具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本发明实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

作为本发明的一个优选实施例，本发明提供一种湖泊黑臭水体治理装置，包括：

人造流道，其截面形状呈“凹”型，用于供水流通过；拦截格栅，呈竖直状态设置于人造流道中，用于对经过的湖泊垃圾进行拦截；举升机，设置于人造流道的顶部，用于带动拦截格栅进行升降运动；扰流桨组件，固定设置于人造流道中并且位于拦截格栅的后方，用于带动水流从人造流道通过；转速增益驱动组件，固定设置于扰流桨组件的顶部，用于带动扰流桨组件高转速运行；以及，曝气系统，位于湖泊的湖底处，用于将空气充入湖底从而增加湖泊的DO值。

通过该湖泊黑臭水体治理装置，通过曝气系统源源不断的从湖底开始注入空气增加氧溶解量，同时配合高速运转的扰流浆机构带动增氧后的水体定向流动，从而更快的提高整个水域的污水DO值，并且水体定向流动的过程中通过格栅拦网对水体垃圾以及腐尸等污染源进行集中拦截处理，能够有效的对城市区域黑臭水体进行低成本的恢复治理。

下面结合附图对本发明湖泊黑臭水体治理装置的较佳实施例进行说明。

参照图1至图12所示，该湖泊黑臭水体治理装置包括：

人造流道3，其截面形状呈“凹”型，用于供水流通过；

拦截格栅4，呈竖直状态设置于人造流道3中，用于对经过的湖泊1垃圾进行拦截；

举升机5，设置于人造流道3的顶部，用于带动拦截格栅4进行升降运动；

扰流桨组件6，固定设置于人造流道3中并且位于拦截格栅4的后方，用于带动水流从人造流道3通过；

转速增益驱动组件7，固定设置于扰流桨组件6的顶部，用于带动扰流桨组件6高转速运行；以及，

曝气系统12，位于湖泊1的湖底处，用于将空气充入湖底从而增加湖泊1的DO值。

在本实施例中，在待治理的湖泊1的外围开挖有一条用于引流的沟渠2，人造流道3位于该沟渠2中，在这扰流桨组件6的作用下，水头进入沟渠2并通过人造流道3后，再次回流至湖泊1。通过在污染水域的外围挖出沟渠2，并将治理装置装于沟渠2中，使污染的水源经过人造流道3的拦截处理后，在回流至湖泊1中，配合曝气系统12能够双管齐下的对污染水源进行治理。

该湖泊黑臭水体治理装置通过曝气系统12对湖底加入空气，从而提升湖水的DO值，进一步的通过转速增益组件带动扰流浆组件高速运行，从而产生压差将湖水吸引至人造流道3处，经过人造流道3的湖水经过拦截格栅4时，其带来的动物腐尸以及水域垃圾均被拦截，经过人造流道3的水流再次回流至湖泊1中，在拦截垃圾和腐尸的过程中也带动了水流的扰动，更加有利于曝气系统12的工作。

其中，对黑臭水体采用曝气净化机理的作用有三种，如下：

1、向水体充入空气或者纯氧提高水体的DO含量，使其缺氧水体变成富氧水体，提供好氧微生物代谢必须的DO，抑制厌氧微生物的厌氧分解，使河流的DO含量恢复到近3mg/l或以上，就能恢复水体的自净能力；同时水体中的DO含量升高，可提高水生动物的生存环境，从而抑制藻类生长。

2、改善水体和底泥氧化还原环境：在DO的作用下，水质的硫化氢、硫化铁、氨气等物质在好氧微生物的作用下被氧化成氢氧化铁和硝酸根等物质能，氢氧化铁沉淀在水底沉积物表面形成密实的保护层，可以减弱上层底泥的再悬浮，并减少底泥中的污染物扩散释放，抑制厌氧微生物活动；同时二价铁被氧化成三价铁，三价铁结合了底泥中的磷酸根，形成不溶物质，降低了总磷(total phosphorus，TP)含量。

