一种一体化潜水曝气推流装置的制作方法

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种一体化潜水曝气推流装置。

背景技术：

目前，随着我国经济的快速发展，生产力不断提高，人们对自然的破坏能力大大加强，污染物质的排放力也水涨船高，各地形成了大大小小的污染湖泊、黑臭河道、污水坑，这些污水往往体量大，即时流量不稳定，分布范围广泛，没有建设污水处理站的基础条件，特别是一些景观河湖，由于对河湖岸底的过度硬化，破坏了原有的自净化功能，反而使水体水质快速恶化。传统的污水处理方法对此类污水不能进行有效处理或者处理成本极高，且高价处理后很容易又被二次污染，形成处理-污染-再处理-再污染的恶性循环。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种一体化潜水曝气推流装置，通过形成富氧水及湖水循环，提高湖水的自净化能力，在氧化作用及自净化作用的驱使下，使湖水得到净化，并产生湖水缓流的景观效果。

为实现上述功能，本发明采用以下技术方案：

一种一体化潜水曝气推流装置，包括进气单元、进水单元、混合单元、推流单元；

所述进气单元包括沿纵向设置的进气管，所述进气管的上端位于湖水水位线上方，且进气管的上端口设置有格栅，进气管的下端位于湖水水位线下方，且进气管的下端口封闭，进气管的下部沿圆周方向均匀间隔连通有若干空气支管；

所述进水单元包括沿纵向设置的进水管，所述进水管位于进气管下方，进水管的下方设置有污水泵，污水泵的进水口与进水管的下端口相连；

所述混合单元包括连接于污水泵出水口的螺旋放大器，所述螺旋放大器包括螺旋状的主管路，所述主管路管中线形状放大遵循阿基米德螺旋线放大原则，极角为380度，主管路上沿圆周方向间隔连有弧形支路，所述弧形支路的出口端均连接有弧形螺旋射流器，所述空气支管与弧形螺旋射流器一一对应，且空气支管与弧形螺旋射流器相连通；

所述推流单元包括布水环，所述布水环的中心与螺旋放大器的中心重合，布水环内侧沿圆周方向均匀间隔连通有若干入水管，所述入水管与弧形螺旋射流器相对应，且入水管与弧形螺旋射流器的出水端相连通，布水环外侧沿圆周方向均匀间隔连通若干出水管，出水管的出水端设置有流量放大器，所述流量放大器包括喷水嘴及导筒，所述喷水嘴的一端与出水管相连，喷水嘴的另一端伸入导筒内，且位于导筒内的喷水嘴端部呈锥状，导筒的入水端沿圆周方向均匀设有若干开孔。

优选地，所述弧形螺旋射流器包括呈弧形的射流管，所述射流管包括吸入段、喉管段、扩散段，弧形螺旋射流器吸入段设有吸气口，所述吸气口与空气支管相连，射流管吸入段的端口连接有射流喷头。

进一步，所述射流喷头的出口端设置有加强头，所述射流喷头呈锥状，所述加强头呈管状。

进一步，所述弧形螺旋射流器扩散段内壁开设有螺旋槽，且螺旋槽的轴向中心线与弧形螺旋射流器的轴向中心线重合。

优选地，所述进气管下端与进水管上端连接在一块，进水管上端侧面开进水口。

优选地，所述喷水嘴包括喷嘴及加强嘴，喷嘴与加强嘴通过螺纹连接。

本一体化潜水曝气推流装置的运行工艺如下：将一体化潜水曝气推流装置放置在湖中心，通过一体化潜水曝气推流装置对湖中心上部湖水进行加压输送至湖底部，通过螺旋放大器向四周螺旋喷射，湖水在喷射时流经弧形螺旋射流器，吸入部分空气，并对空气进行撕裂混合，使空气中的氧融入水中，形成富氧水，富氧水通过流量放大器，带动大量湖中心底部的湖水沿布水环切线方向向外旋转喷射，喷射出的水带动更多的湖水流动，使湖水逐渐形成顺时针缓流，流量放大器喷射出的湖水带动湖水做顺时针缓流的同时，向河岸方向进行压迫，造成湖水中心压力低，中心外围压力高，湖水在立面上会逐渐形成底部水体由中心向外围运动，上部水体由外围向中心运动的立面环流，湖水的顺时针缓流和立面环流使装置产生的富氧水与湖水混合更加均匀，促进了湖水的整体均质，湖水流动及富氧水的注入，激发了湖水中本土细菌的活性，从而提升整个湖水的自净化能力。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）与传统污水处理技术相比，本发明的一体化潜水曝气推流装置能耗低，设备少，不投加化学药品；

