一種水體風能復氧裝置及其方法制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種水體風能復氧裝置及其方法，水體風能復氧裝置包括水上結構、水中結構、水下結構以及連接結構，其中，所述水上結構包括捕風裝置以及頂端連接桿，在所述頂端連接桿的兩端分別設置有所述捕風裝置，所述水下結構包括下端連接桿，所述下端連接桿為兩根，兩根所述下端連接桿在其中間位置交叉固定連接，在每根所述下端連接桿的兩端分別設置有滑水板，所述水中結構包括圓形浮盤，所述連接結構包括固定桿，所述固定桿中設置有連接桿，所述連接桿上纏繞有彈簧組。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及環保類水質凈化
，具體涉及。
技術介紹
隨著我國經濟的快速發展，環境污染形勢日益嚴峻，城市河流、湖泊等自然水體不同程度地受到污染，特別是中小型水體長期處于富營養化狀態，甚至出現黑臭現象，嚴重影響了居民生活和城市環境，制約了生態型城市建設。城市污染水體均表現出共同的現象，即溶解氧含量過低，甚至趨近于零，其根本原因是水中污染物引起異養微生物大量生長繁殖，造成水體的耗氧速率大于復氧速率，耗盡了水體中的溶解氧，使好氧微生物逐漸失去生長優勢，厭氧微生物占據主導，水體呈現厭氧狀態，有機污染物被厭氧微生物分解生成甲烷、氨氣、硫化氫等物質，水體散發異味，水質變差。提高水體溶解氧含量的最直接措施是采用人工向水體充入空氣的方法，彌補自然復氧的不足，加速水體復氧過程，以提高水體的溶解氧水平，恢復和增強水體中好氧微生物的活力，使水體中的污染物得以凈化，改善水體的環境質量，盡快恢復水體生態系統。目前，國內外河、湖復氧技術方法主要分為動力型和工程型。動力型復氧主要是向水中充空氣和向水中充純氧的曝氣系統。包括鼓風機-微孔布氣管曝氣系統、純氧-微孔管曝氣系統、純氧-混流增壓系統、葉輪吸氣推流式曝氣器、水下射流曝氣設備等。工程型復氧主要包括采用不同形式的水工建筑物、水土建筑物溢流壩面加糙、接觸氧化透水堤壩、跌水曝氣充氧等水力學方法。純氧曝氣制氧設備在工程投資中比例很大，設備運行成本也很高，普適性較差。在空氣曝氣系統中，鼓風機-微孔布氣管曝氣系統的氧轉移效率可達25-35% (水深5米)，被廣泛運用于城市生活污水與工業廢水的好氧生化處理中，其布氣管安裝工程量較大，水平定位施工精度要求高，損壞后維修困難，低水位曝氣動力不足，鼓風機房占地面積大，噪聲大，投資費用較大。葉輪吸氣推流式曝氣器，其工作原理是通過在水下高速旋轉的葉輪在進氣通道中形成負壓，空氣通過進氣孔進入水中，但運行噪音大，葉輪易被堵塞纏繞，影響航運。水下射流曝氣設備。其利用潛水栗降水吸入增壓從栗體高速推出，設置在出水導管上的水射器將空氣吸入，氣-水混合液經水力混合切割后進入水體，但維修麻煩，噪音較大。結構型復氧方式中的水工泄水建筑物對耗氧性污染河流中溶解氧的恢復有明顯作用，其通常可分為自由溢流復氧和閘下出流復氧兩種情況。但在自由溢流復氧和閘下出流復氧這兩種情況下，泄水建筑物上游溶解氧一般不會很低，經過自由溢流復氧和閘下出流復氧作用，下游溶解氧較高，甚至會出現超飽和的狀態。溢流壩面加糙。增加水體紊動作用，能夠增加水中溶解氧含量，在溢流壩面上設置人工加糙物后，水體紊動加劇，空氣被卷吸進入水體形成溶解氧在橡膠壩面上粘貼有階梯情況下，當水流遇到階梯時，與階梯強烈碰撞，使水體表面產生大小不等的旋渦，同時引起水面變形，增大水氣界面比表面積，并且旋渦大小與水面變形程度取決于水體的紊動特性。由于水體紊動旋渦的作用，會使界面附近氣體被卷吸進入水體內部，造成界面處氣體濃度遠大于水體內部的溶解氧濃度，形成表面氣體富集層，氣體富集層中的一部分氧氣會與水體作用形成溶解氧，然后向水下擴散，而另一部分未形成溶解氧的氣體會被重新釋放回到大氣中，由于這一相互過程的作用，使氧虧水體溶解氧濃度不斷補充，增加了水體溶解氧。接觸氧化透水堤。在河道中間沿水流方向建一條可透水的隔堤(即用多孔材料砌筑的接觸氧化透水堤)，將河隔成兩條，并在兩條河的上下游端建閘，通過閘門的操作，使隔堤兩側產生水位差。即開啟上游一側和下游另一側的閘門，關閉另兩個閘門，使一側河道水流通過接觸氧化透水堤流向另一側，進行水質凈化。然后，依次變化閘門的開閉組合，使水流改變透水方向。 跌水曝氣充氧是使水體從高處多級跌落自然復氧，以滿足接觸氧化池對溶解氧的需求。利用相鄰兩接觸氧化池間的高差，使水在跌落過程中與空氣接觸進行充氧，單池中設隔板，水從隔板一側流入，穿過隔板底部從另一側流出。綜上，傳統的動力復氧效率高，但運行時主要面臨如下問題:高能耗，易產生二次污染，影響水溫，產生噪聲等。運行成本昂貴，移動性差，設備維護繁瑣不便。而工程型復氧方法能耗和效率相對較低，但工程造價昂貴，占地面積大，對地形地勢要求較高，尤其是如何對已有構筑物進行改造難度和局限性較大。因此，如何經濟、節能、有效的增加水中溶解氧含量，并不產生二次污染，是地表水水質改善的關鍵問題。
