水域底层环境改善系统和夹带流混合装置的制作方法

1.本技术涉及水域底层环境改善系统和夹带流混合装置，尤其涉及防止和去除水库、湖泊或河流等中的蓝藻、蓝藻毒素、蓝藻异味物质的水域底层环境改善系统和夹带流混合装置。


背景技术：

2.静止水域的富营养化成为一个大的社会问题。作为其主要原因，可列举出水域底层的贫氧。水域底层的贫氧化会引起硫化氢等有毒气体的产生、有害的重金属的溶出、成为钙藻等有害微生物的增殖的原因的磷等营养盐的溶出。
3.作为防止、改善水域底层的贫氧化的技术，开发了底质疏浚、底质(砂、凝集剂)被覆、曝气、垂直循环、高氧水导入技术。其中之一尝试了将含有高密度的藻类、氰菌及高氧的表层水输送到水域底层的方法。


技术实现要素：

4.将表层水输送到水域底层所带来的水质改善效果是，利用通过来自大气的供给、光合作用浮游生物的碳酸同化作用而含有较高浓度氧气的表层水，将其输送到水域底层的贫氧层，以增加所溶解的氧浓度。此外，在贫氧的还原性环境中产生的有毒气体的硫化氢、有害重金属离子、促进富营养化的磷、铁离子通过氧供给而变化为氧化环境，抑制产气菌的活动，使各种离子类变化为悬浮态氢氧化物、氧化物，从水中沉降除去。另外，由于氧浓度增加，氧化细菌增殖，促进有机污浊物质的分解。进而，因氧不足而无法生长的各种动物群复活。
5.将既往的表层水输送到水域底层的装置通常使用潜水泵、螺旋桨、气泡流来产生流动，并使用管路将表层水输送到水域底层。此外，还有在成层期将高温且轻密度的表层水在水域底层设置冷却管路，用周围的低水温的水冷却后，从管路放出，然后尽可能与底层的水混合的方式的技术。
6.但是，现有技术是单纯地将表层水向水域底层排放的方式。本技术是在排水口加入新技术，使排放的表层水和排放目标的底层水以高效率混合，并促进同一层水的夹带作用，利用水平流使广域的水域底层水纯化的技术。
7.本技术的第一方面提供一种夹带流混合单元，其包括：两端开口且中空的筒体部；进水部，设置在筒体部的一端，包括沿着从筒体部的一端向另一端的方向横截面积逐渐缩小的内腔；以及放出口，设置在筒体部的所述另一端。
8.通过在筒体部的一端设置进水部，并使该进水部包括沿着从筒体部的一端向另一端的方向横截面积逐渐缩小的内腔，能够使进水部发挥导水板的作用。因此，当表层水通过送水管输送进水部附近时，会在进水部附近产生夹带流，进水部后方附近的水受到夹带流的影响而流入到筒体部，并与表层水混合。
9.由于表层水的氧含量高于底层水的氧含量，因此通过混合表层水和底层水，能够
改善水域底层的贫氧环境。另外，由于表层水中所含的藻类、氰菌可以向水域底层移流，妨碍向上层的上浮作用，因此能够抑制藻类、氰菌的增殖。
10.可选的是，进水部由受水的冲力可弹性变形的弹性薄板形成。通过由可弹性变形的弹性薄板构成进水部，能够根据通过送水管而输送到进水部附近的水的压力，调整进水部与送水管之间的空隙大小，从而可以达到调整由夹带流吸入的底层水的流量的效果。
11.可选的是，放出口被形成为，其内部的横截面积小于所述筒体部内的横截面积。通过使放出口内部的横截面积小于所述筒体部内的横截面积，当放出口的水被放出到外部时，可以在放出口附近再次生成夹带流，由此可以更好地混合从放出口放出的水和放出口附近的底层水。
12.可选的是，放出口被形成为，其内部的横截面积沿着其内部的水流方向逐渐缩小。通过使放出口形成为其内部的横截面积沿着其内部的水流方向逐渐缩小，当放出口的水被放出到外部时，可以在放出口附近再次生成夹带流，由此可以更好地混合从放出口放出的水和放出口附近的底层水。
13.本技术的第二方面提供一种夹带流混合装置，其包括一个以上级联的第一方面所述的夹带流混合单元，在一个以上级联的夹带流混合单元中，末端级之外的任意级夹带流混合单元的放出口布置在其下一级夹带流混合单元的进水部的内腔内并与该内腔的内壁面留有空隙，并且，第一级夹带流混合单元的进水部的内腔用于供向夹带流混合装置内导入原水的送水管的一端与该内腔的内壁面留有空隙地插入。
