[发明专利]一种智能移动式水下曝气系统及方法

说明书

本发明公开了一种智能移动式水下曝气系统及方法，属于曝气领域。包括置于水中的曝气平台、升降机构、推动系统、以及具有检测和控制功能的控制系统，其中控制系统包括智能控制系统。本系统将曝气头与空气喷气推进装置结合，在推动整个系统进行移动时充氧，可以在全水域移动充氧，使充氧效率和服务面积大幅度提高。充氧效率比固定式充氧平台提高2倍以上，服务面积提高5倍以上。还可自动调节曝气平台的高度，实现曝气深度的自由控制、曝气平台移动路径、充氧系统启停和对水体自动检测。

技术领域

本发明涉及曝气领域，具体涉及一种智能移动式水下曝气系统及方法。

背景技术

我国是一个环境污染很严重的国家。污染水域面积大、富营养物质含量很高、污染形式多样化。有大量的江河、湖泊、塘堰、黑臭水沟、鱼塘，以及近年出现的大型养殖场的废水池等，而这些水域大部分处于富营养状态。要解决江河、湖泊的富营养问题，提高水质的重要措施之一就向水中充氧。

我国现有的充氧设备和技术包括叶轮式增氧机、鼓风机-微孔布气管曝气系统，纯氧-微孔布气管曝气系统，叶轮吸气推流式曝气器和水下射流曝气器等。这些充氧技术和设备难于实现河流、湖泊、塘堰、河沟等自然水体的大功率、高效、低成本充氧问题。

叶轮式增氧机是一种机械增氧方式，通过搅动溅起水花，增大接触面积增氧。但是由于增氧机不是直接将空气充入水中，而是将大部分电能转化为机械能，间接充氧，使得充氧效率不高。

鼓风机-微孔布气管曝气系统，由于其充氧效率高，充氧量大，是国内外在污水处理中广泛使用的充氧技术。它由鼓风机、布气管道、曝气头组成。但该系统中曝气管的安装需要分工序操作，同时还需要另外建设曝气池，单独安装管路系统，通常需要单独建设曝气池。尤其是在自然形成的水域，由于地面不平、地形复杂，水位变化很大，系统造价成本很高，使用范围受到局限，很难将这种曝气系统安装在天然水域里。

叶轮吸气推流式曝气器是通过叶轮机械转动吸入空气充氧。这种负压吸入空气本质上还是机械充氧，吸入空气量和曝气量有限，并且该设备只能在水体表面吸氧，曝气深度很浅，因此氧溶解率很低。

水下射流曝气器是用潜水泵将水吸入增压从泵体高速推出后，利用设置在出水导管上的水射器将空气吸入，气-水混合液经水力混合切割后进入水体。但是水泵容易被堵。水泵一旦被堵塞或出现其他故障时,须将设备吊出水面进行维修，维修较麻烦。同样，由于射流吸气量非常有限，也无法实现大容量水体充氧。

申请号CN201721126005.4公开的高速空气动力曝气船，采用风机提供空气源，通过两根喷气管在水下喷气曝气。该设计由于没有曝气头，风量高度集中，风管周围的空气浓度非常高，空气与水体接触面很小，因此曝气效果很差。此外，该专利在管道上有挡板，这种挡板转向不灵活，并且不能倒退。该系统没有方向控制装置，曝气船无法转向。申请号201521103484.9公开的空气充氧船虽然能进行水下曝气，但该设备依靠人工驾驶，通过机械叶轮推进，运行和管理成本高，能耗高。

综上所述，现有的传统曝气装置曝气无法实现深度充氧，充氧效率很低。移动式充氧发明技术曝气面积小，曝气量小。尤其是功能单一、需要人工驾驶和操作，无法做到更加高效的全水域充氧和水体和鱼群等实时监测。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种既能够进行高效、大容量充氧曝气，又能利用箱式浮力装置和空气推力使曝气平台智能移动水下曝气，同时实现水体和鱼群检测功能的智能移动式水下曝气系统。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种智能移动式水下曝气系统，包括置于水中的曝气平台、与曝气平台连接并带动所述曝气平台升降的升降机构、与升降机构上方连接的箱式浮力装置、推动所述曝气平台移动和转向的推动系统、以及具有水体检测和控制功能的控制系统；