本发明涉及黑臭水体治理领域，尤其涉及一种底泥浮泥层加药曝气装置。
背景技术
城市黑臭水体是指城市建成区内，呈现令人不悦的颜色和(或)散发令人不适气味的水体的统称。城市河流水体污染主要表现为水体黑臭，其直接原因是由于水体中溶解氧不足，溶解态有机污染物被厌氧分解，从而产生不同类型的黑臭类物质。
河流的“黑臭”不仅给人的感官的刺激，使人感到不愉快和厌恶，而且黑臭的水体散发出的气体成分，如硫化氢、氨等可直接危害人体的健康。如果人们闻到恶臭的气体，会不同程度地产生反射性的抑制呼吸，使呼吸次数减少，深度变浅，严重时甚至会完全停止呼吸，出现“闭气”现象。并且，长期居住在黑臭的环境里，会使人厌食、恶心甚至呕吐，进而发展为消化功能衰退。除此之外，严重的恶臭还会影响到人的内分泌系统、神经系统及其精神状态。与此同时，饮用的水源遭到污染也严重威胁到人类的健康。
因为污染物的来源和影响因素比较多，故城市黑臭水体整治是一个很复杂的事情。且水体整治存在周期性反复问题，如治理工程不到位，治理后的水体很快又会恢复到黑臭状况，因此，整治效果评估不是仅仅看工程完工后这段时间的效果，更重要的是看其持续性的效果，看其受不同环境条件影响之后的效果。水体在受到污染时，水中的部分污染物通过沉淀或者被颗粒物吸附而蓄存在河道底泥中，在一定环境条件下，底泥中的污染物将会被释放出来，成为二次污染源。因此，黑臭河道是否根治很大程度上取决于黑臭底泥的治理是否彻底。
目前，在黑臭河道治理领域运用最为广泛的治理技术是疏浚法和水体复氧技术。其中，水体复氧技术是对水体进行人工曝气，从而改变水体中的厌氧环境，但是对水体曝气复氧受到水深、温度和气水比等诸多因素影响，其复氧效果不高。更为重要的是，仅仅对水体曝气无法改变底泥的厌氧环境，底泥中的n、p营养盐及各类污染物仍会释放到水体中，因此，此类曝气方法的去污效果受到很大的影响，水体中复氧的效率不是很高。
对于疏浚法，由于许多黑臭河道都长期受到严重污染，底泥淤积严重，故对上层底泥的疏浚导致下层底泥的暴露并与上覆水体接触，从而对水体形成二次污染,同时疏浚法的耗资较高，经济成本较高。
因此，设计一种治理成本较低，能够抑制底泥内n、p营养盐及各类污染物的释放，且能够提高水体中复氧效率的装置是解决上述问题的关键。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种底泥浮泥层加药曝气装置，以实现在黑臭水体治理过程中能够抑制底泥内n、p营养盐及各类污染物的释放，提高水体中的复氧效率。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种底泥浮泥层加药曝气装置，包括高度可调节的主体支架，主体支架包括支撑架，支撑架上放有曝气件和加药件，曝气件和外界的曝气管道之间连通有安装在主体支架上的第一连接件，加药件和外界的加药管道之间连通有安装在主体支架上的第二连接件。
本方案的工作原理为：主体支架用于对整个装置进行支撑，使整个装置更加稳定的位于水体中。支撑架用于对曝气件和加药件进行支撑，使曝气件和加药件位于底泥的浮泥层中。第一连接件用于将外界的曝气管道输送来的空气输送到曝气件中，曝气件再将输送来的空气输送到底泥中，从而实现了定向曝气。第二连接件用于将外界的加药管道输送来的药剂输送到加药件中，加药件再将输送来的药剂输送到底泥中，从而实现了定向加药。
采用上述技术方案时，具有以下有益效果：
1、与传统的水体复氧技术相比，外界的空气通过第一连接件和曝气件输送到底泥中去，从而对底泥进行充氧，满足了底泥对do的需求，改变了底泥的厌氧环境，从而提高了水体中复氧的效率，大大地提高了水体去污能力以及对黑臭河道的修复效率。
