一种适用于河湖治理的排布式转碟曝气系统的制作方法

1.本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种适用于河湖治理的排布式转碟曝气系统。


背景技术：

2.随着社会生产的发展，世界各国的河流水质都面临着来自工业、农业、生活等方面的不同程度的污染。因此，从上世纪五六十年代起，英、德、美等发达国家就开始考虑解决日益严重的河道污染问题。近几年，城市河道水环境质量问题逐步凸显，部分河道达不到相关水环境目标的要求，甚至很多河道出现黑臭现象，急需解决。
3.因此，针对现状河道存在的问题及提出的相关要求，也出现了不同的技术路线。目前市场上关于河道治理主流处理技术主要包括控源截污、内源治理、活水循环、水质净化、生态修复等。而河道水环境质量的提升与修复工作一般不能够在短时间内完成，需要长时间进行控制与管理。
4.河水中的溶解氧含量是反应水体污染状态的一个重要指标，受污染水体溶解氧浓度变化的过程反应了河道湖流的自净过程。当水体中存在溶解氧时，河水中的有机物往往被好氧菌所分解，使水中溶解氧含量降低，浓度低于饱和值，而水面大气中的氧就溶解到河水中，补充消耗的氧。如果河水中有机物含量较多，溶解氧消耗太快，大气中的氧来不及供应，水体中的溶解氧将会逐渐下降，乃至消耗殆尽，从而影响水生态系统的平衡。当河水中的溶解氧消耗殆尽之后河流就会出现无氧状态，有机物的分解就从有氧分解转化为无氧分解，水质就会恶化，甚至出现黑臭现象。此时，水生态系统已遭到严重破坏，无法自行恢复。由此可见，溶解氧在河水自净过程起着非常重要的作用。
5.申请人提出的“一种小型河道用悬浮式转碟曝气机及其治理方法”申请号“2021108437172”，将转碟曝气机安装于悬浮式基座上，转碟曝气机包括转轴、驱动装置以及间隔套装于转轴上的转碟，悬浮式基座由至少一个平台状基体构成，悬浮式基座上开设有曝气区，转碟碟片由曝气区浸入河道内，曝气区横跨于河道的宽度方向上，悬浮式基座在河道内呈坝式拦截状。针对小型河道，采取对整个河道水体进行坝式拦截的方式，并且形成河道宽度方向整体曝气推流的方式，河道内间隔6-8米设置一组，使河道水体整体形成流动，当水体推流流速大于0.3m/s时，整个河道就形成一个类似于氧化沟的形态，形成好氧、兼氧、厌氧反应段，促进河道内菌落的生长。
6.在直径更宽的天然水体中，虽然可以在河道宽度方向以串联组合的方式，通过增加悬浮式基座上的曝气区数量来实现水流的梯度曝气与定向流动、构成氧化沟处理模式，但由于自然环境的复杂性，上述悬浮式转碟曝气机在更宽广的湖面上使用，对水体的推动以及脱氮除磷效果均受到影响。