3、增加水体的扰动：曝气增加了水体的紊动，一定程度上增加水体的富氧能力，抑制藻类生长。扰动能够有效促进底泥中氨氮向水体扩散，从而使底泥中氮含量明显降低，还能促进底泥微生物的数量和多样性的增加，为底泥污染物的生物降解提供了良好的基础。

拦截格栅4由墙形格栅8和托举格栅9组成，墙形格栅8呈竖直状态设置于人造流道3中，人造流道3的两个槽壁上均开设有竖直方向的限位轨槽10，墙形格栅8的两端伸入该限位轨槽10中，并且墙形格栅8的两端均设有呈交错状态分布且用于接触限位轨槽10的导轮11，托举格栅9呈水平状态设置与墙形格栅8的前侧底部。墙形格栅8用于对经过的水流进行过滤，将大块的垃圾以及动物腐尸拦截下来，清洁人员定期清理，通过举升机5将拦截格栅4向上提升直至浮出水面，从而托举格栅9带着所拦截到的垃圾升出水面，以供清洁人员拾取清理。在拦截格栅4上升的过程中，通过两侧的导轮11在限位轨槽10内滑动，来保证拦截格栅4能够稳定的进行升降运动。

曝气系统12包括：

由若干个管件相连形成的管网系统；

若干个曝气喷头，所有曝气喷头一一对应的设置于管网系统的节点处；以及，

设置于岸上的气泵，管网系统的进气端与气泵相连。

通过气泵将空气冲入管网系统，再由所有的曝气喷头将空气注入湖底，从而从底层提升湖水的含氧量，一方面向水体充入空气或者纯氧提高水体的DO含量，使其缺氧水体变成富氧水体，提供好氧微生物代谢必须的DO，抑制厌氧微生物的厌氧分解，同时水体中的DO含量升高，可提高水生动物的生存环境，从而抑制藻类生长；另一方面增加水体的扰动：曝气增加了水体的紊动，一定程度上增加水体的富氧能力，抑制藻类生长。扰动能够有效促进底泥中氨氮向水体扩散，从而使底泥中氮含量明显降低，还能促进底泥微生物的数量和多样性的增加，为底泥污染物的生物降解提供了良好的基础。

扰流浆组件包括：

支架本体13，横向固定设置于人造流道3内；

螺旋桨14，轴接设置于支架本体13的下端，并且位于水面以下；

第一同步轮15，与螺旋桨14同轴且固定连接；以及，

第一同步带16，用于连接第一同步轮15和上方的转速增益驱动组件7。

转速增益驱动组件7工作通过第一同步带16来和第一同步轮15来驱动螺旋进行旋转，从而使湖泊1水流产生一个定向的流向，进而便于清理垃圾腐尸以及增加水体扰动。

转速增益驱动组件7包括：

支撑座17，固定设置于支架本体13的顶部；

齿轮箱18，固定设置于支撑座17的一侧，其具有一个输入轴19和一个高转输出轴20；

驱动电机21，固定设置于支撑座17的顶部，其输出轴与齿轮箱18的输入轴19相连；

第二同步轮22，固定设置于齿轮箱18的高转输出轴20上，并且第二同步轮22与螺旋桨14之间通过第二同步带23相连；

第三同步轮24，固定设置于驱动电机21的输出轴上，并且第三同步轮24与齿轮箱18的输入轴19之间通过一个第三同步带25相连。

驱动电机21通过第三同步轮24和第三同步带25来带动输入轴19旋转，输入轴19经过齿轮箱18的增速后带动高转输出轴20旋转，高转输出轴20再通过第二同步轮22和第二同步带23来带动螺旋桨14旋转，从而使螺旋桨14在水底使水流定向流动并经过人造流道3。

