专利名称：曝气汲水技术的制作方法
技术领域：
微扬程提水工程技术。本发明涉及一种以曝气为驱动力的微扬程、大流量、低能耗提水 技术，适合于需要获得低水头(一般在0.2m至lm)的任何场所，同时具有增氧和促使有气味 物质逸散功能。该项工程技术可用于驱使景观水体内部的水流循环、促使相邻水体之间的大 流量交换、驱动旁路水循环系统的流转、湿地水质净化工程内部低扬程提水-增氧等。
背景技术：
轴流潜水电泵是一种通用的低扬程、高效率提水手段，扬程一般在3m以上，装机功率在 10kw以上。以扬程3m、装机功率15kw的350QZ-50D型为例，提水电耗约0.02kwh/m3。这类水 泵制造技术难度较大，造假昂贵，维护费用较高，并且只适用于清水，在污水或微污染水介 质中更易锈蚀损坏。
2005年我们承担了滇池863课题"河口水质净化技术研究及工程示范"子课题，需要将严重 污染的河水泵入相邻的池塘湿地内进行净化处理后再进入溪池，只需要O.l-0.2m的提水高度。 如果采用市场上的轴流潜水电泵，需要10KW以上的装机和供电线路，需要建设泵站，还存 在锈蚀损坏问题，建设费用和运行费用都比较高，势必造成经费和资源的浪费。针对这一需 求，我们研发了曝气汲水技术，运行功率只有2KW。
发明内容
本发明的目标在于以曝气为动力，研发微扬程(0.2m至lm)、大流量、低能耗、适用 于各种水质条件的曝气汲水技术，主要包括以下内容。
1.曝气汲水装置单元
一个曝气汲水装置单元由汲水筒和曝气系统两大部分组成，安装在介于供水水体(l)和受 纳 K体(2)之间的池埂(3)上(附图1 )。
汲水筒由水平导流筒(4)、垂直曝气筒(5)、滑动密封套(6)、漂浮伸缩筒(7)及环状漂浮体 (8)组成(附图l )。水平导流筒(4)和垂直曝气筒(5)均以外径300mm硬质塑料管为材焊接而成为 一体，水平导流筒(4)穿过堤埂(3),将供水水体(1)中的水引入垂直曝气筒(5)。漂浮伸缩筒(7) 以内径300mm的硬质塑料管为材，插接在垂直曝气筒(5)顶部外侧，二者之间以滑动密封套(6)密封，7K位涨落时漂浮伸縮筒(7)凭借自身重力和其顶部环状漂浮体(8)的浮力在垂直曝气筒(5) 外上下滑动，保持漂浮伸缩筒(7)的上沿始终略高于受纳水体(2)的水面。
曝气系统由微孔曝气盘(9)、曝气盘安装管架(IO)、输气管(11)和罗茨风机(12)组成。微孔 曝气盘(9)采用特制盘式微孔曝气器，安装在以PE管制作的"口"形管架(10)上，管架顶端与输气 管(ll)连接，输气管另一端连接在罗茨风机(12)上。
开动罗茨风机(12)时，微孔曝气盘(9)开始曝气，垂直曝气筒(5)内水柱因充满气泡而比重 下降；作用于水平导流筒(4)进水口的静水压使得垂直曝气筒(5)内水位上升，从漂浮伸缩筒(7) 顶部溢出，水流方向(13),实现从水平导流筒(4)进水口所在的供水水体(1)向垂直曝气筒(5)所
在的受纳水体p;i泵水。
2. 曝气汲水设施单元并联組合
在工程实践中，可以根据汲水流量需求，将若干个曝气汲水装置单元并列组合，形成较 大的汲水能力(附图2 )。各曝气汲水装置单元相对独立，利用一台罗茨风机(12)和输气主管(14) 向所有曝气汲水装置单元供气。
3. 曝气汲水设施单元并-串联组合
一级曝气汲水的有效扬程为0.20m,增氧幅度2 3mg/L。为了提高扬程或增氧效果，可以 根据实际需求进行多级串联组合(附图3 )，通过数个中间水池(15)逐级提高水位。
本发明巧妙利用在水体中曝气时所产生的上升力，将低扬程提水与曝气增氧相结合，主 要有以下优点
