技术领域
[0001] 本
发明涉及一种组合式污
水处理设备及其应用，尤其是一种用于污水 处理的快速增
氧的水质提升器及其应用，属于多重
污水处理技术领域。
背景技术
[0002] 当今社会经济发展迅速，人民生活水平日益提高，环境问题也越来越 严峻，由于点源、面源等污染源，河湖
水体污染负荷超出其自身
净化能
力， 水体溶氧量迅速降低，水体生态环境持续恶化形成黑臭水体。近几十年来， 黑臭水体的范围和程度不断加剧，全国城市七成以上有水体黑臭现象，尤 其是各大流域的二级、三级支流黑臭现象尤为突出，且恶化程度逐年提高， 这不仅严重影响到城市市容美观，更是直接影响到群众日常生活。针对目 前严峻的水体黑臭现状，根据我国《水污染防治行动计划》要求，到2020 年，我国地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10％以内，到2030年城 市建成区黑臭水体总体消除。
[0003] 城市黑臭河道的治理遵循“外源减排、内源清淤、水质净化、清水补 给、生态恢复”技术路线。其中水质净化技术主要包括曝气充氧、絮凝沉 淀、人工湿地、生态浮岛与稳定等技术，本设计设备结合了曝气充氧、生 态浮岛及生态修复技术，对污染水体进行多方位处理，帮助改善河湖水质。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种河流湖泊水面式的处理设备。具体的，本发 明的一种用于地表水环境治理的生态水质提升器，包括陆地智慧水务系统 和生态调节系统。
[0005] 进一步地，所述的智慧水务系统主要是指岸上的智慧水务
箱体，箱体 内部包括控制箱(2)、引流罐(6)、气液分离罐(7)、检测装置和气液 混合
泵体(10)，所述控制箱(2)内设有PLC控
制模块和
液晶显示屏(1)， 液晶显示屏(1)包括显示部分和触控部分，显示部分上显示检测水质指标， 触控部分对设备各部件进行参数调整和状态控制；所述引流罐(6)背部设 置有进水口，河道水通过
提升泵经进水口进入引流罐(6)，引流罐(6) 下部出口通过
法兰与气液混合泵体(10)的进口管(8)连接，气液混合泵 体(10)的出口连接气液分离罐(7)的进水口(11)，气液分离罐(7) 的背部设置有出口并连接曝气管道(16)，曝气管道(16)末端连接水体 中的生态调节系统。
[0006] 进一步地，所述的箱体内还设置有储药箱(15)，储药箱(15)内存 放生化净水剂，出药口(14)连接
计量泵(12)，计量泵(12)的出口(13) 连接气液分离罐进药口，生化净水剂与气液混合物一同进入气液分离罐(7) 中，气液分离罐(7)内将过大的气泡分离排出。
[0007] 进一步地，所述的生态调节系统包括与曝气管道(16)连接的位于水 体中的气液分散盘(17)、水面漂浮的生态浮岛(20)；混有药剂的气液 混合物通过气液分散盘(17)释放到水中，通过气液分散盘(17)将管道 中的微
纳米级别气泡和混有净水剂的水排入水中，产生的微小气泡缓慢上 升到水面，可对水体和生态浮岛(20)进行供氧，促进生态浮岛(20)上 的
植物生长。
[0008] 进一步地，所述的生态浮岛(20)包括中心浮球(19)和固定在浮球 上的塑料板浮岛
框架，借助中心浮球(19)漂浮于水面，并可以通过调节 生态浮岛的自重调整生态浮岛的
位置，中心浮球(19)的主要材料是PVC
泡沫。
[0009] 进一步地，所述的气液分散盘(17)为曝气管道(16)的支管卷绕成 的盘状结构，或者多个同心环状曝气管通过径向连接管固定在曝气管道(16)上的盘状结构，气液分散盘(17)上的支管上分布微米分散孔。
[0010] 进一步地，所述的气液分散盘(17)下方设置功能性填料(18)来净 化水质，功能性填料为软性的辫带式
纤维滤料。
[0011] 进一步地，所述的控制箱(2)设置在岸上的智慧水务箱体内一侧，控 制箱(2)下方设置有数据连接孔(3)可以通过外接设备与PLC
