專利名稱：浮標(biāo)式太陽能驅(qū)動造流曝氣器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，涉及對被污染水體進行修復(fù)行業(yè)中的曝氣裝置。
背景技術(shù)：
隨著我國工農(nóng)業(yè)的迅猛發(fā)展以及城市化進程的加快，工業(yè)廢水、生活污水、農(nóng)業(yè)灌溉廢 水中污染物排放量日益增加，其中的氮、磷營養(yǎng)鹽進入相對封閉的水域后，在陽光照射下， 極易導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，給水資源的利用造成破壞。藍藻水華多發(fā)生在春末至夏季的5-8月 份，有明顯的季節(jié)性。溫度、光照、營養(yǎng)等都是其生長的影響因子。當(dāng)水溫在20。C以上、水 體富營養(yǎng)化、較高的pH值、適宜的光照，藍藻便會大量繁殖，形成水華。時間一長，藻體 大量死亡，分解散發(fā)出-股難聞的惡臭味，污染空氣，同時消耗水中溶解氧。另外，藍藻具 有細胞內(nèi)毒素，當(dāng)藍藻細胞腐敗分解后，藍藻毒素被釋放到水體中，會造成魚類大量死亡， 而且藍藻毒素是強烈的致癌物質(zhì)，直接威脅著人類的健康。
治理藻類爆發(fā)水體的主要技術(shù)包括栽種高等水生植物、放養(yǎng)濾食性魚類等生態(tài)方法；投 加藥劑、臭氧、紫外線和超聲波殺藻等物理化學(xué)方法；引清水稀釋、人工曝氣等工程措施。 然而這些方法和措施中有些耗水、耗電量大，有些時間長見效慢，有些效果不佳，存在著各 自的缺點。
而且現(xiàn)有各種人工曝氣設(shè)備存在曝氣復(fù)氧功能單一、能耗高、動力損失大、難恢復(fù)污染 水體自凈功能等問題，因此，需要開發(fā)一種能解決上述問題且適用于小城鎮(zhèn)受污染水源水體 修復(fù)的曝氣充氧一體化水凈化設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中問題，提供一種浮標(biāo)式太陽能驅(qū)動造流曝氣器，其由 太陽能驅(qū)動造流曝氣充氧，適用于小城鎮(zhèn)受污染水源水體的修復(fù)凈化，在使用時不會產(chǎn)生二 次污染，且其設(shè)計成能夠漂浮在水面上的浮標(biāo)式結(jié)構(gòu)，不需占用土地面積，結(jié)構(gòu)緊湊，體積 小，易于運輸與安裝。。
為達到以上目的，本發(fā)明所采用的解決方案是
一種太陽能驅(qū)動造流曝氣器，其包括懸浮載體、導(dǎo)流筒、太陽能電池板、壓空機、輸氣 管、曝氣盤，懸浮載體與導(dǎo)流筒一體連接，載休內(nèi)安裝有壓空機，為壓空機提供能源的太陽 能電池板設(shè)于載體上表面；曝氣盤設(shè)于導(dǎo)流筒內(nèi)靠近其底部，其通過輸氣管與壓空機相連。
進一步，其還包括逆變器、蓄電池，逆變器及蓄電池安裝于懸浮載體內(nèi)，逆變器為DC-AC 逆變器，其有兩個輸入接點和兩個輸出接點，輸入接點通過電線分別與太陽能電池板、蓄電 池的輸出接點連接，輸出接點通過電線與蓄電池、空壓機的輸入接點連接。
該懸浮載體為橫截面為圓形的中空容器，其采用玻璃鋼材料制成。該懸浮載體的橫截面半徑不等，其為上下兩側(cè)半徑較小然后逐漸增大的變截面結(jié)構(gòu)，內(nèi) 部最大直徑為750mm，最小直徑為600mm，高為155mm。
該導(dǎo)流筒為采用玻璃鋼材料制成喇叭體結(jié)構(gòu)，喇叭口與懸浮載體光滑連接，導(dǎo)流筒底部 設(shè)有進水口，頂部設(shè)有多個出水口。
該導(dǎo)流筒上兩對稱出水口中心點與導(dǎo)流筒進水口中心點形成等腰直角三角形，導(dǎo)流筒的 高度與設(shè)備懸浮載體半徑等值。