2、与传统的疏浚法相比，本装置对底泥进行原位处理，不会导致底泥和上覆水体接触，对底泥的扰动较小，从而不会对上覆水体造成二次污染，因此本方案注重对水生生态系统的恢复和重建，强调生态系统平衡稳定的理念，并且本装置结构简单，较传统疏浚法具有较大的经济优势。
3、本装置根据河流受到污染后缺氧的特点以及定向加药需求，人工定向对底泥的浮泥层充入空气同时加入药剂，从而提高了浮泥层生物的多样性，提高浮泥层溶解氧浓度，抑制了底泥内n、p营养盐及各类污染物的释放,保证了水体中好氧微生物的生物活性，使水体中污染物质得以持续净化的同时，使黑臭的底泥得到消解，提高了黑臭河道的自净能力，从而改善河流水质。并且本装置能够有效提高溶解氧和药剂的利用效率，降低了能耗。
4、由于主体支架的高度可调节，故通过调节主体支架的高度对曝气件、加药件所在高度进行调节，从而对不同高度的底泥进行曝气、加药，从而实现更精准的定向曝气、加药，提高了污泥生物活性和溶解氧利用率，有效的降低了能耗。
进一步，主体支架还包括底座支架和竖管支架，底座支架和竖管支架之间连接有高度调节器。由此，通过高度调节器可调节竖管支架的高度，从而对支撑架上的曝气件和加药件的高度进行调节，实现对不同高度的底泥进行曝气、加药。
进一步，竖管支架呈筒状，第一连接件和第二连接件均位于竖管支架内。由此，竖管支架将第一连接件和第二连接件包裹住，对第一连接件和第二连接件进行保护。并且，第一连接件和第二连接件均位于竖管支架内，减小了第一连接件和第二连接件的空间占用，使整个结构更加紧凑，从而便于整个装置的移动、装卸等。
进一步，第一连接件与曝气件之间连通有第一结合件，第一连接件与外界的曝气管道之间连通有第二结合件，第二连接件与加药件之间连通有第三结合件，第二连接件与外界的加药管道之间连通有第四结合件。由此，通过第一结合件、第二结合件将第一连接件分别与曝气件、外界的曝气管道连接在一起，通过第三结合件、第四结合件将第二连接件分别与加药件、外界的加药管道连接在一起。第一结合件、第二结合件、第三结合件和第四结合件均起到连接过渡的作用，使得第一连接件分别与曝气件、外界的曝气管道的连接，或者第二连接件分别与加药件、外界的加药管道的连接更加牢固、方便。
进一步，第一结合件与曝气件连接的一端的截面面积小于曝气件与第一结合件连接的一端的截面面积，第三结合件与加药件连接的一端的截面面积小于加药件与第三结合件连接的一端的截面面积。由此，第一结合件与曝气件的连接部位被曝气件所包裹，从而提高了第一结合件和曝气件之间连接的气密性，从而防止空气泄漏；第三结合件与加药件的连接部位被加药件所包裹，提高了第三结合件与加药件之间连接的气密性，从而防止药剂泄漏。
进一步，第一结合件、第二结合件、第三结合件和第四结合件均为弯头。由此，第一连接件分别与曝气件、外界的曝气管道的连接不受第一连接件分别与曝气件、外界的曝气管道之间的相对位置关系的影响，从而使第一连接件分别与曝气件、外界的曝气管道连接的更加方便；第二连接件分别与加药件、外界的加药管道的连接也不受第二连接件分别与加药件、外界的加药管道之间的相对位置关系的影响，从而使第二连接件分别与加药件、外界的加药管道连接的更加方便。
进一步，底座支架为实心铸铁。由此，实心铸铁增大了底座支架的重量，能保证本装置不会上浮，从而稳固置于河床之上。
进一步，曝气件和加药件均通过扎带固定在支撑架上。通过扎带将曝气件和加药件固定在支撑架上，便于支撑架分别与曝气件、加药件之间的固定和拆卸，成本较低。
