一种用于提升河道水质的供氧控制台的制作方法

本实用新型涉及修复河道水质技术领域，具体涉及一种用于提升河道水质的供氧控制台。

背景技术：

空气中的分子态氧溶解在水中称为溶解氧。水中的溶解氧的含量与空气中氧的分压、水的温度都有密切关系。

天然水体中DO的含量，除与水体中的生物数量和有机物的数量有关外，还与水温和水层有关。在正常情况下地表水中溶解氧量为5-10mg/L，在有风浪时，海水中溶解氧可达14 mg/L，在水藻繁生的水体中，由于光合作用使放氧量增加，也可能使水中的氧达到过饱和状态，地下水中一般溶解氧较少，深层水中甚至完全无氧。

在20℃、100kPa下，纯水里大约溶解氧9mg/L。有些有机化合物在喜氧菌作用下发生生物降解，要消耗水里的溶解氧。如果有机物以碳来计算，根据C+O2=CO2可知，每12g碳要消耗32g氧气。当水中的溶解氧值降到5mg/L时，一些鱼类的呼吸就发生困难。水里的溶解氧由于空气里氧气的溶入及绿色水生植物的光合作用会不断得到补充。但当水体受到有机物污染，耗氧严重，溶解氧得不到及时补充，水体中的厌氧菌就会很快繁殖，有机物因腐败而使水体变黑、发臭。

水中溶解氧含量受到两种作用的影响：一种是使DO下降的耗氧作用，包括耗氧有机物降解的耗氧，生物呼吸耗氧;另一种是使DO增加的复氧作用，主要有空气中氧的溶解，水生植物的光合作用等。这两种作用的相互消长，使水中溶解氧含量呈现出时空变化。

若以CH2O代表有机物，则有机物氧化分解反应式为:

CH2O+O2→CO2+H2O

如果水中有机物含量较多，其耗氧速度超过氧的补给速度，则水中DO量将不断减少，当水体受到有机物的污染时，水中溶解氧量甚至可接近于零，这时有机物在缺氧条件下分解就出现腐败发酵现象，使水质严重恶化。因此急需提供一种可以提升河道水质的供氧控制台。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种用于提升河道水质的供氧控制台，本用于提升河道水质的供氧控制台结构简单、效率高、体积小、成本低，提供充足的氧气，从而利用水体中微生物进行好氧分解，达到净化河道水体、提升河道水质的目的。

为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种用于提升河道水质的供氧控制台，包括圆台型底座、支撑杆、横杆、圆板和斜杆，所述圆台型底座的底部与支撑杆的底部固定连接，所述支撑杆的中上部安装有杆套，所述杆套的两端固定有横杆，所述支撑杆的顶部安装有两个斜杆，两个斜杆的顶部固定有圆板，所述杆套左侧的横杆上安装有截止阀和气液混合泵，所述杆套右侧的横杆上安装有气液分离罐，所述圆板上安装有防水控制盒和太阳能电池板，所述支撑杆上套设有水质监测装置，所述水质监测装置包括漂浮圈、水质监测器和防水箱体，所述水质监测器安装在防水箱体内且防水箱体固定在漂浮圈的上端，所述水质监测器的传感器探头穿出防水箱体并安装在所述漂浮圈的下端，所述漂浮圈和防水箱体的中部均设有通孔且所述漂浮圈和防水箱体通过通孔套设在支撑杆上，所述水质检测器和太阳能电池板均与防水控制盒连接，所述防水控制盒的顶部连接有天线，所述截止阀的一端口连接有进水管，所述进水管内设有过滤网，所述截止阀的另一端口与气液混合泵连接，所述气液混合泵的出口与气液分离罐连接，所述气液分离罐的出口通过出水管连接有多个曝气支管，所述曝气支管的表面均匀间隔设置有多个微孔曝气孔，所述曝气支管安装在圆台型底座上且从圆台型底座的上表面倾斜向下延伸到圆台型底座的下表面。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述圆台型底座安装在水面下，所述水质监测装置用于漂浮在水面上，所述水质监测装置位于横杆的下方。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述防水控制盒包括防水盒、微型RTU、充电电池、充电控制器、变频控制器和无线通信设备，所述微型RTU、充电电池、充电控制器、变频控制器和无线通信设备均安装在防水控制盒内，所述水质监测器与微型RTU电连接，所述微型RTU与变频控制器和无线通信设备电连接，所述无线通信设备与天线电连接，所述变频控制器与气液混合泵电连接，所述太阳能电池板与充电控制器电连接，所述充电控制器与充电电池电连接，所述充电电池分别与微型RTU、变频控制器、无线通信设备、水质检测器、气液混合泵和气液分离罐电连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述水质监测器包括传感器探头、调理电路、A/D 转换模块和控制模块，所述调理电路、A/D 转换模块和控制模块安装在防水箱体的内部，所述传感器探头通过调理电路与A/D 转换模块电连接，所述A/D 转换模块与控制模块电连接，所述控制模块与微型RTU电连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述传感器探头与防水箱体密封连接。