齿轮箱18包括：

管状壳体26，固定设置于支撑座17的一侧，管状壳体26上开设有用于避让第三同步带25的第一避让缺口27；

箱体端盖28，固定设置于管状壳体26远离支撑座17的一侧，箱体端盖28的侧壁上开设有用于避让第二同步带23的第二避让缺口29；

两个角度轴承30，分别固定设置于管状壳体26和箱体端盖28内；

第一旋转衬套31，固定设置于管状壳体26内并且贴紧相应的角度轴承30一侧；以及，

差速机构32，设置于两个角度轴承30之间，输入轴19位于差速机构32靠近箱体端盖28的一侧，高转输出轴20位于差速机构32靠近管状壳体26的一侧。

输入轴19通过驱动电机21向差速机构32输入转矩，经由差速机构32后向高转输出轴20输出更高的转速，从而使螺旋桨14能够高速旋转，进而加速水体扰动。

差速机构32包括：

第二旋转衬套33，固定嵌设于箱体端盖28的内侧；

法兰端盖34，固定嵌设于第二旋转衬套33的内侧，并且输入轴19成型于法兰端盖34朝向第二避让缺口29的一侧；

圆柱箱体35，与法兰端盖34固定连接，其远离法兰端盖34的一侧为开口结构，圆柱箱体35的侧壁上开设有三个第三避让缺口36；

三个棒状连接器37，固定嵌设于圆柱箱体35上，并且三个棒状连接器37沿圆周方向均匀分布，每个棒状连接器37的一端均伸入圆柱箱体35的内侧；

三个行星齿轮38，位于圆柱箱体35的内侧，并且分别固定套设于三个棒状连接器37上；

中心齿轮39，位于三个行星齿轮38的中心处并且同时与三个行星齿轮38啮合，高转输出轴20的一端固定插设于中心齿轮39的内侧；

飞轮40，固定嵌设于对应的角度轴承30内，并且其内圈固定套设于高转输出轴20上，圆柱箱体35的中心处嵌设有用于供高转输出轴20连接的轴承41；以及，

内齿环42，固定嵌设于管状壳体26内，并且内齿环42通过圆柱箱体35上的第三避让缺口36与三个行星齿轮38同时啮合。

输入轴19带动法兰端盖34旋转，法兰端盖34圆柱箱体35等速旋转，因而三个棒状连接器37随着圆柱箱体35的旋转而圆周运动，进而带动三个行星齿轮38一同圆周旋转，由于内齿环42固定设置，因此三个行星齿轮38在圆周运动的过程中，由于与内齿环42啮合，因此行星齿轮38在圆周运动的过程还会进行自转，从而带动中间位置的中心齿轮39旋转，由于内齿环42和中心齿轮39的齿比大于1，因此随中心齿轮39一同旋转的高转输出轴20的转速会大于输入轴19的转速，同时由于飞轮40的存在，会使高转输出轴20旋转的过程中具有较大的旋转旋转惯量，有利于保持高转速，同时设备启动并稳定运行后，由于飞轮40的存在，在长时间运行时能够有效的节省电能。

支撑座17的底部固定设置有向下延伸的连接板43，连接板43上轴接设置有一个朝两侧延伸的连接轴44，连接轴44的两端固定设置有一个第四同步轮45，第四同步轮45与第二同步轮22之间通过第二同步带23相连，第一同步轮15与第四同步轮45之间通过第一同步带16相连。高转输出轴20通过第二同步带23和第四同步轮45配合来带动连接轴44另一端的第四同步轮45高速旋转，第四同步轮45再通过第一同步带16来带动第一同步轮15高速旋转，从而使螺旋桨14随着第一同步轮15进行高速旋转。

支架本体13的下端固定设置有一个用于供螺旋桨14轴接的轴套46，螺旋桨14的轴端穿过轴套46与第一同步轮15固定连接。轴套46用于减小螺旋桨14的旋转摩擦力。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。