該導(dǎo)流筒頂部的直徑為600ram，底部的直徑為150mm，高度為300mm。
該懸浮載體上還設(shè)有控制空壓機的啟閉的開關(guān)按鈕。
該壓空機功率為太陽能電池最大功率的50-60%。
其還有定位系統(tǒng)，定位系統(tǒng)包括定位環(huán)和定位墩，在懸浮載體下部外壁設(shè)置兩個定位環(huán)， 通過尼龍繩連接到兩個放置在水體底部的定位墩，定位墩的重量與懸浮在水面組件的重量相 當(dāng)。
由于采用了上述方案，本發(fā)明具有以下特點
1、 本設(shè)備采用太陽能作為能源，在無二次污染的情況下有效實現(xiàn)驅(qū)動造流曝氣充氧，有
效地防治受污染水體藻類爆發(fā)，修復(fù)水體并達到其具有自凈功能；
2、 本設(shè)備為浮標(biāo)式結(jié)構(gòu)浮在水面上，不需占用土地面積，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，易于運輸 與安裝；
3、 通過導(dǎo)流筒，將充氧的水輸送到離設(shè)備較遠的區(qū)域，使充氧水體的面積遠遠超過設(shè)備 的面積，實現(xiàn)了高效的充氧。


圖1為浮標(biāo)式太陽能驅(qū)動造流曝氣器的外部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為浮標(biāo)式太陽能驅(qū)動造流曝氣器的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為沿圖2中A-A線剖視的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為浮標(biāo)式太陽能驅(qū)動造流曝氣器氣泡擴散充氧示意圖。
圖5為浮標(biāo)式太陽能驅(qū)動造流曝氣器驅(qū)動造流示意圖。
圖6為導(dǎo)流筒結(jié)構(gòu)尺寸示意圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖所示實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
本發(fā)明的曝氣器設(shè)計為能夠漂浮在水面上的浮標(biāo)式設(shè)備，如圖l-圖3所示，其中漂浮在 水面上的部分由太陽能電池板l、逆變器3、蓄電池2、空壓機12與設(shè)備懸浮載體11組成； 浸在水面以下的部分由導(dǎo)流筒9、曝氣盤7及定位系統(tǒng)組成。設(shè)備懸浮載體10為玻璃鋼材料 加工而成，整體為圓形的內(nèi)空容器，內(nèi)部最大直徑為750rnm，最小直徑為600mm，高為155mm。 逆變器3、蓄電池2、空壓機12放置在設(shè)備懸浮載體11的內(nèi)部，太陽能電池板l鑲嵌在設(shè)備 懸浮載體11的頂部。清潔能源多晶硅太陽能電池板1是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是 太陽能發(fā)電系統(tǒng)中價值最高的部分，其作用是將太陽的輻射能轉(zhuǎn)換為電能，或送往蓄電池2 中存儲起來，或通過DC-AC逆變器3將48VDC電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?20VAC電壓推動空壓機12工作。逆變器3為DC-AC逆變器，其底部通過膠水粘在設(shè)備懸浮載體11的內(nèi)部底部，有兩個輸入 接點和兩個輸出接點，輸入接點通過電線分別與太陽能電池板1輸出接點和蓄電池2輸出接 點連接，兩個輸出接點通過電線與蓄電池2、空壓機12的輸入接點連接。蓄電池2型號為 6-MA-8，額定電壓為12V，額定電容為8AH，外型尺寸長X寬X高^160mmX87mmX98mm，有一 個輸入接點和一個輸出接點，分別與逆變器3輸入接點和輸出接點通過電線連接，其底部通 過膠水粘在設(shè)備懸浮載體11的內(nèi)部底部?？