14.本技术的第二方面涉及的夹带流混合装置中的一个以上级联的夹带流混合单元是指，可以仅仅具有一个夹带流混合单元，也可以具有两个或两个以上的夹带流混合单元。由于本技术的第二方面涉及的夹带流混合装置包括一个以上级联的第一方面所述的夹带流混合单元，因此能够混合表层水和上述夹带流混合单元的进水部附近的底层水，从而能够改善水域底层的贫氧环境，并能够抑制藻类、氰菌的增殖。
15.可选的是，在一个以上级联的夹带流混合单元中的至少一个夹带流处理单元内设置有水流推进装置，该水流推进装置用于推进所述夹带流处理单元内的水向放出口的流动。通过设置水流推进装置，可以使夹带流混合单元的筒体部内的水更顺畅地朝向放出口侧流动，从而能够防止筒体部内的水的逆流，并能够有效防止筒体部内的水从进水部附近的空隙流出，由此能够避免进水部附近的夹带流不能很好地吸引进水部附近的底层水。
16.可选的是，夹带流混合装置还可以包括固定装置，其可以内置于夹带流混合装置，也可以设置在夹带流混合装置的壳体的外部。固定装置只要能够将夹带流混合装置定位在规定位置上即可，其设置位置和设置方式不受特别限制，可以根据实际需要设计。
17.本技术的第三方面提供一种基于夹带流混合的水域底层环境改善系统，其包括：上述第二方面所述的夹带流混合装置，布置在水域的底层；吸水泵，设置在所述水域的表层，用于吸引表层水；以及送水管，连接吸水泵与夹带流混合装置中的第一级夹带流混合单元，将吸水泵吸入的表层水作为原水输送至第一级夹带流混合单元。
18.本技术的第三方面涉及的水域底层环境改善系统是利用夹带流混合的水域底层环境改善系统，其包括设置在水域底层的本技术第二方面的上述夹带流混合装置。由于本技术的第二方面涉及的夹带流混合装置包括一个以上级联的上述第一方面所述的夹带流混合单元，因此能够混合表层水和上述夹带流混合单元的进水部附近的底层水，从而能够
改善水域底层的贫氧环境，并能够抑制藻类、氰菌的增殖。
19.本技术涉及的新装置由表层的泵输送的水的放水口和其周围的用作导水板的进水部构成。向前方向放出的水流会成为驱动力，沿着导水板吸引后方周边的水，与送出的表层水混合。如果是现有方法的仅放水的方式，则被送出的表层水与放水目的地的底层水相比具有高水温低密度，因此本来是在贫氧的底层水中混合含有较多氧的表层水的目的，但由于放水后向上层移动，底层的水质改善效果降低。与此相对，本技术通过与低温高密度的底层水有效地混合，在进行底层水的净化的同时，放水目的地的水流作为更接近需要净化的底泥正上方的水流而扩散。通过该作用，与现有方法相比，能够以相同的送水量改善更宽的范围底泥正上方水的水质。另外，表层水中所含的藻类、氰菌与现有方法相比更向底层移流，妨碍向上层的上浮作用，它们的增殖的抑制效果提高。
附图说明
20.图1的(a)至(c)示出夹带流混合单元的简要结构。
21.图2是示出夹带流混合装置的实施例1的示意图。
22.图3是示出夹带流混合装置的实施例2的示意图。
23.图4是本技术的水域底层环境改善系统的实际应用场景的示意图。
具体实施方式
24.下面结合附图和实施例对本技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本技术的原理，但不能用来限制本技术的范围，即本技术不限于所描述的实施例。
25.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有说明，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。
26.上述发明内容并不意欲描述本技术中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。
27.在以下的说明中，以本实施方式涉及的水域底层环境改善系统及其夹带流混合装置用于水库、湖泊或河流等为例进行说明，但本技术不限于此。例如，可以应用于沼泽地、海水、汽水(又称为半海水)、污水等各种水类。另外，本技术不受以下实施方式的限定。
28.以下，结合附图，详细说明根据本技术的水域底层环境改善系统及其夹带流混合装置。在下面的说明中，针对相同的部件标注相同的附图标记，并省略其详细说明。