技術實現思路
鑒于上述現有技術的不足，本專利技術提供的，以經濟、節能、有效的增加水中溶解氧含量，并且不產生二次污染。為了解決上述技術問題，本專利技術方案包括:一種水體風能復氧裝置包括水上結構、水中結構、水下結構以及連接結構，其中，所述水上結構包括捕風裝置以及頂端連接桿，所述頂端連接桿為兩根且交叉連接，在所述頂端連接桿的兩端分別設置有所述捕風裝置，所述捕風裝置為具有開口的不完整球體，所述捕風裝置的開口依次按照同一方向排列，所述水下結構包括下端連接桿，所述下端連接桿為兩根，兩根所述下端連接桿在其中間位置交叉固定連接，所述下端連接桿的長度小于所述頂端連接桿的長度，在每根所述下端連接桿的兩端分別設置有滑水板，所述滑水板為圓形，兩側均為突出弧狀，所述滑水板的半徑小于所述捕風裝置球體半徑，四個所述滑水板形成轉輪，所述水中結構包括圓形浮盤，所述圓形浮盤的直徑大約所述頂端連接桿的長度，所述連接結構包括固定桿，所述固定桿為輕質空心結構，所述固定桿的上端設置為單向轉動齒輪，所述單向轉動齒輪包括突出部以及活動結構，所述突出部固定于固定桿上端口，所述活動結構設置于所述頂端連接桿上，使之向同一方向轉動，所述固定桿中設置有連接桿，所述連接桿上纏繞有彈簧組，所述彈簧組的一端與所述頂端連接桿的交叉位置固定連接，所述彈簧組的另一端與所述下端連接桿的變叉位置固定連接。所述水體風能復氧裝置，其中，所述捕風裝置的開口依次按照順時針排列。所述水體風能復氧裝置，其中，所述滑水板的半徑為所述捕風裝置球體半徑的二分之一。所述水體風能復氧裝置，其中，兩根所述頂端連接桿交叉夾角為90°，兩根所述下端連接桿交叉夾角為90°。所述水體風能復氧裝置，其中，所述捕風裝置為三分之二球體?！N水體風能復氧方法，其中，將所述水體風能復氧裝置安置在靜水水體中，當有風來時，由于所述捕風裝置的開口為依次按照同一方向排列，所以風力會帶動四個所述捕風裝置向同一方向旋轉；由于所述捕風裝置的旋轉，會帶動所述連接裝置中的所述彈簧組拉伸形變，從而將風能轉化為彈簧勢能，在由彈簧勢能帶動下方所述滑水板與所述捕風裝置同方向運動；所述滑水板轉動的同時，所述滑水板會攪動周圍水體，進行復氧；當所述彈簧組的形變達到極限狀態時，會將儲存的彈簧勢能通過下方的所述下端連接桿轉化為動能，帶動所述滑水板進行與所述捕風裝置反方向的旋轉并攪動周圍水體進行復氧。本專利技術提供了，其通過自然風驅動轉輪攪動水體實現復氧的過程，是利用自然界中的風能帶動復氧裝置運行，能夠有效降低能耗，該裝置結構簡單，安裝維修方便，節省資金成本，能夠在湖泊、水庫等水流流速較低的靜水中起到良好的復氧效果當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種水體風能復氧裝置包括水上結構、水中結構、水下結構以及連接結構，其特征在于，所述水上結構包括捕風裝置以及頂端連接桿，所述頂端連接桿為兩根且交叉連接，在所述頂端連接桿的兩端分別設置有所述捕風裝置，所述捕風裝置為具有開口的不完整球體，所述捕風裝置的開口依次按照同一方向排列，所述水下結構包括下端連接桿，所述下端連接桿為兩根，兩根所述下端連接桿在其中間位置交叉固定連接，所述下端連接桿的長度小于所述頂端連接桿的長度，在每根所述下端連接桿的兩端分別設置有滑水板，所述滑水板為圓形，兩側均為突出弧狀，所述滑水板的半徑小于所述捕風裝置球體半徑，四個所述滑水板形成轉輪，所述水中結構包括圓形浮盤，所述圓形浮盤的直徑大約所述頂端連接桿的長度，所述連接結構包括固定桿，所述固定桿為輕質空心結構，所述固定桿的上端設置為單向轉動齒輪，所述單向轉動齒輪包括突出部以及活動結構，所述突出部固定于固定桿上端口，所述活動結構設置于所述頂端連接桿上，使之向同一方向轉動，所述固定桿中設置有連接桿，所述連接桿上纏繞有彈簧組，所述彈簧組的一端與所述頂端連接桿的交叉位置固定連接，所述彈簧組的另一端與所述下端連接桿的交叉位置固定連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王詠，張剛，馮江，邊紅楓，王肇鈞，李曄，李廷超，馮致力，
申請(專利權)人：東北師范大學，
類型：發明
國別省市：吉林;22