諌簷C12的型號為AC0-318，功率30W，外型尺寸 長X寬X高482隱X95隱X116腿，有一個輸入接點與逆變器3輸出接點通過電線連接，另空 壓機12產(chǎn)生的空氣通過輸氣管6與曝氣盤7連接，輸氣管管徑為DN12的塑膠管。太陽能電 池板1的外型尺寸長X寬X高-500mmX255隨X35mm，有一個輸出入接點與逆變器3輸入接點 通過電線連接。導(dǎo)流筒9為變徑的圓筒體，頂部的直徑為600ran，底部的直徑為150mm,高度 為300mm,為玻璃鋼材料加工而成。導(dǎo)流筒9頂部通過膠水與設(shè)備懸浮載體11粘結(jié)，在其頂 部每隔50mm開一個尺寸長X寬^50mmX 10mm的方孔作為導(dǎo)流筒出水口 14。
水上部分起到吸收太陽能量轉(zhuǎn)化為電能并驅(qū)動空壓機工作的作用，太陽能電池板1將太 陽的輻射能轉(zhuǎn)換為電能通過逆變器3輸送到空壓機12電極推動其工作，暫時多余的電能輸送 往蓄電池2中存儲起來；空壓機12的功率為太陽能電池1最大功率的50-60%，電能驅(qū)動空 壓機12啟動后，壓縮空氣通過曝氣盤7上的微孔釋放到水體中；釋放到水體中的氣泡15由 于浮力向上升，同時氣泡中的氧氣通過氣泡壁溶解到水中。氣泡15在上升過程中驅(qū)動充氧的 水流從導(dǎo)流筒進水口 8向上流動，在導(dǎo)流筒9的導(dǎo)流作用卜'，到達導(dǎo)流筒9頂部通過導(dǎo)流筒 出水口 14向四周擴散，形成如圖5中所示的水流流向示意線16。含較高溶解氧的水流向低 溶解氧或無溶解氧的水體流動時，進一步實現(xiàn)溶解氧的擴散，達到更大區(qū)域充氧防治藻類爆 發(fā)的效果。本設(shè)備中連接導(dǎo)流筒9兩對稱出水口 14中心點與導(dǎo)流筒進水口 8中心點時形成等 腰直角三角型，導(dǎo)流筒9的高度與設(shè)備懸浮載體11半徑等值，這種布局有利于改善水驅(qū)動流 效果；在設(shè)備上部還設(shè)有開關(guān)按鈕13，可以控制空壓機的啟閉；為了保證設(shè)備固定在一定區(qū) 域而不會無目的漂移，設(shè)備下部設(shè)置一定位系統(tǒng)，其主要在懸浮載體11下部外壁設(shè)置兩個定 位環(huán)IO (定位環(huán)IO可以對稱的設(shè)置于兩側(cè))，通過尼龍繩4連接到兩個放置在水體底部的定 位墩5 (定位墩的重量與設(shè)備的懸浮在水面組件的重量相當(dāng))，從而使設(shè)備定位在一定水域范 圍內(nèi)實現(xiàn)對設(shè)備的定位。
由于本發(fā)明設(shè)備采用太陽能為空壓機12供電，不再需要外加能源，實現(xiàn)了運行成本中能 耗為零。
上述的對實施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉 本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng) 用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于這里的實施例，本領(lǐng)域技 術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對于本發(fā)明做出的改進和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種太陽能驅(qū)動造流曝氣器，其特征在于其包括懸浮載體、導(dǎo)流筒、太陽能電池板、壓空機、輸氣管、曝氣盤，懸浮載體與導(dǎo)流筒一體連接，載體內(nèi)安裝有壓空機，為壓空機提供能源的太陽能電池板設(shè)于載體上表面；曝氣盤設(shè)于導(dǎo)流筒內(nèi)靠近其底部，其通過輸氣管與壓空機相連。
