本实用新型属于废水治理技术，具体涉及一种自动曝气的潜流推进器。
背景技术：
水体黑臭主要是水体缺氧造成的，同时也与水体富营养化和底泥沉积有关。当溶解氧降低到2.0mg/L时，水体将处于缺氧状态。当溶解氧为3mg/L～5mg/L 时，水体中有机污染物和氨氮含量一般也会超过地表水Ⅴ类标准，呈现有色有味状态，但有水生生物存在；当溶解氧大于6mg/L时，水体处于有氧状态，有机物降解和氨氧化速率显著增加，水体开始具有自净能力。在以污水处理厂为主要水源的地区，比如海河流域，水中部分生物为难以降解的有机物，BOD接近零，COD和氨氮即使通过自净，也难以达到地表水Ⅴ类标准的要求。
黑臭水体常常流动缓慢，甚至水体无流动状态。随着时间推移，水体溶解氧消耗较大，又没有足够的溶解氧进行供给，导致水体越来越变臭、发黑，水体水质进一步恶化。若采用常规的好氧曝气、生物滤池、挖泥清淤等工艺对河道、小水沟等黑臭水体进行复氧处理，不仅投资大，处理费用高，政府难以承担，而且处理时间较长，管理困难。
技术实现要素：
本实用新型解决的技术问题是：针对现有的城镇黑臭水体或工业废水存在的溶解氧供给存在的上述缺陷，提供一种新型的自动曝气的潜流推进器，采用低成本的水体潜流推动实现自动曝气，提高无流动状态下的水体治理效果。
本实用新型采用如下技术方案实现：
一种自动曝气的潜流推进器，包括设置在水体内部的收缩通道，所述收缩通道的窄端固定设置有水流推进装置，所述水流推进装置的推进方向朝收缩通道的变窄方向设置，所述水流推进装置的推进后方设有连接至水面以上的气流管路。
进一步的，所述收缩通道包括收缩室和喉管，所述喉管为等截面管，并与收缩室的窄端对接，所述水流推进装置固定安装在喉管内。
优选的，所述收缩室采用顶角为42°±2°的圆锥台结构。
进一步的，所述喉管对应水流推进装置推进后方的位置设有一进气腔，所述喉管上设置若干进气孔与该进气腔连通，所述进气腔通过进气管连接至水面以上。
优选的，所述进气腔为绕喉管同轴套设的环形气腔，所述进气孔均匀布置在喉管与环形气腔接触的环形区域。
在本实用新型中，所述水流推进装置包括电机和叶轮，所述叶轮与电机轴连接，并沿喉管的轴线固定设置，所述电机通过电机固定架设置。
优选的，所述叶轮采用涡轮式叶轮。
优选的，所述叶轮轮边缘与喉管内壁之间的间隙为2～4mm。
进一步的，所述潜流推进器通过固定支架固定设置在水体内部，所述气流通道沿固定支架设置。
优选的，所述固定支架具有空心内腔，所述气流通道通过空心内腔连接水流推进装置和水面。
本实用新型中的水流推进装置工作时，叶轮高速运转，先带动紧邻叶轮推进后方的水体向前流动，由于叶轮速度快导致后面水体还来不及进行补充，此刻紧邻叶轮处就会形成一个局部的真空腔，水面上的空气通过气流管路进气到收缩通道内，通过喉管内壁上的细小进气孔进入叶轮所形成的真空腔内，与后面的水体一起被高速叶轮推向前方，这就完成了一次曝气过程。由于空气气泡较小，且位于水体中央，气体上浮过程中与水体的接触面积大大提高，有利于水体中溶解氧的增大，从而导致水体中好氧微生物的大量生长，提高了水体的自净能力。此外，由于叶轮推动的水体速度较快，易导致在潜流推进器的前方形成湍流，增大了水体的流动状况，又有利于水体中溶解氧的含量的增加。
本实用新型具有如下有益效果：
1、采用收缩通道，叶轮推出的水流速度更大；
2、水体经喉管高速流出后，推动静止的水体流动，易使整个水体产生涡流，水体紊流系数大大提高，有利于水体中溶解氧的增加；
3、经电机带动高速运转的叶轮，易在喉管内形成局部真空腔，导致大气直接通过环形气腔与喉管壁的细小微孔进入喉管内，而形成细小气泡，这些细小气泡会与随即补充的水体混合而被叶轮推出喉管，这一过程就实现了自动曝气，不仅有利于水体中溶解氧的增加，而且节约了曝气机成本；
4、进气管可以单独建设，也可以跟固定支架合建，灵活简捷，同时也节约了材料投资成本。
以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。
附图说明
图1为实施例中的一种自动曝气的潜流推进器结构示意图。
图中标号：1-固定支架，2-收缩室，3-电机，4-进气管，5-喉管，6-叶轮，7-环形气腔，8-电机固定架,9-进气孔。
具体实施方式
实施例
参见图1，图示中的一种自动曝气的潜流推进器为本实用新型的优选方案，具体包括固定支架1、收缩室2、电机3、进气管4、喉管5、叶轮6、环形气腔 7、电机固定架8。