技术实现要素：

7.本发明针对现有技术的不足，提供了一种适用于河湖治理的排布式转碟曝气系
统，本系统的创新点是将若干个悬浮式转碟曝气机围绕圆形路径间隔排列形成一组合体，针对不流动的湖泊持续大功率曝气，实现处理区域污水的涡流状或径向混合。系统持续运行过程中，一方面形成水平和垂直方向的厌氧-缺氧-好氧区，另一方面该曝气组合及方式使得生化区形成负压，从而促进生化区水体的循环流动，形成氧化沟处理模式。
8.为实现本发明目的，提供了以下技术方案：一种适用于河湖治理的排布式转碟曝气系统，包括若干个悬浮式转碟曝气机，悬浮式转碟曝气机为安装于悬浮式基座上的转碟曝气机，转碟曝气机包括转轴、驱动装置以及间隔套装于转轴上的转碟碟片，悬浮式基座上开设有开口，开口设为曝气区，转碟碟片由曝气区浸入河道内，其特征在于若干个悬浮式转碟曝气机围绕圆形路径间隔排列形成一组合体，各悬浮式基座上的开口为悬浮式基座内部的封闭式开口或以朝向圆心的径向或沿圆周的切向同向布设的开放式开口。当开口为开放式开口时，开口朝向即曝气区水流的推动方向沿着悬浮式转碟曝气机排列所形成的圆圈的径向或者切线方向，形成环形浮动式转碟曝气系统和线形浮动式转碟曝气系统两种排布模式。
9.当各悬浮式基座上的开口以朝向圆心的径向同向布设的开放式开口时，通过转碟碟片旋转，实现持续曝气的方式形成负压，一方面以浅层的环形搅动带动深层水的环形流动以实现水体的局部涡流，从而形成负压引流的现象，加速局部曝气区的水流置换；另一方面在构成的生化区域的垂直和水平方向同时形成好氧-兼氧-厌氧区域，形成类奥鲍尔氧化沟的曝气浓度梯度，达到快速脱氮除磷的目的。值得一提的是，曝气转碟的剪切以及水力作用使得气泡达到微米级别，其破裂形成的羟基自由基具有强氧化性，更好地分解废水中的有机污染物。
10.当各悬浮式基座上的开口以沿圆周的切向同向布设的开放式开口，通过转碟碟片旋转，以浅层的环形搅动带动深层水的环形流动以实现水体的局部涡流，从而形成负压引流的现象，利用相邻的两个曝气区，增强相邻的两个曝气区间的水体流动，还可加速提升水体富氧过程，从而提高好氧微生物动力，使得相邻的两个曝气区形成局部好氧区-兼氧区-厌氧区，相比各悬浮式基座上的开口以朝向圆心的径向同向布设的开放式开口，环形流动更快效率更高，水流置换效果更佳，在构成的生化区域的垂直和水平方向可以更快速的形成好氧区-兼氧区-厌氧区，形成类奥鲍尔氧化沟的曝气浓度梯度，达到快速脱氮除磷的目的。值得一提的是，曝气转碟的剪切以及水力作用使得气泡达到微米级别，其破裂形成的羟基自由基具有强氧化性，更好地分解废水中的有机污染物。
11.当各悬浮式基座上的开口为悬浮式基座内部的封闭式开口时，水流置换效果更佳，通过转碟碟片旋转，大大增强了水体流动，有利于氧的传递、扩散及液体的混合，可在相邻的两个曝气区形成好氧区-兼氧区-厌氧区-兼氧区-好氧区，可以更好地分解废水中的有机污染物。
12.作为优选，悬浮式基座上的开口形状为u形或v形或矩形或正多边形或梯形。通过不同的开口朝向结合不同的开口形状，以构成不同形状的曝气区域、形成不同的流态特征，达到不同的处理效果。
13.作为优选，转碟碟片浸没深度为0.8-2.5 m，解决了天然水体中由于水体的涨潮落潮而造成的空转和浸没深度不固定的问题。
14.作为优选，悬浮式基座由若干个浮筒拼接而成，浮筒材质采用聚乙烯一次性注塑
成型的空心筒体。
15.作为优选，驱动装置为可正反转的减速机和电机。电机通过防水电缆与电源连接，实现持续供电，维持设备的运行。
16.作为优选，转碟曝气机设置有一个或多个远程在线智能监控装置，可通过电脑端或手机app实现远程参数控制。远程在线智能监控装置可通过电信号与无人机远程连接，运行时通过无人机的采样进行数据在线监测以构造动态数据库，运行过程高效、标准、易于监控。
17.作为优选，悬浮式基座上装设有锚链和与锚链连接的锚和或在悬浮式基座四周设置固定桩，固定桩高度大于水深并插入水底，通过把锚链连接的锚抛入水中着地，并使其啮入水中，锚产生的抓力与水底固结，把悬浮式基座牢固地系留在预定的位置或者通过固定桩防止悬浮式基座随水流任意漂动。
18.作为优选，转碟碟片上设置传感系统，当湖水的蓝藻等有机污染物的拦截量达到设定值时，转碟曝气机即开始运行。
19.本发明有益效果：本发明的核心发明点为以下几点：1.本系统结合了曝气氧化塘和氧化沟的原理，一方面，通过该系统可增强水体的流动，有利于氧的传递、扩散以及液体的混合；另一方面，通过转盘曝气机可加速提升水体富氧过程，改善水底底泥的厌氧环境，改善黑臭、粘板的底泥状态，提高好氧微生物，继而能够在较短时间内降低水体中的有机污染物，最终实现河道生态修复的目的。