(1) 低扬程、大流量、低能耗提水。在提水高度S0.2m范围内，每个曝气汲水装置单元的提 水流量^100 m3/h，提水电耗约为0.006kwh/m 仅为低扬程轴流潜水电泵提水电耗的三分
之一o
(2) 在曝气汲水的同时，可提高水流中溶解氧含量2 3mg/L;对于极度缺氧的黑臭水体增氧 效果尤为显著，还有驱散异味的功效。
(3) 简单可靠、经济实用。在滨水地带松软地质条件下易于建设，建设和运行费用远低于一 般泵站；接触水的部件全部为塑料或胶质，耐污防腐，适用于各类7jc质(咸水、污水); 罗茨风机技术成熟，易于维护保养；整体经久耐用，易于管理。
图1~~曝气汲水装置单元结构示意图
图2——曝气汲水装置单元并联安装示意3——曝气汲水装置单元并-串联安装示意图
图中l.供水水体，2.受纳水体，3.堤埂，4.水平导流筒，5.垂直曝气筒，6.滑动密封 套，7.漂浮伸缩筒，8.环状漂浮体，9.微孔曝气盘，10.曝气盘安装支架，ll.输气管，12. 罗茨风机，13.水流方向，14.输气主管，15.中间水池。
具体实施例方式
本发明按照以下步骤进行工程性应用
1. 曝气汲水装置的制作安装
(1) 按照图l所示结构制作汲水筒各个部件。
(2) 将水平导流筒(4)和垂直曝气筒(5)焊接成一体，直接安装在介于供水水体(l)和受纳水体 (2)之间的池4更(3)上。
(3) 安装其它组件和曝气系统。
2. 运行管理
(1) 曝气汲水装置的启闭通过罗茨风机来控制，无需其它任何操作。
(2) 对罗茨风机定期保养，其它部分无需保养。
应用举例
本发明在云南省昆明滇池国家863课题"复合型湿地净化污染河水技术示范工程"中得以 正式应用。该工程将3个曝气汲水装置单元并联安装，由一台功率2kw、输出压力30kPa的罗 茨风机供气，提水高度0.1 0.2m,流量达到7000~10000 m3/d,按照市场电价折算提水电费只 有0.004元/m3。该示范工程已经过2周年的连续运行，曝气汲水装置从未发生过任何故障，证 明本项技术是安全可靠的。
权利要求
1. 通过曝气汲水方式实现低扬程、大流量、低能耗提水和增氧的技术思路。
2. 由汲水筒和微孔曝气系统组成的主体结构。
3. 汲水桶直立部分由直立曝气筒、滑动密封套、漂浮伸缩筒、环状漂浮体组成的插接式自 动伸缩筒体，可始终保持漂浮伸缩筒顶部略高于所在水体水位，确保最大汲水流量并防 止4亭一几时倒流。
全文摘要
一种以曝气为驱动力的微扬程、大流量、低能耗提水技术，适合于需要获得低水头(一般在0.2～1m)的任何场所，同时具有增氧和促使有气味物质逸散功能。曝气汲水装置单元由水平导流筒、垂直曝气筒、滑动密封套、漂浮伸缩筒、环状漂浮体、微孔曝气盘、曝气盘安装管架、输气管和罗茨风机组成，安装在供水水体与受纳水体之间的堤埂上。启动罗茨风机时微孔曝气盘曝气，垂直曝气筒内的水柱因充满气泡而比重减轻，液面升高而溢出，在水平导流筒内形成补充水流，将供水水体内的水不断抽吸至受纳水体中，可在两个水体间建立起0.2m的水位差，并增氧2～3mg/L。可以根据工程需要，将若干曝气汲水装置单元并联、串联或并-串联安装，以获得需要的流量和提水高度。该项工程技术可用于驱使景观水体内部的水流循环、促使相邻水体之间的大流量交换、驱动旁路水循环系统的流转、湿地公园及水质净化工程内部低扬程提水-增氧等，具有简单可靠、耐污耐腐、经济实用等优势。
文档编号C02F7/00GK101412569SQ20081015599
公开日2009年4月22日 申请日期2008年10月22日 优先权日2008年10月22日
发明者玲 李, 李文朝, 凡 柯 申请人:中国科学院南京地理与湖泊研究所