一种水体高效增氧与微生物菌剂同步投加装置
阅读说明：本技术 一种水体高效增氧与微生物菌剂同步投加装置 (Device for efficiently aerating water and synchronously adding microbial agent ) 是由 张浏 方春霞 孙睿 葛宏艳 余灏 刘乐 石志孔 袁步先 于 2021-05-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种水体高效增氧与微生物菌剂同步投加装置,包括加压溶气微泡发生器、菌剂投放器、管道混合器和浮岛净化装置,加压溶气微泡发生器水源取自就近水体,经自吸泵进入溶气罐,同时外界空气在空压机作用下也进入溶气罐,并于高压环境下,溶于罐内水体。加压溶气微泡发生器的出口和菌剂投放器的出口分别和管道混合器的两个进口相连通,管道混合器的出口和浮岛净化装置相连通,加压溶气微泡发生器产生的溶气水和菌剂投放器投放的微生物菌剂经过管道混合器混合后由释放器缓释至浮岛净化装置中,溶气水释放出大量微气泡并受到浮岛阻隔,营造出良好的富氧环境。(The invention discloses a device for efficiently increasing oxygen in a water body and synchronously adding a microbial agent, which comprises a pressurized dissolved air microbubble generator, a microbial agent dispenser, a pipeline mixer and a floating island purification device, wherein a water source of the pressurized dissolved air microbubble generator is taken from an adjacent water body and enters a dissolved air tank through a self-sucking pump, and meanwhile, outside air also enters the dissolved air tank under the action of an air compressor and is dissolved in the water body in the tank under a high-pressure environment. The outlet of the pressurized dissolved gas microbubble generator and the outlet of the microbial inoculum dispenser are respectively communicated with two inlets of the pipeline mixer, the outlet of the pipeline mixer is communicated with the floating island purification device, the dissolved gas water generated by the pressurized dissolved gas microbubble generator and the microbial inoculum dispensed by the microbial inoculum dispenser are mixed by the pipeline mixer and then slowly released into the floating island purification device by the releaser, and the dissolved gas water releases a large amount of microbubbles and is blocked by the floating island to create a good oxygen-enriched environment.)
技术领域
本发明涉及水体净化
技术领域
，具体为一种水体高效增氧与微生物菌剂同步投加装置。背景技术
自然界中，水体自然净化能力有限，黑臭现象频发，主要归因于自然水体中降解微生物数量不足；同时自然水体中氧含量有限致使微生物活性较弱，无法分解自然水体中的污染物成分。