29.首先，结合图1的(a)至(c)，说明根据本技术第一方面的夹带流混合单元。
30.本技术的夹带流混合单元包括筒体部810、进水部和放出口820。筒体部810是两端开口且中空的结构。进水部设置在筒体部810的一端，并包括沿着从筒体部810的一端向另一端的方向横截面积逐渐缩小的内腔。放出口820设置在筒体部810的另一端侧。
31.进水部的内腔根据与筒体部810之间的相对位置而具有三种不同结构。图1的(a)示出夹带流混合单元的第一种结构，其中，进水部800的一端与筒体部810的一端相连，并且
进水部800的内腔整体位于筒体部810的内部。图1的(b)示出夹带流混合单元的第二种结构，进水部800'的一端与筒体部810的一端相连，并且进水部800'的内腔整体位于筒体部810的外部。图1的(c)示出夹带流混合单元的第三种结构，进水部800”的内腔的一部分位于筒体部810的内部，其余部分位于筒体部810的外部。
32.需要说明的是，在图1的(a)至(c)中均示出了放出口820的内部的横截面积沿着其内部的水流方向逐渐缩小，然而，放出口的形状并不局限于这样的形状，放出口可以是圆筒等规则形状的结构，也可以是考虑水流或水压而设计成不规则形状的结构，其具体结构可以根据实际需求来决定。
33.为了便于说明，下面以第一种结构的进水部800为例进行说明。
34.如图1的(a)所示，本技术的夹带流混合单元包括筒体部810、进水部800和放出口820。筒体部810是两端开口且中空的结构。进水部800设置在筒体部810的一端，并包括沿着从筒体部810的一端向另一端的方向横截面积逐渐缩小的内腔。放出口820设置在筒体部810的另一端侧。
35.通过在筒体部的一端设置进水部800，并使该进水部800包括沿着从筒体部的一端向另一端的方向横截面积逐渐缩小的内腔，能够使进水部800发挥导水板的作用。因此，当表层水通过送水管输送进水部附近时，会在进水部800附近产生夹带流，进水部800后方附近的水因受到夹带流的影响而经由送水管与进水部800之间的缝隙流入到筒体部810内，并与由送水管输送的表层水混合。
36.由于表层水的氧含量高于底层水的氧含量，因此通过混合表层水和底层水，能够改善底层水的贫氧环境，而且，由于表层水中所含的藻类、氰菌可以向底层移流，妨碍向上层的上浮作用，因此能够抑制藻类、氰菌的增殖。
37.进水部800可以由受水的冲力可弹性变形的弹性薄板形成。通过由可弹性变形的弹性薄板构成所述进水部，能够根据通过送水管而输送到进水部附近的水的压力，调整进水部与送水管之间的空隙的大小，从而可以达到调整由夹带流吸入的底层水的流量的效果。
38.放出口820可以形成为其内部的横截面积小于所述筒体部内的横截面积。优选的是，放出口820形成为其内部的横截面积沿着其内部的水流方向逐渐缩小。由此，可以在放出口820的水被放出到外部时，可以在放出口附近再次生成夹带流，由此可以更好地混合从放出口820放出的水和放出口820附近的底层水。因此，能够更好地混合含氧量较高的表层水和含氧量较低的底层水，进而，能够改善水域底层的贫氧环境，并能够抑制藻类、氰菌的增殖。
39.本技术的第二方面提供一种夹带流混合装置，其包括一个以上级联的夹带流混合单元，在一个以上级联的夹带流混合单元中，末端级之外的任意级夹带流混合单元的放出口布置在其下一级夹带流混合单元的进水部的内腔内并与该内腔的内壁面留有空隙。并且，第一级夹带流混合单元的进水部的所述内腔用于供向夹带流混合装置内导入原水的送水管的一端与该内腔的内壁面留有空隙地插入。
40.需要说明的是，上述一个以上级联的夹带流混合单元可以是一个夹带流混合单元，也可以是两个或两个以上的依次串联的夹带流混合单元。下面，结合附图，针对夹带流混合装置的实施例进行说明。
41.实施例1
42.本实施例是夹带流混合装置中的一个以上级联的夹带流混合单元是一个夹带流混合单元的示例。图2是示出夹带流混合装置的实施例1的示意图。
