浮标式太阳能驱动造流曝气器.pdf

一种浮标式太阳能驱动造流曝气器，其包括悬浮载体、导流筒、太阳能电池板、压空机、输气管、曝气盘，悬浮载体与导流筒一体连接，载体内安装有压空机，为压空机提供能源的太阳能电池板设于载体上表面；曝气盘设于导流筒内靠近其底部，其通过输气管与压空机相连，导流筒上设有相应的进水口、出水口。太阳能电池将太阳能转换为电能推动压空机工作，压缩空气通过曝气盘释放到水体中，进一步通过导流筒扩散。本发明采用太阳能电池供电，在无二次污染的情况下有效实现驱动造流曝气高效充氧，有效地防治受污染水体藻类爆发，达到修复水体实现自净功能，且其为漂浮在水面上的浮标式结构，不需占用土地面积，结构紧凑，体积小，易于运输与安装。

1、  一种太阳能驱动造流曝气器，其特征在于：其包括悬浮载体、导流筒、太阳能电池板、压空机、输气管、曝气盘，悬浮载体与导流筒一体连接，载体内安装有压空机，为压空机提供能源的太阳能电池板设于载体上表面；曝气盘设于导流筒内靠近其底部，其通过输气管与压空机相连。

2、  如权利要求1所述的太阳能驱动造流曝气器，其特征在于：其还包括逆变器、蓄电池，逆变器及蓄电池安装于悬浮载体内，逆变器为DC-AC逆变器，其有两个输入接点和两个输出接点，输入接点通过电线分别与太阳能电池板、蓄电池的输出接点连接，输出接点通过电线与蓄电池、空压机的输入接点连接。

3、  如权利要求1所述的太阳能驱动造流曝气器，其特征在于：该悬浮载体为横截面为圆形的中空容器，其采用玻璃钢材料制成。

4、  如权利要求2所述的太阳能驱动造流曝气器，其特征在于：该悬浮载体的横截面半径不等，其为上下两侧半径较小然后逐渐增大的变截面结构，内部最大直径为750mm，最小直径为600mm，高为155mm。

5、  如权利要求1所述的太阳能驱动造流曝气器，其特征在于：该导流筒为采用玻璃钢材料制成喇叭体结构，喇叭口与悬浮载体光滑连接，导流筒底部设有进水口，顶部设有多个出水口。

6、  如权利要求5所述的太阳能驱动造流曝气器，其特征在于：该导流筒上两对称出水口中心点与导流筒进水口中心点形成等腰直角三角形，导流筒的高度与设备悬浮载体半径等值。

7、  如权利要求6所述的太阳能驱动造流曝气器，其特征在于：该导流筒顶部的直径为600mm，底部的直径为150mm，高度为300mm。

8、  如权利要求1所述的太阳能驱动造流曝气器，其特征在于：该悬浮载体上还设有控制空压机的启闭的开关按钮。

9、  如权利要求1所述的太阳能驱动造流曝气器，其特征在于：该压空机功率为太阳能电池最大功率的50-60％。

10、  如权利要求1所述的太阳能驱动造流曝气器，其特征在于：其还有定位系统，定位系统包括定位环和定位墩，在悬浮载体下部外壁设置两个定位环，通过尼龙绳连接到两个放置在水体底部的定位墩，定位墩的重量与悬浮在水面组件的重量相当。

