[发明专利]一种由风光互补供电的曝气充氧机的控制、保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及环保领域，具体地说是环境工程学科中的一种充氧曝气水质净化装置技术。 

背景技术

目前，湖泊、河道等的水体富营养化问题已经成为全世界面临的非常严重的环境问题。作为一项重要的水质修复技术，人工充氧曝气技术作为临时性或应急性措施已成功地应用在许多湖泊、河流的生态修复、生态整治工程中， 

但是该技术从根本上将是一种水体被污染后采用的被动的治理技术，也可以说是“先污染、后治理”的技术，或者说是“治标不治本”的技术，其治理效果取决于外来污染源的存在与否和大小，常因外污染源的存在而功亏一篑；而且虽其建设成本不高，但从长时间运行的角度，能源消耗较高，运行费用较大。针对上述问题，近年来为降低运行费用而采用可再生能源或清洁能源曝气组合技术做了一些研究，包括李海燕等(2004)在实验室进行城市景观水体曝气净化实验中应用了太阳能作为电能来源。武汉科技学院曾庆福教授经过4年努力，开发成功“太阳能湖水净化技术及装备”，并在武汉市部分湖泊水域应用。因投资成本相对太阳能低，风能的应用研究相对较早。薛文源(1993)在天津市汉沽区污水库改造工程中，较早应用了风力曝气装置。殷肇君(1994)在经过认真细致的调查研究后认为，在我国利用风能作为增氧机的驱动能源是定全可行的，并对风力增氧机的结构设计进行了详细研究。2001年章永泰(专利申请号：01105470.0)设计的一套污水治理组合式风能曝气装置，主要组件包括风力发电机、表层曝层装置、深层曝气装置等。组合装置充分利用风能提供充氧曝气动力，可进行表层和深层曝气，在最小工件风速为1.6m/s条件下，接受风能为动力而工作，混合上下层水体，从而提高水体的溶解氧。在风速大于6m/s时，通过气水高速混流，使气相 向液相质的传递，并在深层水体中实现了高效充氧。2006年上海久能能源科技发展有限公司的李钊明(专利申请号：200620048059.9)设计了一种太阳能曝气船，主要构件包括蓄电池、太阳能电池、曝气船、曝气机、曝气管等。太阳能曝气船利用太阳能电池连接蓄电池，蓄电池连接曝气机，曝气机连接曝气管。通过太阳能曝气船的运用，有效的利用了自然界的能源，为曝气机提供充足的能源，避免了资源的严重浪费和环境污染。2001年章永泰(专利申请号：01274293.7)设计的一套带风能曝气和生物治理的污水净化浮床，组件包括风力发电机、植物、生物滤料、曝气装置、浮筒、蓄电池等。风能发电机在风速高于2.5米/秒时开始运行，将风能转化为电能，驱动曝气装置进行充氧曝气，释放出直径小于0.1～0.5mm的微小气泡，为生物滤材的硝化和反硝化过程提供适宜的环境，有效提高了整个浮床的处理效果。上海佛欣爱建河道治理有限公司(2004)开发了风力曝气机的专利设备，并在北京什刹海治理中得到应用。 

以上研究或从节约能源出发，对传统曝气依靠市电进行了革新，充分利用清洁能源(太阳能或风能)提供运行动力，或从曝气效果出发，对曝气方式进行改善，最大限度的提高充氧效率。但总体来说，无论是利用风能还是太阳能，由于受到气象条件的限制，风机或太阳能发电不能提供充足的能源，致使曝气设备都无法稳定运行；同时所有装置都对曝气方式的改进，都是单一的改进，没有针对不同的现场进行曝气方式的调节和改变，因此应用范围受到限制，目前很难在大范围推广。因此如何为曝气设备提供稳定的能源，并针对不同现场的水质情况进行曝气方式的调整在国内还是空白点。 

为此本研究设计出一种风光互补曝气组合装置，利用风能和太阳能的互补作用，最大限度的为曝气设备提供稳定的长期不间断的动力能源，但使用中常常出现过充使蓄电池损坏，或者在欠压状态曝气设备还在工作，会造成损坏设备。 

发明内容

本发明提供一种能为曝气设备提供长期稳定的不间断动力能源，使用中不出现能使蓄电池损坏的过充状态，且避开会造成损坏设备的欠压状态的一种由风光互补供电的曝气充氧机的控制、保护装置。 

本发明采取的技术方案：