43.如图2所示，夹带流混合装置8具备一个夹带流混合单元80，夹带流混合单元80的进水部800的内腔的内避面与送水管5之间留有空隙90。进水部800的内腔沿着从筒体部810的一端向另一端的方向横截面积逐渐缩小，其能够发挥导水板的作用。因此，当表层水通过送水管5而输送到进水部800附近时，会在进水部800附近产生夹带流，进水部800后方附近的水受到夹带流的影响而经由送水管5的一端与进水部800的内腔之间的空隙90流入到筒体部810，并与送水管5输送的表层水混合。
44.由于表层水的氧含量高于底层水的氧含量，因此通过混合表层水和底层水，能够改善底层水的贫氧环境，而且，由于表层水中所含的藻类、氰菌可以向底层移流，妨碍向上层的上浮作用，因此能够抑制藻类、氰菌的增殖。
45.进水部800可以由受水的冲力可弹性变形的弹性薄板形成。通过由可弹性变形的弹性薄板构成进水部，能够根据通过送水管而输送到进水部附近的水的压力，调整进水部与送水管之间的空隙90的大小，从而可以达到调整由夹带流吸入的底层水的流量的效果。
46.放出口820可以形成为其内部的横截面积小于筒体部810内的横截面积。优选的是，放出口820形成为其内部的横截面积沿着其内部的水流方向逐渐缩小。由此，当放出口820的水被放出到外部时，可以在放出口附近再次生成夹带流，由此可以更好地混合从放出口820放出的水和放出口820附近的底层水。因此，能够更好地混合含氧量较高的表层水和含氧量较低的底层水，进而能够改善水域底层的贫氧环境，并能够抑制藻类、氰菌的增殖。
47.此外，在筒体部810的内部还可以设置水流推进装置830。水流推进装置830用于推进夹带流处理单元内的水向放出口820的流动。通过设置水流推进装置，可以使筒体部810内的水更顺畅地朝向放出口820侧流动，从而能够防止筒体部810内的水的逆流，并能够有效防止筒体部810内的水从空隙90流出，从而能够避免进水部800附近的夹带流不能很好地吸引进水部附近的底层水。
48.这里，夹带流混合装置8还可以包括用于将夹带流混合装置8定位在规定位置上的固定装置。固定装置可以内置于夹带流混合装置8，也可以设置在夹带流混合装置8的壳体的外部。固定装置只要能够将夹带流混合装置定位在规定位置上即可，其设置位置和设置方式不受特别限制，可以根据实际需要设计。
49.实施例2
50.本实施例是夹带流混合装置中的一个以上级联的夹带流混合单元是两个夹带流混合单元的示例。图3是示出夹带流混合装置的实施例1的示意图。
51.如图3所示，夹带流混合装置8包括第一级夹带流混合单元81和第二级夹带流混合单元82。第一级夹带流混合单元81的放出口布置在第二级夹带流混合单元82的进水部的内腔内并与该内腔的内壁面留有空隙91。并且，第一级夹带流混合单元81进水部的内腔的内壁面与送水管5之间留有空隙90。第一级夹带流混合单元81和第二级夹带流混合单元82的进水部的内腔沿着从筒体部的一端向另一端的方向横截面积逐渐缩小，其能够发挥导水板的作用。
52.当表层水通过送水管5而输送到第一级夹带流混合单元81的进水部附近时，会在
第一级夹带流混合单元81的进水部附近产生夹带流，第一级夹带流混合单元81的进水部后方附近的水受到夹带流的影响而经由送水管5的一端与第一级夹带流混合单元81的进水部的内腔内壁之间的空隙90流入到第一级夹带流混合单元81的筒体部，并与由送水管5输送的表层水混合。
53.当第一级夹带流混合单元81的筒体部的混合水输送到第二级夹带流混合单元82的进水部附近时，会在第二级夹带流混合单元82的进水部附近产生夹带流，第二级夹带流混合单元82的进水部后方附近的水受到夹带流的影响而经由空隙91流入到第二级夹带流混合单元82的筒体部，并与由第一级夹带流混合单元81的放出口放出的混合水再次混合。
54.由于表层水的氧含量高于底层水的氧含量，因此通过混合表层水和底层水，能够改善底层水的贫氧环境，而且，由于表层水中所含的藻类、氰菌可以向底层移流，妨碍向上层的上浮作用，因此能够抑制藻类、氰菌的增殖。