现有技术中，常规处理方法多采用直接投加微生物菌剂或直接曝气的方式进行处理。然而直接投加微生物菌剂的方法，存在无固载易流失，无缓释过程，作用周期短；而直接曝气的方式由于缺少微生物菌剂的参与，净化效果差。部分传统设备会通过加压的方式向水体中溶解氧气，但通过直接加压的方式氧溶解速率较慢，水体往往还未达到溶氧标准就已经被排出了。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水体高效增氧与微生物菌剂同步投加装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种水体高效增氧与微生物菌剂同步投加装置，用于水体净化，特别适用于黑臭水体的净化，包括加压溶气微泡发生器、菌剂投放器、管道混合器和浮岛净化装置，加压溶气微泡发生器、菌剂投放器和管道混合器相连，管道混合器和浮岛净化装置相连，加压溶气微泡发生器用于产生溶气水，菌剂投放器用于投放微生物菌剂。
加压溶气微泡发生器水源取自就近水体，经自吸泵进入溶气罐，同时外界空气在空压机作用下也进入溶气罐，并于高压环境下，溶于罐内水体；加压溶气微泡发生器的出口和菌剂投放器的出口分别和管道混合器的两个进口相连通，管道混合器的出口和浮岛净化装置相连通，加压溶气微泡发生器产生的溶气水和菌剂投放器投放的微生物菌剂经过管道混合器混合后由释放器缓释至浮岛净化装置中，溶气水释放出大量微气泡并受到浮岛阻隔，营造出良好的富氧环境。
进一步的，加压溶气微泡发生器包括空压机、溶气罐和自吸泵；自吸泵的吸水口放置于就近水体中；溶气罐的顶部设置有进水口和进气口；空压机的输出端和溶气罐的进气口相连通，自吸泵的出水口和溶气罐的进水口相连通。
进一步的，溶气罐顶部设置的进水口和进气口为相对设置。
进一步的，溶气罐的中部还设置有补气口，空压机的输出端和补气口相连通。
进一步的，空压机的输出端和溶气罐的进气口之间依次连通有压力表和流量计；空压机的输出端和溶气罐的补气口之间均设置有压力表和流量计；自吸泵的出水口和溶气罐的进水口之间依次连通有压力表和流量计。
进一步的，加压溶气微泡发生器还包括预处理装置，预处理装置设置在自吸泵和吸水口之间，用于过滤净化从就近水体中抽取的加压溶气微泡发生器水源。
进一步的，菌剂投放器包括加药泵、止回阀和微生物菌剂调配箱；微生物菌剂调配箱用于微生物菌剂的调配储存，微生物菌剂调配箱与加药泵、止回阀依次相连后和管道混合器相连通。
进一步的，浮岛净化装置包括不透气浮体、释放器、生物填料，不透气浮体下部设置有一中空的反应室，反应室底部开口，生物填料设置在反应室内部，生物填料顶部固定在所述不透气浮体底部，释放器设置在反应室的中部，释放器位于生物填料内部，加压溶气微泡发生器产生的溶气水和菌剂投放器投放的微生物菌剂经过释放器释放后进入浮岛净化装置的反应室内。
进一步的，浮岛净化装置还包括锚固，锚固一端和不透气浮体相连接，锚固另一端和水体底部地面相连接。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明不仅能够利用加压溶气的方式增加水中的微气泡数量以提高水体溶解氧含量，还能够通过微生物菌剂和溶气水混合并依靠浮岛净化装置进行菌剂的聚集和缓释，从而实现了水体高效增氧与微生物菌剂同步投加的目的。溶气罐通过将进气口和进水口相对设置，可以将进水柱充分的分离，使得进水以液滴的形式和压缩空气充分接触，极大程度的提高了溶解氧的速率，保证了装置整体在快速运行的情况下，依然能够溶解足够的氧气到水里。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的水体高效增氧与微生物菌剂同步投加装置的结构示意图；
图2是本发明的溶气罐内部工作原理图；
图3是本发明的生物填料内部工作原理图；
图中：1-加压溶气微泡发生器、11-空压机、12-溶气罐、13-自吸泵、14-流量计、15-压力表、16-预处理装置、2-菌剂投放器、21-加药泵、22-止回阀、23-微生物菌剂调配箱、3-管道混合器、4-浮岛净化装置、41-不透气浮体、42-释放器、43-生物填料、44-锚固。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供技术方案：
如图1-3所示，本发明提供了一种水体高效增氧与微生物菌剂同步投加装置，用于水体净化，特别适用于黑臭水体的净化，该装置包括加压溶气微泡发生器1、菌剂投放器2、管道混合器3和浮岛净化装置4，加压溶气微泡发生器1、菌剂投放器2和管道混合器3相连，管道混合器3和浮岛净化装置4相连。加压溶气微泡发生器1水源取自就近水体，经自吸泵15进入溶气罐12，同时外界空气在空压机11作用下也进入溶气罐12，并于高压环境下，溶于罐内水体；加压溶气微泡发生器1的出口和菌剂投放器2的出口分别和管道混合器3的两个进口相连通，管道混合器3的出口和浮岛净化装置4相连通，加压溶气微泡发生器1产生的溶气水和菌剂投放器2投放的微生物菌剂经过管道混合器3混合后由释放器42缓释至浮岛净化装置4中，溶气水释放出大量微气泡，营造出良好的富氧环境。
