[实用新型]一种低功耗高效的水体曝气增氧装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水体曝气增氧装置，尤其是一种高效低耗的水体曝气增氧装置。主要应用范围为：各种污水废水处理过程中的水体增氧；淡水、海水的水产养殖的水体增氧；河道、池塘、湖泊水体的增氧复氧；自来水处理过程中的增氧；水体除铁、除锰曝气增氧；鱼缸、水族箱、水箱的增氧。 

背景技术 

污水处理厂的各种污水废水处理过程中，水体增氧都是必需的环节，而且增氧所需的能耗占总能耗的60%以上，占总运行成本约40%。到2015年，全中国每天污水处理量将达到约2亿吨，每天的增氧电耗达到5千万-1亿千瓦小时（度），因此高效低耗的曝气增氧技术、设备有其重大的经济价值和社会效益。 

中国是世界上最大的水产养殖国家，水产养殖产量占全世界的70%，淡海水水产养殖面积约1亿亩，增氧机是各种水产养殖的最重要的必备设备：它能使空气中的氧气溶入水体，增加水体中的溶氧量，提高水产养殖密度，避免因水体缺氧造成养殖的水产品生病、死亡，减少水体污染。较高合理的水体溶氧量能加快水产品的生长速度，缩短生产周期，减少饵料和药物的用量，减少养殖废水的排放，提高水产品的产量、品质，从多方面综合提高水产养殖效益。 

国内60%以上的河道、湖泊有不同程度的污染，工农业废水、生活废水的大量排放，使水体的化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、氮、磷含量大大超标，蓝藻频繁大规模暴发，水体严重缺氧，有机物不能及时进行有氧分解，厌氧菌大量繁殖，造成水体发黑、发臭，水生动植物无法生存，水体丧失自我恢复的生态功能。其治理的最根本有效和必不可少手段之一就是通过增氧机向水 中增氧，增加水体溶氧量，降低COD、SOD，也为好氧微生物、浮游动植物乃至水生动植物的生存繁殖提供必要和良好的条件，恢复水体的自净能力和生态功能，改善水质。不少工程案例已证明，曝气增氧单独进行或结合其他措施，如曝气增氧结合生物膜技术，能有效消除水体黑臭、防止藻类暴发，提高水生动植物的产量，将水体中污染物资源化。但现有增氧机较高的能耗和运行成本，限制了水体曝气增氧工艺在该领域的应用和普及。 

自来水加工处理过程中，尤其是其中的除铁、除锰工序，必须用到曝气增氧设备。 

小型曝气增氧泵是观赏鱼饲养、鲜活水产品在运输销售和饭店酒楼保活保鲜等场合所必需的，该类增氧泵特点是数量非常巨大、功率较小，氧动力系数很低。 

现有水体增氧设备大致分为水面机械增氧和水下曝气增氧二类。水面机械增氧的有叶轮式、水车式、喷泉式、转碟转刷式、跌水式；水下增氧的有微孔曝气式和射流曝气式。 

水面机械增氧设备一般是搅动浅层水体或将水喷溅入(或跌入)空气中，增加水体和空气的接触面使空气中的氧气进入水中，增加水体的溶氧量。其缺点是能耗大、往往只能增加水体表层的含氧量、而对水体底层的增氧效果差，不适合较深水体的增氧，并且噪音较大，水体上下循环功能弱。 

水下曝气增氧中的微孔曝气式增氧机是用空压机或鼓风机将压力空气经铺设于水底的输气管送到安装在水中(一般在水底附近)的曝气器（曝气管或曝气盘），再从曝气器的微孔中以小气泡的形式排入水中，达到各种深度水体的增氧目的。其缺点是因为需要的气压比较高所以能耗相对较大，气压越高则气体温 度也越高，有一部分能量以热量耗散的方式被浪费，并因高温导致输气管道的老化；每根曝气管或每个曝气头的增氧有效服务面积有限，因此需在水底附近大面积铺设安装大量输气管、曝气管或曝气盘，施工量和施工难度大；安装时一般需排干水池或水塘里的水，大面积的湖泊、河道难以安装；曝气孔容易堵住；增氧机会因输气管、曝气管、曝气盘的老化而失效；设施寿命较短，故障多，维护困难。水下增氧的射流式曝气增氧机是把空气吸入或压入高速水流中在水下进行喷射，其表层以下水体增氧效果好于水面增氧设备，缺点是能耗大、水下喷射距离有限，整体循环效果较差。 

相对于污水处理厂高负载污水处理过程中水体单位体积需氧量高和需在较短时间大量增氧的工况，水产养殖领域的增氧和河道湖泊的复氧属于大水体低需氧量的工况，同时往往是表层水富氧而底层水缺氧；因此在大水体低需氧量场合下，一台理想的增氧机，不光要有足够的增氧能力，而且还要有单机服务面积大和具备上下层水体循环的性能。 

现有的各类增氧设备因其工作原理的限制，继续改进的余地有限。同时每种设备有其各自的不足：能耗高、立体循环功能差、施工难度大、不能用于大面积离岸远的水域、故障率高、维修困难、寿命短等。 

实用新型内容