55.第一级夹带流混合单元81和第二级夹带流混合单元82的进水部可以由受水的冲力可弹性变形的弹性薄板形成。通过由可弹性变形的弹性薄板构成进水部，能够根据通过送水管而输送到第一级夹带流混合单元81和第二级夹带流混合单元82的进水部附近的水的压力，调整第一级夹带流混合单元81的进水部与送水管之间的空隙90的大小、第二级夹带流混合单元82的进水部与第一级夹带流混合单元81的放出口之间的空隙91的大小，从而可以达到调整由夹带流吸入的底层水的流量的效果。
56.第一级夹带流混合单元81和第二级夹带流混合单元82的放出口可以分别形成为其内部的横截面积小于筒体部内的横截面积。优选的是，第一级夹带流混合单元81和第二级夹带流混合单元82的放出口分别形成为其内部的横截面积沿着其内部的水流方向逐渐缩小。由此，可以在第一级夹带流混合单元81或第二级夹带流混合单元82的水通过放出口放出时，可以在放出口附近再次生成夹带流，由此可以更好地混合从第一级夹带流混合单元81或第二级夹带流混合单元82的放出口附近的底层水。因此，能够更好地混合含氧量较高的表层水和含氧量较低的底层水，进而能够改善水域底层的贫氧环境，并能够抑制藻类、氰菌的增殖。
57.另外，可以在第一级夹带流混合单元81的筒体部的内部设置水流推进装置830，也可以在第二级夹带流混合单元82的筒体部的内部设置水流推进装置830，也可以在第一级夹带流混合单元81的筒体部内和第二级夹带流混合单元82的筒体部内均设置水流推进装置830。
58.水流推进装置830用于推进夹带流处理单元内的水向放出口侧流动。通过设置水流推进装置，可以使筒体部内的水更顺畅地朝向放出口侧流动，从而能够防止筒体部的水的逆流，并能够有效防止筒体部的水从空隙90或空隙91流出，从而能够避免进水部附近的夹带流不能很好地吸引进水部附近的底层水。
59.这里，夹带流混合装置8还可以包括用于将夹带流混合装置8定位在规定位置上的固定装置。固定装置可以内置于夹带流混合装置8，也可以设置在夹带流混合装置8的壳体的外部。固定装置只要能够将夹带流混合装置定位在规定位置上即可，其设置位置和设置方式不受特别限制，可以根据实际需要设计。
60.下面，结合附图，详细说明根据本技术第三方面的水域底层环境改善系统。
61.图4是本技术的水域底层环境改善系统的实际应用场景的示意图。如图4所示，本
申请的水域底层环境改善系是基于夹带流混合的水域底层环境改善系统，其可以包括夹带流混合装置8、吸水泵4和送水管5。夹带流混合装置8设置在水域的底层，吸水泵4设置在所述水域的表层并用于吸引表层水，送水管5用于连接吸水泵4与夹带流混合装置8中的夹带流混合单元(第一级夹带流混合单元)，并将由吸水泵4吸入的表层水作为原水输送至夹带流混合装置8的夹带流混合单元(第一级夹带流混合单元)。
62.如图4所示，在水域底层环境改善系统的实际应用场景中，吸水泵4、送水管5和夹带流混合装置8通过浮标3、系泊用钢丝6、系泊用锚7等而固定到需要改善底层环境的水域。
63.水域底层环境改善系统可以通过电源1和电线2而向吸水泵4提供电力。接通电源之后，吸水泵4开始运行，吸引表层水，并将表层水通过送水管5而输送到夹带流混合装置8。通过夹带流混合装置8，可以对表层水和夹带流混合装置8附近的底层水进行混合，由此能够混合含氧量较高的表层水和含氧量较低的底层水，从而能够改善水域底层的贫氧环境，并能够抑制藻类、氰菌的增殖。
64.以上说明了本发明的示例性实施方式，但本发明并不局限于上述实施方式，在不脱离主旨的范围内能够进行适当变更。上述的各个实施方式包含实质上相同的方式，也可以适当地组合。基于本发明中的实施方式，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。
65.此外，根据上述说明书的揭示和教导，本领域技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本技术并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本技术的一些修改和变更也应当落入本技术的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本技术构成任何限。