在本发明的一实施例中，加压溶气微泡发生器1包括空压机11、溶气罐12和自吸泵15；自吸泵15的吸水口放置于就近水体中；溶气罐12的顶部设置有进水口和进气口；空压机11的输出端和溶气罐12的进气口相连通，自吸泵13的出水口和溶气罐12的进水口相连通。空压机11将空气压缩进入溶气罐12中的水中，通过加压的方式使得溶气罐12中水的含氧量达到过饱和状态，保证了溶气水释放时水体增氧的效果。进一步地，溶气罐12的中部还设置有补气口，空压机11的输出端和补气口相连通，用于在溶气罐12内气压不足时补充气体。为了保证氧气在溶气罐12中能够形成过饱和的效果，通常会对溶气罐12中的压力进行检测，当溶气罐12中的压力不足时，通过补气口进行加压，保证氧气在溶气罐12中充分溶解形成过饱和。优选地，空压机11的输出端和溶气罐12的进气口之间均设置有压力表15和流量计14；空压机11的输出端和溶气罐12的补气口之间均设置有压力表15和流量计14；自吸泵13的出水口和溶气罐12的进水口之间依次连通有压力表15和流量计14。通过设置流量计14可以实现气水比的定量控制，避免不必要的浪费，通过设置压力表15，可以对自吸泵13运转过程中的出口压力进行检测，用以指示预处理装置16是否需要进行清理和维护。为了防止有杂质在溶气罐12中沉淀导致溶气罐12或其附属管路堵塞，加压溶气微泡发生器1还包括预处理装置16，预处理装置16设置在自吸泵13和吸水口之间，用于过滤净化从就近水体中抽取的加压溶气微泡发生器1水源。
溶气罐12顶部设置的进水口和进气口采用相对设置的方式，当压缩空气通过进气口进入到溶气罐12中时，会对从进水口注入的水流产生快速冲击，在气流作用下，原本呈现柱状的水流被击碎成颗粒状，颗粒状水滴在溶气罐12内形成类似水雾的状态，雾化的水滴和压缩空气的接触面积被大大增加，氧气溶解到水中的时间被大大缩短。压缩空气在加压的过程中会产生热量，在密封管道内，热量的流失速度较慢，该热量会伴随压缩空气的流动进入到溶气罐12内，热量在扩散的过程中会引起溶气罐12内部气体的热对流，热对流加快了溶气罐12内部的空气流速，雾化水滴能够接触到更多的空气，进一步提升氧溶解速率，压缩空气携带的热量也能够快速传导到水滴中，有利于维持溶气罐12内部温度的稳定。
在本发明的另一实施例中，菌剂投放器2包括加药泵21、止回阀22和微生物菌剂调配箱23；微生物菌剂调配箱23用于微生物菌剂的调配储存，并与加药泵21和止回阀22依次相连后和管道混合器3相连通。使用时，通过加药泵21将微生物菌剂调配箱23中的菌剂泵入溶气水中，并经管道混合器3形成均匀的混合液。同时，通过设置止回阀22，防止溶气罐12中压力过高，溶气水倒流回微生物菌剂调配箱23中。通过加药泵21将溶气水和微生物菌剂进行混合，能够对微生物菌剂的投放做到定量控制，保证了投加后的净化效果。
浮岛净化装置4包括不透气浮体41和释放器42；不透气浮体41下部设置有一中空的反应室，反应室底部开口；释放器42设置在反应室的中部，加压溶气微泡发生器1产生的溶气水和菌剂投放器2投放的微生物菌剂经过释放器42释放后进入浮岛净化装置4的中空反应室内。通常，不透气浮体41气泡不可穿过，保证了微气泡在释放过程中无法从顶部释放，只能由中空反应室侧壁和底部向外界水体扩散，反应室罩体为多孔结构，仅起到阻碍水中砂石的作用，不影响水体和气体的正常流通。同时，浮岛净化装置4的中空反应室内设置有生物填料43，用于负载微生物；生物填料43的顶部固定在不透气浮体41的底部。微气泡在释放扩散过程中，穿过层层生物填料43并将携带的大部分微生物菌剂固载于生物填料43上，少量微生物菌剂随微气泡一同扩散至中空反应室外部，继而向外界水体扩散。既助力了微生物菌剂在填料上的聚集及固载，又能通过微气泡向生物填料43上的微生物不断提供氧气，大大增强了水体的净化能力。优选地，不透气浮体41通过锚固44固定在水体底部。通常通过对称设置在浮岛净化装置4两侧的锚固44来对浮岛净化装置4进行固定，防止浮岛净化装置4随波逐流，保证浮岛净化装置4的工作效果。
生物填料43的孔隙之间设置有尖刺，当气泡从生物填料43的孔隙中通过时，会被孔隙中的尖刺划破，气泡会破裂成若干个较小的气泡，气泡破裂时产生的震动会对周围水体产生向外侧的冲击，水体中含有的微生物在冲击力的作用下更容易附着到生物填料43上，同时孔隙中的尖刺也更加容易对微生物进行固载。气泡从较大的气泡转变为多个较小的气泡，其表面积显著增大，能和微生物接触的范围得到了提高，更有利于微生物获取氧气。
本发明的工作原理：空压机11将外界空气进行压缩，压缩空气通过管道进入到溶气罐12内部，自吸泵13将就近水体输送到溶气罐12内，压缩空气和水流在溶气罐12内发生冲撞，加快氧气的溶解速度，压缩空气不断输送使得溶气罐12内部气压不断变大，更多的氧溶解到水中。溶气水从溶气罐12底部排出到管道混合器3内，微生物菌剂调配箱23中的微生物菌剂被加药泵21泵入管道混合器3中，溶气水和微生物菌剂一起被输送到释放器42处，加压溶气微泡发生器1产生的溶气水和菌剂投放器2投放的微生物菌剂经过释放器42释放后进入浮岛净化装置4的中空反应室内。微气泡在释放扩散过程中，穿过层层生物填料43并将携带的大部分微生物菌剂固载于生物填料43上，少量微生物菌剂随微气泡一同扩散至中空反应室外部，继而向外界水体扩散。气泡在穿过生物填料43孔隙时会被孔隙中的尖刺划破，更多的微生物被破碎的冲击力撞击到生物填料43内表面上，并被固载到生物填料43上。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。