2、 如權(quán)利要求1所述的太陽能驅(qū)動造流曝氣器，其特征在于其還包括逆變器、蓄電池， 逆變器及蓄電池安裝于懸浮載體內(nèi)，逆變器為DC-AC逆變器，其有兩個輸入接點和兩個輸出 接點，輸入接點通過電線分別與太陽能電池板、蓄電池的輸出接點連接，輸出接點通過電線 與蓄電池、空壓機的輸入接點連接。
3、 如權(quán)利要求l所述的太陽能驅(qū)動造流曝氣器，其特征在于該懸浮載體為橫截面為圓 形的中空容器，其采用玻璃鋼材料制成。
4、 如權(quán)利要求2所述的太陽能驅(qū)動造流曝氣器，其特征在于該懸浮載體的橫截面半徑 不等，其為上下兩側(cè)半徑較小然后逐漸增大的變截面結(jié)構(gòu)，內(nèi)部最大直徑為750mm，最小直 徑為600跳高為155mm。
5、 如權(quán)利要求l所述的太陽能驅(qū)動造流曝氣器，其特征在于該導(dǎo)流筒為采用玻璃鋼材 料制成喇叭體結(jié)構(gòu)，喇叭口與懸浮載體光滑連接，導(dǎo)流筒底部設(shè)有進水口，頂部設(shè)有多個出 水口。
6、 如權(quán)利要求5所述的太陽能驅(qū)動造流曝氣器，其特征在于該導(dǎo)流筒上兩對稱出水口 中心點與導(dǎo)流筒進水口中心點形成等腰直角三角形，導(dǎo)流筒的高度與設(shè)備懸浮載體半徑等值。
7、 如權(quán)利要求6所述的太陽能驅(qū)動造流曝氣器，其特征在于該導(dǎo)流筒頂部的直徑為600咖，底部的直徑為150咖，高度為300mm。
8、 如權(quán)利要求l所述的太陽能驅(qū)動造流曝氣器，其特征在于該懸浮載體上還設(shè)有控制 空壓機的啟閉的開關(guān)按鈕。
9、 如權(quán)利要求l所述的太陽能驅(qū)動造流曝氣器，其特征在于該壓空機功率為太陽能電 池最大功率的50-60%。
10、 如權(quán)利要求1所述的太陽能驅(qū)動造流曝氣器，其特征在于其還有定位系統(tǒng)，定位系統(tǒng)包括定位環(huán)和定位墩，在懸浮載體下部外壁設(shè)置兩個定位環(huán)，通過尼龍繩連接到兩個放 置在水體底部的定位墩，定位墩的重量與懸浮在水面組件的重量相當(dāng)。
全文摘要
一種浮標(biāo)式太陽能驅(qū)動造流曝氣器，其包括懸浮載體、導(dǎo)流筒、太陽能電池板、壓空機、輸氣管、曝氣盤，懸浮載體與導(dǎo)流筒一體連接，載體內(nèi)安裝有壓空機，為壓空機提供能源的太陽能電池板設(shè)于載體上表面；曝氣盤設(shè)于導(dǎo)流筒內(nèi)靠近其底部，其通過輸氣管與壓空機相連，導(dǎo)流筒上設(shè)有相應(yīng)的進水口、出水口。太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)換為電能推動壓空機工作，壓縮空氣通過曝氣盤釋放到水體中，進一步通過導(dǎo)流筒擴散。本發(fā)明采用太陽能電池供電，在無二次污染的情況下有效實現(xiàn)驅(qū)動造流曝氣高效充氧，有效地防治受污染水體藻類爆發(fā)，達到修復(fù)水體實現(xiàn)自凈功能，且其為漂浮在水面上的浮標(biāo)式結(jié)構(gòu)，不需占用土地面積，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，易于運輸與安裝。
文檔編號C02F7/00GK101508493SQ20091004729
公開日2009年8月19日 申請日期2009年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月10日
發(fā)明者張亞雷, 張選軍, 李麗娜, 李建華, 楊長明, 趙建夫, 陳雪雯, 黃清輝 申請人:同濟大學(xué)