具体的，本实施例中的收缩室2和喉管5组合形成本实施例的收缩通道，收缩通道整体通过固定支架1浸设在水体内，其中收缩室2采用圆锥台结构的筒体构件，圆锥台的顶角为42°±2°，喉管5采用等截面的圆筒形构件，喉管 5的直径与收缩室2的窄端直径一致，并与收缩室2的窄端固定对接。在水流推进装置的推动作用下，水体从收缩室2的宽端进入，然后从窄端的喉管推出，在从收缩室2逐渐进入喉管5的过程中，由于水体流通的截面积逐渐变小，水流的流速会下降，有利于本实施例的气流管路对喉管内形成的水体进行充分曝气。
本实施例中的水流推进装置设置在喉管5中，具体包括电机3和叶轮6，电机3通过电机固定架8固定，叶轮6与电机3的输出轴固定连接，并且电机3 和叶轮6的轴线与喉管5同轴设置，叶轮6的推进方向与收缩通道的变窄方向相同，使电机带动叶轮在高速运转过程中，电机轴线和叶轮中心线始终处于同一水平线上，保证电机工作时的防震效果。电机3采用潜水泵所使用的电机安装方式，保证在水下的密封性能。
本实施例中潜流推进器的叶轮6转速不能低于2940r/min，叶轮6采用涡轮式叶轮，叶轮6的直径在150mm～200mm为宜，叶轮6的叶片边缘与喉管5的内壁允许存在2～4mm的间隙，保证水体通过喉管5后形成高速水流产生真空腔，形成负压，通过气流管道补充外部空气后，形成气泡被高速水流带走。
按照叶轮设置的位置可将喉管5分为前后两段，其中靠近叶轮推进方向的一段为推进前方，靠近收缩室的一段为推进后方，气流通道一端与喉管5靠近收缩室的一段连接，另一端伸出设置到水体的水面以上3～5cm。
具体的，本实施例的气流通道包括设置在进气管4、环形气腔7以及设置在喉管上的进气孔9。进气管4一端留在水面上方，另一端与设置在喉管外壁的进气腔连接，将气流通过喉管内壁上设置的进气孔9送入喉管内部的水体中，实现曝气。
本实施例中的进气腔即环形气腔7，环形气腔7绕喉管外侧同轴套装，为一环形气流通道，环形气腔7的上部通过进气管4与水面以上的大气连通，若干细小的进气孔9均匀布置在喉管5与环形气腔7接触的环形区域，进气孔9的孔径范围在0.5-1cm之间，环形气腔7内的气体通过喉管壁上的进气孔进入喉管内部，可进一步实现360°对通过喉管的水体进行均匀曝气。
在水流推进装置静止时，水体会通过进气孔进入环形气腔7，在水流推进装置启动后，会将这部分环形气腔内的水体抽出，形成气流通道。
进气管4可以单设与环形气腔7连通的一根或几根管道，进气管4沿固定支架1固定设置，也可以与固定支架1合并为进气管，进气管4与固定支架1 合并时，固定支架内部应当设置至少一个空心通道，该空心通道一端直接与环形气腔7连通，另一端伸出水面设置，且应当保证固定支架1的强度和刚度满足国家标准。
本实施例的工作原理如下：当电机3工作时，叶轮6高速运转，先带动紧邻叶轮6推进后方的水体向前流动，由于叶轮6速度快导致随后从收缩室2进入的水体还来不及进行补充，此刻紧邻叶轮6推进后方处就会形成一个局部的真空腔，外部空气通过进气管4进入环形气腔7，再通过环形气腔7与喉管壁上的细小进气孔9进入叶轮所形成的真空腔内，与随后通过收缩室2进入喉管5 的水体一起被高速叶轮6推向前方，这就完成了一次曝气过程。由于从进气孔进入的空气气泡较小，且位于水体中央，气体上浮过程中与水体的接触面积大大提高，有利于水体中溶解氧的增大，从而导致水体中好氧微生物的大量生长，提高了水体的自净能力。此外，由于叶轮推动的水体速度较快，易导致在潜流推进器的前方形成湍流，增大了水体的流动状况，进一步促使水体中溶解氧含量的增加。
在一具体应用实例中，将要处理的黑臭河段隔开，将本实施例的自动曝气潜流推进器淹没于水中，并测原始COD为1240mg/L。每天同一时间段取水样进行COD检测，经本实施例的潜流推进器处理1d后，水体COD降至582mg/L，3d 后水体COD降至92mg/L，效果大好。同时，水体颜色有黑转清，好氧微生物、藻类大量繁殖，效果较佳。
以上实施例是对本实用新型的说明，并非对本实用新型的限定，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的具体工作原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。