浮标式太阳能驱动造流曝气器
技术领域
本发明属于水处理领域，涉及对被污染水体进行修复行业中的曝气装置。
背景技术
随着我国工农业的迅猛发展以及城市化进程的加快，工业废水、生活污水、农业灌溉废水中污染物排放量日益增加，其中的氮、磷营养盐进入相对封闭的水域后，在阳光照射下，极易导致水体富营养化，给水资源的利用造成破坏。蓝藻水华多发生在春末至夏季的5-8月份，有明显的季节性。温度、光照、营养等都是其生长的影响因子。当水温在20℃以上、水体富营养化、较高的pH值、适宜的光照，蓝藻便会大量繁殖，形成水华。时间一长，藻体大量死亡，分解散发出一股难闻的恶臭味，污染空气，同时消耗水中溶解氧。另外，蓝藻具有细胞内毒素，当蓝藻细胞腐败分解后，蓝藻毒素被释放到水体中，会造成鱼类大量死亡，而且蓝藻毒素是强烈的致癌物质，直接威胁着人类的健康。
治理藻类爆发水体的主要技术包括栽种高等水生植物、放养滤食性鱼类等生态方法；投加药剂、臭氧、紫外线和超声波杀藻等物理化学方法；引清水稀释、人工曝气等工程措施。然而这些方法和措施中有些耗水、耗电量大，有些时间长见效慢，有些效果不佳，存在着各自的缺点。
而且现有各种人工曝气设备存在曝气复氧功能单一、能耗高、动力损失大、难恢复污染水体自净功能等问题，因此，需要开发一种能解决上述问题且适用于小城镇受污染水源水体修复的曝气充氧一体化水净化设备。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中问题，提供一种浮标式太阳能驱动造流曝气器，其由太阳能驱动造流曝气充氧，适用于小城镇受污染水源水体的修复净化，在使用时不会产生二次污染，且其设计成能够漂浮在水面上的浮标式结构，不需占用土地面积，结构紧凑，体积小，易于运输与安装。。
为达到以上目的，本发明所采用的解决方案是：
一种太阳能驱动造流曝气器，其包括悬浮载体、导流筒、太阳能电池板、压空机、输气管、曝气盘，悬浮载体与导流筒一体连接，载体内安装有压空机，为压空机提供能源的太阳能电池板设于载体上表面；曝气盘设于导流筒内靠近其底部，其通过输气管与压空机相连。
进一步，其还包括逆变器、蓄电池，逆变器及蓄电池安装于悬浮载体内，逆变器为DC-AC逆变器，其有两个输入接点和两个输出接点，输入接点通过电线分别与太阳能电池板、蓄电池的输出接点连接，输出接点通过电线与蓄电池、空压机的输入接点连接。
该悬浮载体为横截面为圆形的中空容器，其采用玻璃钢材料制成。
该悬浮载体的横截面半径不等，其为上下两侧半径较小然后逐渐增大的变截面结构，内部最大直径为750mm，最小直径为600mm，高为155mm。
该导流筒为采用玻璃钢材料制成喇叭体结构，喇叭口与悬浮载体光滑连接，导流筒底部设有进水口，顶部设有多个出水口。
该导流筒上两对称出水口中心点与导流筒进水口中心点形成等腰直角三角形，导流筒的高度与设备悬浮载体半径等值。
该导流筒顶部的直径为600mm，底部的直径为150mm，高度为300mm。
该悬浮载体上还设有控制空压机的启闭的开关按钮。
该压空机功率为太阳能电池最大功率的50-60％。
其还有定位系统，定位系统包括定位环和定位墩，在悬浮载体下部外壁设置两个定位环，通过尼龙绳连接到两个放置在水体底部的定位墩，定位墩的重量与悬浮在水面组件的重量相当。
由于采用了上述方案，本发明具有以下特点：
1、本设备采用太阳能作为能源，在无二次污染的情况下有效实现驱动造流曝气充氧，有效地防治受污染水体藻类爆发，修复水体并达到其具有自净功能；
2、本设备为浮标式结构浮在水面上，不需占用土地面积，结构紧凑，体积小，易于运输与安装；
3、通过导流筒，将充氧的水输送到离设备较远的区域，使充氧水体的面积远远超过设备的面积，实现了高效的充氧。
附图说明
图1为浮标式太阳能驱动造流曝气器的外部结构示意图。
图2为浮标式太阳能驱动造流曝气器的俯视结构示意图。
图3为沿图2中A-A线剖视的结构示意图。
图4为浮标式太阳能驱动造流曝气器气泡扩散充氧示意图。