（2）与新型生态处理技术相比，本发明的一体化潜水曝气推流装置占地少，可对湖水进行原位处理；

（3）本发明的一体化潜水曝气推流装置以氧化作用及激发湖水的自净化能力为根本处理方法，最大程度的防止了二次污染的产生；

（4）本发明的一体化潜水曝气推流装置为一体化设备，安装简便，维护少；

（5）本发明的一体化潜水曝气推流装置可形成湖水缓流的景观效果。

附图说明：

图1是本发明的一体化潜水曝气推流装置平面示意图；

图2是本发明的一体化潜水曝气推流装置立面示意图；

图3是本发明的一体化潜水曝气推流装置弧形螺旋射流器的结构示意图。

图中，1.污水泵，2.弧形出口，3.螺旋放大器，4.弧形螺旋射流器，5.出水管，6.格栅，7.空气支管，8.进水管，9.进气管，10.水位线，11.空气流向，12.水体流向，13.汽水混合物流向，14.顺时针缓流，15.立面环流，401.连接法兰，402.吸入段，403.加强头，404.射流管，405.螺旋槽，406.射流喷头，407.吸气口，408.喉管段，409.扩散段。

具体实施方式：

下面将结合实例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1~3所示，一种一体化潜水曝气推流装置，包括进气单元、进水单元、混合单元、推流单元。所述进气单元包括沿纵向设置的进气管9，所述进气管9的上端位于湖水水位线10上方，且进气管9的上端口设置有格栅6，进气管9的下端位于湖水水位线10下方，且进气管9的下端口封闭，进气管9的下部沿圆周方向均匀间隔连通有若干空气支管7。

所述进水单元包括沿纵向设置的进水管8，所述进水管8位于进气管9下方，进水管8的下方设置有污水泵1，污水泵1的进水口与进水管8的下端口相连，所述进气管9下端与进水管8上端连接在一块，进水管8上端侧面开进水口。

所述混合单元包括连接于污水泵1出水口的螺旋放大器3，所述螺旋放大器3包括螺旋状的主管路，所述主管路管中线形状放大遵循阿基米德螺旋线放大原则，极角为380度，主管路上沿圆周方向间隔连有弧形支路2，所述弧形支路2的出口端均连接有弧形螺旋射流器4，所述空气支管7与弧形螺旋射流器4一一对应，且空气支管7与弧形螺旋射流器4相连通，所述弧形螺旋射流器4包括呈弧形的射流管404，所述射流管404包括吸入段402、喉管段408、扩散段409，弧形螺旋射流器4吸入段402设有吸气口407，所述吸气口407与空气支管7相连，射流管吸入段402的端口连接有射流喷头406，所述射流喷头406的出口端设置有加强头403，所述射流喷头406呈锥状，所述加强头403呈管状，加强头403出口处管壁有椭圆的弧度，所述弧形螺旋射流器4扩散段409内壁开设有螺旋槽405，且螺旋槽405的轴向中心线与弧形螺旋射流器4的轴向中心线重合。

所述推流单元包括布水环，所述布水环的中心与螺旋放大器3的中心重合，布水环内侧沿圆周方向均匀间隔连通有若干入水管，所述入水管与弧形螺旋射流器4相对应，且入水管与弧形螺旋射流器4的出水端相连通，布水环外侧沿圆周方向均匀间隔连通若干出水管5，出水管5的出水端设置有流量放大器，所述流量放大器包括喷水嘴及导筒，所述喷水嘴的一端与出水管5相连，喷水嘴的另一端伸入导筒内，且位于导筒内的喷水嘴端部呈锥状，所述喷水嘴包括喷嘴及加强嘴，喷嘴与加强嘴通过螺纹连接，导筒的入水端沿圆周方向均匀设有若干开孔。