进一步，曝气件为纳米曝气管，加药件为pe加药管。由此，纳米曝气管利于空气稳定、充分进入到底泥中，对底泥的扰动较小，利于提高空气的利用率，从而提高复氧的效率。pe加药管利于药剂稳定、充分的进入到底泥中，从而利于提高药剂的利用效率。
进一步，主体支架上转动连接有截面形状为梯形的转盘组，转盘组包括若干同轴连接的转盘，若干转盘上均设有相同数量的弧形槽，相邻转盘之间的弧形槽正对设置，直径大的转盘上的弧形槽的长度大于直径小的转盘上的弧形槽的长度，支撑架包括若干支撑杆，若干支撑杆上均设有滑动连接在弧形槽内的伸缩杆。由于伸缩杆滑动连接在弧形槽内，故通过转动转盘组，可使伸缩杆在弧形槽内滑动，从而对支撑杆到转盘组之间的距离进行调节，进而使得支撑杆支撑不同数量的加药件和曝气件。由于直径大的转盘上的弧形槽的长度大于直径小的转盘上的弧形槽的长度，因此支撑杆的调节范围以伸缩杆穿过转盘组上直径最小的转盘的弧形槽的长度为准，故通过调节伸缩杆的长度，使伸缩杆穿过转盘的数量不同，从而使的伸缩杆穿过的转盘中直径最小的转盘的直径也发生变化，进而也可对支撑杆的调节范围进行改变调节。
附图说明
图1为本发明实施例的整体结构示意图；
图2为支撑架的俯视图；
图3为pe加药管的剖视图；
图4为支撑架与转盘组的连接的俯视图；
图5为支撑架与转盘组的连接的正视图；
图6为图4中的支撑架沿弧形槽相互远离时的状态示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：第二弯头1、第一连接管2、第一弯头3、纳米曝气管4、第四弯头5、第二连接管6、第三弯头7、pe加药管8、竖管支架9、底座10、支撑架11、螺栓12、加药孔13、底座管14、第一转盘15、弧形槽16、伸缩杆17、第二转盘18、第三转盘19。
实施例1
实施例1基本如附图1-图3所示：一种底泥浮泥层加药曝气装置，包括主体支架，主体支架包括碳钢钢管制成的竖管支架9和实心铸铁的底座支架，竖管支架9上作了上漆防腐处理。底座支架包括底座10和呈筒状的底座管14，底座10焊接在底座管14的底部，竖管支架9滑动连接在底座管14内，底座管14的侧壁上设有一个螺纹孔，竖管支架9上的侧壁上设有若干竖向排列的螺纹孔，竖管支架9上的螺纹孔和底座管14上的螺纹孔通过螺栓12固定，通过使螺栓12固定竖管支架9上不同的螺纹孔，从而实现对竖管支架9高度的调节。竖管支架9内焊接有竖直设置的第一连接管2和第二连接管6，第一连接管2的底部和顶部分别粘接有第一弯头3和第二弯头1，第二连接管6的底部和顶部分别粘接有第三弯头7和第四弯头5。第二弯头1用于与外界的曝气管道连接，第四弯头5用于与外界的加药管道连接。竖管支架9上焊接有支撑架11，结合图2所示，支撑架11包括八根支撑杆，八根支撑杆以竖管支架9为中心呈放射状分布，支撑架11上通过扎带固定有与第一弯头3连接的纳米曝气管4和与第三弯头7连接的pe加药管8，本实施例中的纳米曝气管的微孔平均孔径：0.03～0.06mm，微孔布置密度：700～1200个/米，气泡直径：0.8～3mm，有效曝气量：0.002～0.006立方米/分×米。纳米曝气管4和pe加药管8均螺旋位于支撑架11上，纳米曝气管4套设在第一弯头3上，且纳米曝气管4的直径大于第一弯头3的直径；pe加药管8套设在第三弯头7上，且pe加药管8的直径大于第三弯头7的直径。并且，纳米曝气管4与第一弯头3之间、pe加药管8与第三弯头7之间均通过卡箍固定在一起。其中，结合图3所示，pe加药管8上开设有若干组加药孔13，相邻组的加药孔13的间距为20cm，每组加药孔13包括四个加药孔13。
