本發(fā)明屬于水環(huán)境領域中水體增氧技術和水產(chǎn)養(yǎng)殖領域中營養(yǎng)物質提升的相關研究領域，具體涉及一種適用于深水湖泊的自適應壓水式曝氣機。

背景技術：

壓水式曝氣機，在水處理工藝中是一種用于水體曝氣充氧的專業(yè)設備。其工作原理是：曝氣機泵將表層水體從管道上側的變溫層壓入管道的下部滯留層。表層富氧水體與底層水體互相混合，進而將表層的富氧水體輸送到底部，同時，也使水體底層的有機物輸送到水體的變溫層、溫躍層，以達到水體高效充氧和營養(yǎng)物質循環(huán)的效果。

溶解氧傳感器和流量傳感器分別實時監(jiān)測底部滯留層水體的溶解氧含量和曝氣泵的工作流量，并將測量結果反饋給自動控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)通過預設定值得比較，通過調節(jié)曝氣泵的輸出頻率實時調節(jié)曝氣泵的噴嘴開度及工作時長，進而實現(xiàn)該壓水式曝氣機的自適應。

傳統(tǒng)的適用于深水湖泊的曝氣機大部分都是采用直接充氧法或者壓入空氣法，但無論哪種方法對裝置密封性的要求都比較高，安裝和使用要求較高。因而，整個裝置的成本偏高。此外，曝氣機的流量和工作時長一般都依據(jù)操作者的經(jīng)驗來調整，并不能實時調節(jié)。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提供了一種適用于深水湖泊的自適應壓水式曝氣機。

本發(fā)明包括控制器、浮標、浮標固定組件、壓水泵、管道、流量計、溶解氧傳感器和錨固定組件，其特征在于：所述的控制器固定在浮標內部，浮標通過浮標固定組件與管道的上部連接；所述的壓水泵固定在管道的內部，將管道以上水體吸到管道上端開口處，借助壓力和重力作用，水體從管道上端流向下端；所述的流量計安裝于壓水泵的出口處，用于實時監(jiān)測壓水泵的工作流量；所述的溶解氧傳感器實時監(jiān)測底部滯留層水體的溶解氧含量；所述的錨固定組件與所述管道的下部連接，用于固定管道。

進一步說，所述的壓水泵為變頻泵，其流量區(qū)間為：0~2.0 m³/s。

進一步說，所述的錨固定組件主要包含三個大小相同的錨及組件，三個錨均勻分布在管道的周圍。

進一步說，所述的控制器用于控制壓水泵的流量和工作時間。

進一步說，所述的管道直徑為：0.5~1.5 m，管道的長度為L：5 m≤L≤15 m，管道的上部與下部有環(huán)形的支架結構，以方便浮標固定組件以及錨固定組件的安裝。

本發(fā)明的有益效果：具有結構簡單、操作方便、能源利用率高等優(yōu)點。

附圖說明

圖1：裝置的整體圖；

圖2: 裝置的相對位置圖；

圖3: 裝置的水流流向示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發(fā)明作進一步描述。

如圖1、圖2和圖3所示，一種適用于深水湖泊的自適應壓水式曝氣機，包括控制器1；浮標2；浮標固定組件3；壓水泵4；管道5；流量計6；溶解氧傳感器7；錨固定組件8。壓水泵安裝于管道內部，通過錨及其組件將管道固定在水體中，可以將表面變溫層水體吸到管道上端開口處，借助壓力和重力作用，水體從管道上端流向下端。由于水體流動的連續(xù)性，周圍水體亦可以形成垂直的循環(huán)流動。所述的錨固定組件主要包含三個大小相同的錨及組件，三個錨均勻分布在管道的周圍，以固定管道?？刂葡渫ㄟ^連接物體固定在管道上方（距離水面1~1.5 m）處。所述管道的直徑為0.5~1.5 m，管道的總長度為：5~15 m，距離管道的上端面0.1~0.3 m處有0.05~0.1 m的凹槽，以方便錨及組件的安裝。自動控制箱可以顯示水體溶解氧含量、流量、工作時間，并且可編程控制。同時，控制箱內的控制器具有遠程通訊功能，能夠將數(shù)據(jù)傳送帶到遠程端，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的實時反饋。其工作的過程中，傳感器實時監(jiān)測數(shù)據(jù)反饋，將所檢測到的實測數(shù)據(jù)與設定值進行比較并通過PID計算，從而改變輸出頻率，進而調節(jié)壓力泵的流量和工作時長。當整個裝置布置在深水湖中的時候，所述的溶解氧傳感器與管道下表面的距離為h，其管道下表面與湖底的距離為H, 那么：1/10H<h<1/3H。

通常情況下，由于夏秋季節(jié)溫度較高，光照時間較長，因而，動植物生長較快，水體的缺氧狀況最顯著。因而，一般是在夏秋季節(jié)進行人工曝氣。首先，測量出需曝氣水體不同深度處溶解氧含量和水體的分層狀況。接著，依據(jù)水體中的動植物分布情況，計算出水體的需氧量。根據(jù)水體中溶解氧的擴散規(guī)律，假設表層水體中的溶解氧處于飽和，可將其轉化成水體交換量。最后，編寫控制程序，搭建控制電路。

流量計安裝于壓力泵的出口處，溶解氧傳感器安裝于滯留層中。兩者均可以實時將測量數(shù)據(jù)反饋到自動控制箱中。當滯留層水體的溶解氧低于預設值時，根據(jù)程序的預設值，控制箱驅動壓水泵的流量和開啟時長。當滯留層水體的溶解氧高于預設定值時，壓水泵關閉。