本实用新型的有益效果为：

（1）本实用新型通过圆台型底座、支撑杆、横杆、圆板和斜杆之间的组合安装构成供氧控制台，设备整体体积小，结构紧凑，方便移动。

（2）本实用新型采用太阳能供电方式，很好地解决了该装置供电的问题，节能环保，性能稳定，可以节省大量的人力物力，具有一定的现实意义和实用价值。

（3）本实用新型通过气液混合泵将液体与气体混合搅拌，气体与液体充分溶解，为河道提供更多的氧气。本实用新型设置过滤网和截止阀，达到即开即用，隔离杂质的作用。

（4）本实用新型中的水质监测器通过漂浮圈漂浮在河道的水面上，结构新颖，水质监测器的传感器探头对河道水质参数进行实时检测，并通过无线通信设备发送到数据检测平台，便于工作人员及时、全面的掌控水质变化信息。

（5）本实用新型可以通过对水质监测器检测的水质信息进行分析，从而使微型RTU通过变频控制器对气液混合泵转速进行调控，实现闭环控制，进一步减少能耗，节省运营成本。

（6）本实用新型采用多个曝气支管，增加了水中的溶解氧，使水体的水生动植物所需的耗氧量充足，微生物好氧作用完成，进一步去除水中的有机物质，提升河道水质参数及水质情况。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面根据图1对本实用新型的具体实施方式作出进一步说明：

参见图1，一种用于提升河道水质的供氧控制台，包括圆台型底座1、支撑杆2、横杆4、圆板7和斜杆6，所述圆台型底座1的底部与支撑杆2的底部固定连接，所述支撑杆2的中上部安装有杆套3，所述杆套3的两端固定有横杆4，所述支撑杆2的顶部通过安装头5连接有两个斜杆6，两个斜杆6的顶部固定有圆板7，所述杆套3左侧的横杆4上安装有截止阀10和气液混合泵11，所述杆套3右侧的横杆4上安装有气液分离罐，所述圆板7上安装有防水控制盒16和太阳能电池板17，所述支撑杆2上套设有水质监测装置，所述水质监测装置包括漂浮圈13、水质监测器和防水箱体14，所述水质监测器安装在防水箱体14内且防水箱体14固定在漂浮圈13的上端，所述水质监测器的传感器探头15穿出防水箱体14并安装在所述漂浮圈13的下端，所述漂浮圈13和防水箱体14的中部均设有通孔且所述漂浮圈13和防水箱体14通过通孔套设在支撑杆2上，所述水质检测器和太阳能电池板17均与防水控制盒16连接，所述防水控制盒16的顶部连接有天线23，所述截止阀10的一端口连接有进水管8，所述进水管8内设有过滤网9，所述截止阀10的另一端口与气液混合泵11连接，所述气液混合泵11的出口与气液分离罐12连接，所述气液分离罐12的出口通过出水管连接有多个曝气支管18，所述曝气支管18的表面均匀间隔设置有多个微孔曝气孔19，所述曝气支管18安装在圆台型底座1上且从圆台型底座1的上表面倾斜向下延伸到圆台型底座1的下表面。

本实施例中，所述圆台型底座1安装在水面下，所述水质监测装置用于漂浮在水面上，所述水质监测装置位于横杆4的下方，所述进水管8的一端位于水面下。

本实施例中，所述防水控制盒16包括防水盒、微型RTU20、充电电池、充电控制器、变频控制器21和无线通信设备22，所述微型RTU20、充电电池、充电控制器、变频控制器21和无线通信设备22均安装在防水控制盒16内，所述水质监测器与微型RTU20电连接，所述微型RTU20与变频控制器21和无线通信设备22电连接，所述无线通信设备22与天线23电连接，所述变频控制器21与气液混合泵11电连接，所述太阳能电池板17与充电控制器电连接，所述充电控制器与充电电池电连接，所述充电电池分别与微型RTU20、变频控制器21、无线通信设备22、水质检测器、气液混合泵11和气液分离罐12电连接。所述无线通信模块的型号为nRF905 无线传输芯片。

