[实用新型]一种垂向流充氧混合器

说明书

技术领域

本实用新型属于环境科学、环境工程、给排水科学与工程领域，是一种用于深水型(水深大于10米)湖泊、水库破坏水体季节性结构分层，进行水质改善与修复的垂向流充氧混合器。

背景技术

深水型湖库在夏秋季节受气温升高影响会引起水温梯度的垂向差异进而引起水体层间的密度差异，从而发生水体结构稳定分层现象，简称热分层。热分层阻碍水体垂直方向上的物质和能量交换，导致表层水环境溶解氧含量较高、pH值升高、藻类异常繁殖，而底层水环境向缺氧和厌氧状态过渡，促使沉积物中总磷、铁锰等向上覆水中释放，导致湖库水体铁锰浓度超标和富营养化。热分层诱发深水型湖库周期性内源污染，造成水质季节性恶化，对水源湖库的管理、下游净水工艺的运行以及净水的输送系统造成一定的困难。

原位充氧混合技术能够有效地破坏/扰动水体分层、提高水库垂向混合强度、增加水库底部溶解氧浓度、抑制沉积物中污染物的内源释放和藻类异常性增殖，是解决热分层湖库的水质内源污染的根本途径，是一种直接高效的水质修复改善技术。典型的原位曝气混合技术包括同温层(空气或纯氧)曝气、气泡羽混合、扬水筒混合、机械混合等物理修复技术为代表的水质改善方法，并取得了较为成功的应用。然而，上述技术多集中在水深较浅的非分层或弱分层型水源水体，而且在技术应用的可行性、稳定性及经济性等方面尚存在不足。扬水曝气技术是目前较为典型的针对大水深和强分层环境下的混合充氧技术，该技术具有底层水体直接充氧和混合上下水层间接充氧功能，能够达到控制内源污染、抑制藻类生长、改善水源水质的目的。但同时该技术也存在难以克服的缺点，主要表现在设备构件过多、组成复杂、整体庞大笨重，为现场安装和运营管理带来困难；同时，从工作原理上分析，该设备采用气弹活塞的方式将底层水体提升至表层参与混合，耗能较大，效率较低，设想达到深水湖库水质彻底改善，需要将水库整体完全混合，这在动力的消耗上是难以承受的。热分层效应导致表层水体温度较高、溶解氧接近饱和、pH较高，藻类丰富，而底层水体温度较低、溶解氧含量过低、pH较低，因此如果充分利用表层水体的特性，将其引入湖库底部，与底层水体混合，将减少曝气能耗，提高曝气效率，抑制藻类生长；表层水体位于湖库表面，具有较大的势能，因此只要克服密度差即可使将其引入湖库底部成为可能，在动力消耗方面将较现有的扬水曝气技术减少；充氧混合后的水体以及剩余尾气密度较小，将向湖库表层移动，将对分层结构进行破坏/扰动。

发明内容

本实用新型是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种利用压力空气作为氧气和动力来源，破坏/扰动深水型热分层湖库水层结构，对底层水体进行曝气充氧，将表层水体引入湖库底层参与混合的垂向流充氧混合器。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种垂向流充氧混合器，包括上水仓盘、下水仓盘、上气仓盘、下气仓盘，上水仓盘；

所述上水仓盘和下水仓盘中心与边缘对齐放置形成有水仓，上水仓盘和下水仓盘的边缘留有圆周状的气水射流狭缝，所述上水仓盘上设置有连通水仓的进水接头；

所述上气仓盘和下气仓盘中心与边缘对齐放置形成有气仓，上气仓盘和下气仓盘的边缘留有圆周状的气体射流狭缝，所述下气仓盘上设置有连通气仓的进气接头；

所述气体射流狭缝与气水射流狭缝之间为气水混合仓，所述气水混合仓为围绕水仓的圆环状空间。

在上述的一种垂向流充氧混合器中，所述气体射流狭缝伸入气水混合仓内的1/10-3/10的气水混合仓的水平长度。

在上述的一种垂向流充氧混合器中，所述的上水仓盘为倒扣的、中心上凸的碟形圆盘，中心部位开口并向上密封连接有进水接头。

在上述的一种垂向流充氧混合器中，所述的上气仓盘为中心下凹呈锥形、周边呈弧形的圆盘。

在上述的一种垂向流充氧混合器中，所述的下气仓盘为中心下凹呈平面、周边呈弧形的圆盘，下气仓盘中心部位开有圆形进气口。

在上述的一种垂向流充氧混合器中，所述下水仓盘为开口向上、中心下凹的碟状圆盘，所述下水仓盘中心部位开口并向下密封连接有圆筒状的进气接头。

在上述的一种垂向流充氧混合器中，所述的上水仓盘、上气仓盘、下气仓盘、下水仓盘由若干块固定加强筋板连接在一起，所述的固定加强筋板是具有一定厚度的边缘不规则的平板，若干块固定加强筋板呈圆环形垂直排列在水仓和气水混合仓构成的空腔内，用于定位上水仓盘、上气仓盘、下气仓盘、下水仓盘的具体位置以及确定气水射流狭缝与气体射流狭缝宽度。