其中，所述进气单元采用不锈钢制作，进气装置顶部高出湖面150mm，格栅6进气口为一圆形格栅盖板，格栅缝隙为5mm×5mm方孔，直径φ325mm，与进气管9外径相同，进气管9为φ325×4mm，底部用法兰盲板封死，下部开3个dn50的出口，出口带dn50法兰，与空气支管7连接，空气支管7为dn50不锈钢管道，形状如图2所示，两端带有dn50法兰，连接进气管9与弧形螺旋射流器4。

所述进水单元采用不锈钢制作，直径φ325mm，上端采用盲板封死，与进气管9下端相连并固定，上部绕进水管8外部四周均匀开φ10mm小孔，每圈开40个小孔，共开10圈，每圈间距20mm，进水管8下端与污水泵1进水口相连，污水泵采用东方泵业150wq22341型潜污泵，功率7.5kw，流量175m³/h，电机转速1445r/min，出口管径dn150。

所述混合单元采用不锈钢制作，厚度2mm，混合单元由螺旋放大器3、弧形螺旋射流器4组成，螺旋放大器3入口与污水泵1出口相连，另一端有三个dn150弧形出口2，与三个弧形螺旋射流器4相连，螺旋放大器3管中线遵循阿基米德螺旋线放大原则，极径1m，极角为360度，每旋转1度极径增加1.5mm，以螺旋放大器3中心为圆心，进行3等分，等分线与螺旋放大器3外壁交叉处开与螺旋放大器3外壁相切的弧形出口2，出口管径dn150，弧形出口2通过法兰与弧形螺旋射流器4入口连接，弧形螺旋射流器4外形成弧形，中心线弧半径80m，射流喷头406出口增加5cm长加强头403，射流喷头与加强头403通过螺纹进行连接，在扩散段409内部增加2×2mm的螺纹凹槽，即螺旋槽405，混合出口处通过dn100法兰与布水环入水管连接相通。

所述推流单元采用不锈钢制作，厚度2mm，推流单元包括布水环和流量放大器，布水环入水管为dn150，通过法兰与弧形螺旋射流器4出口连接，布水环出水管5为dn150，通过法兰与流量放大器连接，布水环中心管为dn150，中心线半径为2540mm，流量放大器通过法兰与布水环出水管5口连接，流量放大器喷嘴出口设有5cm的加强嘴出水管，喷嘴与加强嘴通过螺纹进行连接，喷嘴外面有φ500直径的圆形导筒，圆形导筒前端筒壁开φ20mm的圆孔，圆孔共10排，间距10mm，每排30个圆孔，导通长1.5m，喷嘴插入导通0.5m。

本例中，湖岸线整体基本为圆形，湖面半径约50m，水深约1.5m，进水流量约2m3/d，无出水，湖水富营养化严重，有大量丝状藻类及浮萍类植物，水体无透明度，经检测水质，湖水bod5为22.5mg/l，氨氮为2.35mg/l，总磷为0.52mg/l，本装置于4月下旬放入湖中，并开始连续运转，放入24h后观察湖面，有缓慢的水流运行，经测试，湖边湖水的旋转流速约0.01m/s，48h后湖中的浮萍类开始向岸边汇集，72h后开始对汇集岸边的浮萍类植物进行打捞，168h后浮萍类植物基本被清理干净，丝状藻类扔较多，水体成深绿色，但水质表观上有明显改善，30天后，浮萍基本消除，丝状藻类大量减少，水体有一定的透明度，60天后，经检测，湖水水质达到gb3838-2002地表水iv类标准，90天后，经检测，湖水水质达到gb3838-2002地表水ii类标准，湖水透明度达到1.2m，丝状菌及浮萍类植物消失，底部污泥层厚度明显减少。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。