图5为浮标式太阳能驱动造流曝气器驱动造流示意图。
图6为导流筒结构尺寸示意图。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
本发明的曝气器设计为能够漂浮在水面上的浮标式设备，如图1-图3所示，其中漂浮在水面上的部分由太阳能电池板1、逆变器3、蓄电池2、空压机12与设备悬浮载体11组成；浸在水面以下的部分由导流筒9、曝气盘7及定位系统组成。设备悬浮载体10为玻璃钢材料加工而成，整体为圆形的内空容器，内部最大直径为750mm，最小直径为600mm，高为155mm。逆变器3、蓄电池2、空压机12放置在设备悬浮载体11的内部，太阳能电池板1镶嵌在设备悬浮载体11的顶部。清洁能源多晶硅太阳能电池板1是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分，其作用是将太阳的辐射能转换为电能，或送往蓄电池2中存储起来，或通过DC-AC逆变器3将48VDC电压转变为220VAC电压推动空压机12工作。逆变器3为DC-AC逆变器，其底部通过胶水粘在设备悬浮载体11的内部底部，有两个输入接点和两个输出接点，输入接点通过电线分别与太阳能电池板1输出接点和蓄电池2输出接点连接，两个输出接点通过电线与蓄电池2、空压机12的输入接点连接。蓄电池2型号为6-MA-8，额定电压为12V，额定电容为8AH，外型尺寸长×宽×高＝160mm×87mm×98mm，有一个输入接点和一个输出接点，分别与逆变器3输入接点和输出接点通过电线连接，其底部通过胶水粘在设备悬浮载体11的内部底部。空压机12的型号为AC0-318，功率30W，外型尺寸长×宽×高＝182mm×95mm×116mm，有一个输入接点与逆变器3输出接点通过电线连接，另空压机12产生的空气通过输气管6与曝气盘7连接，输气管管径为DN12的塑胶管。太阳能电池板1的外型尺寸长×宽×高＝500mm×255mm×35mm，有一个输出入接点与逆变器3输入接点通过电线连接。导流筒9为变径的圆筒体，顶部的直径为600mm，底部的直径为150mm，高度为300mm，为玻璃钢材料加工而成。导流筒9顶部通过胶水与设备悬浮载体11粘结，在其顶部每隔50mm开一个尺寸长×宽＝50mm×10mm的方孔作为导流筒出水口14。
水上部分起到吸收太阳能量转化为电能并驱动空压机工作的作用，太阳能电池板1将太阳的辐射能转换为电能通过逆变器3输送到空压机12电极推动其工作，暂时多余的电能输送往蓄电池2中存储起来；空压机12的功率为太阳能电池1最大功率的50-60％，电能驱动空压机12启动后，压缩空气通过曝气盘7上的微孔释放到水体中；释放到水体中的气泡15由于浮力向上升，同时气泡中的氧气通过气泡壁溶解到水中。气泡15在上升过程中驱动充氧的水流从导流筒进水口8向上流动，在导流筒9的导流作用下，到达导流筒9顶部通过导流筒出水口14向四周扩散，形成如图5中所示的水流流向示意线16。含较高溶解氧的水流向低溶解氧或无溶解氧的水体流动时，进一步实现溶解氧的扩散，达到更大区域充氧防治藻类爆发的效果。本设备中连接导流筒9两对称出水口14中心点与导流筒进水口8中心点时形成等腰直角三角型，导流筒9的高度与设备悬浮载体11半径等值，这种布局有利于改善水驱动流效果；在设备上部还设有开关按钮13，可以控制空压机的启闭；为了保证设备固定在一定区域而不会无目的漂移，设备下部设置一定位系统，其主要在悬浮载体11下部外壁设置两个定位环10(定位环10可以对称的设置于两侧)，通过尼龙绳4连接到两个放置在水体底部的定位墩5(定位墩的重量与设备的悬浮在水面组件的重量相当)，从而使设备定位在一定水域范围内实现对设备的定位。
由于本发明设备采用太阳能为空压机12供电，不再需要外加能源，实现了运行成本中能耗为零。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。