具体实施过程如下：本装置使用时，外界的曝气管道将空气通过第二弯头1、第一连接管2、第一弯头3输送到纳米曝气管4中，空气再从纳米曝气管4中出来进入到底泥的浮泥层中，从而实现定向曝气，曝气效率较高。外界的加药管道将药剂通过第四弯头5、第二连接管6和第三弯头7输送到pe加药管8中，药剂再从pe加药管8中出来进入到底泥的浮泥层中，从而实现了定向加药，药剂的利用率较高。
本装置深入到底泥中进行微曝气、加药，该曝气方法对底泥扰动较小，且当曝气时间较长后，底泥的活性增强，从而可持续降低水体污染物浓度。
本装置针对底泥浮泥层进行加药、曝气，就不同黑臭河道，水深以及底泥情况不尽相同，本装置通过调节竖管支架9的高度从而调节纳米曝气管4、pe加药管8所在高度位置，从而更精准的定向曝气、加药，提高污泥生物活性和溶解氧利用率，有效的降低了能耗。
实施例2
实施例2与实施例1的不同之处在于，支撑架11不再焊接在竖管支架9上，结合图4和图5所示，竖管支架9上通过轴承转动连接有转盘组，转盘组同轴连接的第一转盘15、第二转盘18和第三转盘19，第一转盘15、第二转盘18和第三转盘19的从上至下依次排列，第一转盘15、第二转盘18和第三转盘19的直径依次变小，第一转盘15、第二转盘18和第三转盘19上均设有八个弧形槽16，且第一转盘15上的弧形槽16、第二转盘18上的弧形槽16和第三转盘19上的弧形槽16竖向正对设置。由于第一转盘15、第二转盘18和第三转盘19的直径依次变小，故第一转盘15上的弧形槽16、第二转盘18上的弧形槽16和第三转盘19上的弧形槽16的长度依次变小。八个支撑杆上均设有滑动连接在弧形槽16内的伸缩杆17。
结合图4和图6所示，当需要增大支撑杆到竖管支架9的距离时，可逆时针转动转盘组，转盘组转动，从而使伸缩杆17在弧形槽16内滑动，支撑杆上的伸缩杆17逐渐远离竖管支架9，支撑杆到竖管支架9之间的距离变大，从而可在支撑架11上盘绕更多的纳米曝气管4和pe加药管8。当需要减小支撑杆到竖管支架9的距离时，可顺时针转动转盘转，从而使伸缩杆17在弧形槽16内反向转动，支撑杆上的伸缩杆17逐渐靠近竖管支架9，支撑杆到竖管支架9之间的距离变小，从而可在支撑架11上盘绕较少的纳米曝气管4和pe加药管8。
另外，由于第一转盘15上的弧形槽16、第二转盘18上的弧形槽16和第三转盘19上的弧形槽16的长度逐渐变小，且伸缩杆17的长度可伸缩，因此通过调节伸缩杆17的长度，当伸缩杆17只滑动连接在第一转盘15上的弧形槽16内时，支撑杆的移动范围为第一转盘15上的弧形槽16的长度，支撑杆的移动范围更大。当伸缩杆17同时位于第一转盘15和第二转盘18上的弧形槽16内时，由于第二转盘18上的弧形槽16的长度小于第一转盘15上的弧形槽16的长度，故支撑杆的移动范围为第二转盘18上的弧形槽16的长度，从而缩小了支撑杆的移动范围。当伸缩杆17同时位于第一转盘15、第二转盘18和第三转盘19内时，由于第三转盘19的弧形槽16的长度最小，故支撑杆的移动范围为第三转盘19上弧形槽16的长度，从而使支撑杆的移动范围更小。由此，通过调节伸缩杆17的长度，使伸缩杆17位于第一转盘15、或者同时位于第一转盘15和第二转盘18中、或者同时位于第一转盘15、第二转盘18和第三转盘19中，然后通过转动转盘组从而也可调节支撑杆的移动范围，从而适应不同数量或者盘绕圈数的纳米曝气管4和pe加药管8。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本发明所省略描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。