本实施例中，所述水质监测器包括传感器探头15、调理电路、A/D 转换模块和控制模块，所述调理电路、A/D 转换模块和控制模块安装在防水箱体14的内部，所述传感器探头15通过调理电路与A/D 转换模块电连接，所述A/D 转换模块与控制模块电连接，所述控制模块与微型RTU20电连接。控制模块采用型号为MSP430F149 的单片机。所述A/D 转换模块采用24 位三通道Σ-Δ 型模数转换芯片AD7793。

本实施例中，所述传感器探头15与防水箱体14密封连接。

所述气液混合泵11为利用利用高速的泵叶轮将液体与气体混合。所述进水管8和出水管均为正常PVC材质管道，管径以实际为准。所述气液分离罐12为配套气液混合泵11使用，所述曝气支管18为ABS工程塑料材质，微孔曝气孔19的孔径0.1~1μm。所述水质参数检测仪器为在线水质参数（如：DO、COD、浊度、温度、pH、氨氮等）检测仪器，所述RTU为（Remote Terminal Unit） 的简称，中文名遥测终端机，用于控制与数据采集。所述数据传输单元 (Data Transfer Unit)，是专门用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送的无线终端设备。

本实用新型在使用时，气液混合泵11吸入气体和河道内的液体，然后将液体与气体混合搅拌，气体与液体充分溶解，溶解效率可达80~100%，然后气液混合泵11将气液混合体传输到气液分离罐12内，气液分离罐12将没有溶解的气体分离，然后将溶解气体后的液体通过多个曝气支管18回流到河道内，增加河道内的氧气，进水管8上设截止阀10和过滤网9，达到即开即用，隔离杂质的作用；本实用新型中的水质监测器通过漂浮圈13漂浮在河道的水面上，水质监测器的传感器探头15对河道水质参数（pH、DO、COD、BOD、氨氮、浊度等）进行实时检测，然后通过水质监测器内部的控制模块发送检测的水质信息到微型RTU20中，微型RTU20再通过无线通信设备22和天线23远程发送水质信息到数据检测平台，数据检测平台根据预设的水质参数范围和接收到的水质信息对比，从而发送控制信号到微型RTU20，微型RTU20通过变频控制器21控制气液混合泵11内的电机的转速，从而对气液混合泵11转速进行调控，实现闭环控制，进一步减少能耗，节省运营成本。且本实用新型也可以将预设的水质参数范围输入到微型RTU20内，微型RTU20将预设的水质参数范围和接收到的水质信息对比，直接发送控制信号到变频控制器21。

本实用新型通过圆台型底座1、支撑杆2、横杆4、圆板7和斜杆6之间的组合安装构成供氧控制台，设备整体体积小，结构紧凑，方便移动，本实用新型的太阳能电池板17将太阳能转变为电能，并对充电电池供电，充电电池为微型RTU20、变频控制器21、无线通信设备22、水质检测器、气液混合泵11和气液分离罐12进行供电，其中截止阀10可以是电动截止阀10也可以手动截止阀10，如果是电动截止阀10，也可以通过微型RTU20控制电动截止阀10的开关，本实用新型通过水质监测器检测水质并通过无线通信设备22发送到数据检测平台，便于工作人员及时、全面的掌控水质变化信息。本实用新型采用多个曝气支管18，增加了水中的溶解氧，使水体的水生动植物所需的耗氧量充足，微生物好氧作用完成，进一步去除水中的有机物质，提升河道水质参数及水质情况。在充足的含氧条件下，河道水体中的水生动植物生长状况良好，水生植物的生态功能主要提升在对水质的净化上，如对水体中的总氮、亚硝酸盐、硝酸盐、磷等营养盐有较好的去除效果。水生动植物生长良好不仅可以改善水质，还具有维护物种多样性、改善空气、改善土壤生态环境等生态功能。另外河道水体中所含有的微生物，在好氧的环境下，利用微生物的好氧作用，消耗水体中的有机质，进一步提升水质情况。

本实用新型的保护范围包括但不限于以上实施方式，本实用新型的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本实用新型的保护范围。