产生小气泡，可以保证空心管管壁受压平衡，增加空心管的耐久性。
其中，第一进水管与柱筒成垂直设置，第二进水管与柱筒成同轴设置。即第一进水管和第二进水管成垂直设置，则通过抽水机抽取的底层水和通过水泵吸取的表层水，两者的水流方向成垂直设置，可以使得两者在柱筒混合时产生最大的冲击力，可以保证底层水和表层水可以在瞬间最大限度地均匀混合。
另外，第二进水管的直径小于排水管直径，即沿水流方向增大了孔径，相较于等孔径的情况，可以减小流速，减小能耗，增加表层水、底层水和空气的混合时间，使水处理效果更好。
作为优选，所述的柱筒上设有补水量调整阀，所述的补水量调整阀位于第一进水管和空心管之间，所述的水泵通过出水管与第二进水管相连，且出水管上设有泵流调整阀，进气管上设有空气导入量调整阀，进气管上连接有储气室。
通过调整泵流调整阀和补水量调整阀，可以调整底层的低温贫氧水和表层的高温高氧水的混合比例，以生产特定密度或者特定水温的导流。空气导入量调整阀可以调控空气导入量，以适应不同水域。实际应用中，还可以在储气室中储藏臭氧、二氧化碳、氧气、氮气等气体，从而达到杀菌消毒、去臭、染色、酸化等额外的效果。
本发明的目的还在于提供一种水处理方法，以解决现有技术中的无法同时改善底层水质或者表层水质溶解氧的技术问题。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种水处理方法，使用上述的空气导流水处理装置，包括以下步骤，
启动抽水机，将被处理水的底层水经第一进水管送入柱筒内;
启动水泵将，被处理水的表层水经第二进水管送入柱筒内，底层水与表层水在柱筒内混和并向前流动进入空心管;
打开进气管，将气体送入空心管，气体与被处理的水混和后形成向前冲的水流;
经混和后的水流通过排水管进入被处理水的底层。
其中，使用上述的空气导流水处理装置，导入空气时，气体送入空心管后，将通过第一通气管和第二通气管分别形成大气泡和小气泡。
作为优选，还包括以下步骤，
检测抽水机所抽取的底层水水温，同时检测水泵所吸取的表层水水温，再根据排水管所通向水深的水温，最后经分析计算得出底层水和表层水混合比。
此时可通过在第一进水管、第二进水管或排水管处加设连续的水温传感器和传感器测量阀，其中传感器测量阀的开关可由中央控制模块控制。用此方法决定的混合比，使得经处理后水的水温与改善水质目的水深的水温相同，使其在相同温度下进行调整，也可减少其排出水的流动，改善水质的效果好。
一种水处理方法，使用上述的空气导流水处理装置，
检测抽水机所抽取的底层水溶解氧值和水温，同时检测水泵所吸取的表层水溶解氧值和水温，再根据排水管所通向水深的水温，最后经分析计算得出底层水和表层水最佳混合比和所需的空气导入值;
打开泵流调整阀，关闭补水量调整阀，使得水泵所吸取的表层水送入柱筒内并与抽水机所抽取的底层水混合;
当底层水和表层水达到最佳混合比后，打开补水量调整阀，关闭泵流调整阀，使得经混合过的底层水和表层水流动进入空心管，同时打开空气导入量调整阀，使气体进入空心管;
当根据计算的空气导入值导入足够的空气后，关闭空气导入量调整阀。
该空气导流水处理装置为上述的空气导流水处理装置。由于上述的空气导流水处理装置具有上述的技术效果，使用该空气导流水处理装置的液体处理方法也具有相同的技术效果。本方法通过首先将被处理水的表层水和底层水相混合，再与空气混合，可以同时解决底层水质或者表层水质的溶解氧问题，效率更高。
本发明的目的还在于提供一种水处理系统，以解决现有技术中的无法同时改善底层水质或者表层水质溶解氧的技术问题。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种水处理系统，使用上述的空气导流水处理装置，其特征在于：包括中央控制模块、底层水抽取模块、表层水吸取模块、空气输送模块，所述的底层水抽取模块与补水量调整阀连接，控制泵流调整阀的开关;所述的表层水吸取模块与泵流调整阀连接，控制泵流调整阀的开关;所述的空气输送模块与空气导入量调整阀连接，控制空气导入量调整阀的开关;所述的中央控制模块与底层水抽取模块、表层水吸取模块和空气输送模块连接。
该空气导流水处理装置为上述的空气导流水处理装置。由于上述的空气导流水处理装置具有上述的技术效果，使用该空气导流水处理装置的液体处理方法也具有相同的技术效果。本系统通过首先将被处理水的表层水和底层水相混合，再与空气混合，可以同时解决底层水质或者表层水质的溶解氧问题，效率更高。其中通过底层水抽取模块、表层水吸取模块和空气输送模块将共同控制表层水、底层水和空气的混合并形成导流，最终排出。另外本发明可通过显示屏对工作状态显示，通过输入键盘输入控制信息控制装置工作。显示屏和输入键盘的设置方便人机交互，可使人机关系更为和谐。
基于此，本发明较之原有技术，具有底层溶解氧改善效果好且可同时改善底层水质或者表层水质溶解氧的优点。