20.2.在对面积较大的天然水体水质净化过程中，可以实现曝气过程中不受涨潮落潮的影响，即维持曝气转盘维持固定的浸没深度在合理的范围内，保持净化效果的稳定性；3.通过本系统的曝气工艺，可将河道自然分为好氧区、兼氧区、厌氧区，可营造脱氮除磷反应环境，对河道中的有机污染物以及氮、磷均具有很好的去除效果。
21.4.本系统在运行时与无人机技术、远程在线智能监控技术相结合，可通过电脑端或手机app实现远程参数控制，通过与无人机接应实现定点采样与监拍，运行过程高效、标准、易于监控。
附图说明
22.图1为悬浮式基座主视图。
23.图2为图1的俯视图。
24.图3为缺口为v形的悬浮式基座俯视图。
25.图4为缺口为梯形的悬浮式基座俯视图。
26.图5为缺口为矩形的悬浮式基座俯视图。
27.图6为缺口为正多边形的悬浮式基座俯视图。
28.图7为实施例1的若干个悬浮式基座布置图。
29.图8为图7的局部图。
30.图9为实施例4的局部图。
31.图10为实施例2的若干个悬浮式基座布置图。
32.图11为图11的局部图。
33.图12为实施例5的局部图。
34.图13为实施例3的若干个悬浮式基座布置图。
35.图14为图13的局部图。
36.图15为实施例6的局部图。
37.具体实施方式：实施例1：如图所示7，一种适用于河湖治理的排布式转碟曝气系统，包括若干个悬浮式转碟曝气机1，悬浮式转碟曝气机1为安装于悬浮式基座上的转碟曝气机2，转碟曝气机包括转轴2.1、驱动装置2.2以及间隔套装于转轴上的转碟碟片2.3，驱动装置2.2为可正反转的减速机2.2.1和电机2.2.2，电机2.2.2通过防水电缆3与电源4连接，实现通电运行，悬浮式基座1.1上开设有开口1.3，开口1.3设为曝气区5，转碟碟片2.3由曝气区5浸入河道内，浸没深度为0.8-2.5 m，转碟碟片2.3上设置传感系统9，当湖水的蓝藻等有机污染物的拦截量达到设定值时，转碟曝气机2即开始运行。若干个悬浮式转碟曝气机1围绕圆形路径间隔排列形成一组合体，各悬浮式基座上1.1的开口1.3均以沿圆周的切向同向布设，开口朝向即曝气区5水流的推动方向10沿着悬浮式转碟曝气机排列所形成的圆圈的切线方向。通过转碟碟片2.3旋转，以浅层的环形搅动带动深层水的环形流动以实现水体的局部涡流，从而形成负压引流的现象，加速局部曝气区5的水流置换，有利于氧的传递、扩散及液体的混合，还可加速提升水体富氧过程，从而提高好氧微生物动力，在构成的生化区域的垂直和水平方向、相邻的两个曝气区同时形成好氧区6-兼氧区7-厌氧区8，形成类奥鲍尔氧化沟的曝气浓度梯度。悬浮式基座上装设有锚链11.1，通过把锚链11.1连接的锚11.2抛入水中着地，并使其啮入水中，锚11.2产生的抓力与水底固结，把悬浮式基座1.1牢固地系留在预定的位置，悬浮式基座1.1由若干个一次性注塑成型的空心聚乙烯筒体1.2拼接而成，若干个转碟曝气机2设置有一个或多个远程在线智能监控装置13，远程在线智能监控装置可通过电信号14与无人机15远程连接，可通过电脑端或手机app实现远程参数控制，通过与无人机接应实现定点采样与监拍，运行过程高效、标准、易于监控。
38.实施例2：如图10所示，参照实施例1，其余特征不变，各悬浮式基座1.1上的开口1.3均以朝向圆心的径向同向布设。开口朝向即曝气区5水流的推动方向10沿着悬浮式转碟曝气机1排列所形成的圆圈的径向方向，通过转碟碟片2.3旋转，以浅层的环形搅动带动深层水的环形流动以实现水体的局部涡流，从而形成负压引流的现象，加速局部曝气区的水流置换，有利于氧的传递、扩散及液体的混合，还可加速提升水体富氧过程，从而提高好氧微生物动力，在构成的生化区域的垂直和水平方向同时形成好氧区6-兼氧区7-厌氧区8，形成类奥鲍尔氧化沟的曝气浓度梯度。
39.实施例3：如图13所示，参照实施例1，其余特征不变，若干个悬浮式转碟曝气机1围绕圆形和线形路径间隔排列形成一组合体，形成环形浮动式转碟曝气系统和线形浮动式转碟曝气系统结合的排布模式，相较于实施例1和2，水流置换效果更佳，通过转碟碟片2.3旋转，大大增强了水体流动，有利于氧的传递、扩散及液体的混合，由于各悬浮式基座1.1上的开口1.3如图5所示，相邻的两个曝气区5会形成局部好氧区6-兼氧区7-厌氧区8-兼氧区7-好氧区6，可以更好地分解废水中的有机污染物。
40.实施例4：如图9所示，参照实施例1，其余特征不变，悬浮式基座四周设置固定桩12，固定桩12高度大于水深并插入水底。
41.实施例5：如图12所示，参照实施例2，其余特征不变，悬浮式基座四周设置固定桩，
固定桩12高度大于水深并插入水底。
42.实施例6：如图15所示，参照实施例3，其余特征不变，悬浮式基座四周设置固定桩，固定桩12高度大于水深并插入水底。