控制模块 连接，控制箱(2)侧面设置有检测装置，检测装置包括监测槽(4)和检 测
探头(5)，检测探头(5)的顶端(25)通过数据线连接液晶显示屏(1) 的显示模块，同时PLC控制模块接收到水质检测数据后与预设参数进行比 对并发出控制
信号，控制气液混合泵工作状态和生化净水剂的添加量。
[0012] 进一步地，所述的引流罐(6)顶端设置有引流罐泄压
阀(23)，气液 分离罐(7)顶端设置气液分离罐
泄压阀(24)，用于在罐体压力过高时保 证进水出水正常运行；所述引流罐(6)罐体背部设置溢
流管，溢流管连接 管路排放到箱体外。
[0013] 进一步地，所述的储药箱(15)内分三格，可存放多种净水剂，三个 箱体都设置加药管道并连通出药口(14)，使添加净水剂时不同净水剂汇 合；储药箱(15)背面设有透明亚克力板，用于观测净水剂余量。
[0014] 进一步地，可以跟据实际水质情况确定药箱内放置药品种类，例如： 当水质
氨氮、COD含量高导致黑臭时可添加除去氨氮的净水剂以及好氧生 物净水剂；当水质含藻量多时，可添加
微生物抑藻剂，主要包括溶澡肽， 植物
碱，净水因子，增效剂等。
[0015] 进一步地，控制箱(2)内部设备主要是PLC模块，主要实现岸上水务 设备信号的传输和对外界的
信号传输,液晶显示屏(1)可以对外界显示检 测水质指标结果，并且可以人为的通过液晶显示屏对设备进行操控。
[0016] 进一步地，所述的生态浮岛上铺设人工植被，中间设有固定浮球，浮 球下方连接铺设的曝气管，便于在河道水位线变化时，曝气管一直保持在 水面以下一定距离，保证微纳米气泡在水中的
停留时间，让曝气富氧效果 更加稳定。生态浮岛主要是采用聚乙烯材质板块拼接，板块周边有四个固 定点，采用可根据实际情况来拼接所需造型，板块中有不同尺寸的放置孔 可以放置水生植物，植物可根据水质要求选择适应性强的旱伞草等景观性 植物。
[0017] 进一步地，所述的陆地主机相当于总体的控制系统中枢，对整个系统 发送信号提供指示消息。控制箱内设置PLC模块是总体系统控制中心，通 过接收信号，转化为
电信号输送到设备上，如发送指令到到计量泵，或者 检测探头的检测结果通过模块的信号转换显示到屏幕上。
[0018] 进一步地，所述的生态调节系统是建设水中，利用水体
碳源、氮源等 自身的营养物质来培养水生植物，通过植物的转化分解水中的氮磷等元素， 水中设备主要包括曝气管道，曝气盘，生态浮岛，生态浮球。
[0019] 本发明的水质提升器在运行时，河中水体通过进水管进入到引流罐， 随后进入气液混合泵，引流罐中的出水共同进入气液混合泵混合，进入气 液分离泵将气液混合物中的大气泡，同时储药箱(15)内存放生化净水剂， 净水剂从出药口(14)进入到计量泵(12)后从出口(13)排出进入气液 分离罐，气液分离罐将不符合排放标准的大气泡单独排出。气液混合物和 净水剂混合后从气液分离罐后部的曝气管道(16)排出，通过气液分散盘 (17)释放到水中。气液混合物在气液分离罐中加压储能，积累到一定量 时进入曝气管道，通过微纳米级曝气盘释放到水体中，产生的微纳米级别 气泡上升速度缓慢，在水中停留时间更久，增加与水体的表面积
接触，增 大反应面积，提高曝气效果。
[0020] 其中水体通过引流罐进入气液混合泵时，进口处设有空气吸入口，有 空气进入气液混合泵，在泵体
叶片的高速转动下产生巨大
离心力，带动水 体转动，随着
叶轮的高速旋转产生
负压吸入水体，从泵体出水口(9)排出， 再从气液分离罐进水口(11)进入，形成流动系统。
[0021] 本发明的另一目的是提供一种生态水质提升器在河道湖泊水体治理 中的应用，具体是将所述的生态水质提升器用于河道湖泊
水体富营养化和 /或黑臭污染的治理。
[0022] 本发明的有益效果为：
[0023] 1.本发明的有益效果在
生态系统方面不仅具有美观效果，还具有对水 体曝气增氧，改善水质等功能。结合了曝气充氧、生态浮岛及生态修复技 术，主要用于黑臭水体的快速充氧，对污染水体进行多方位处理，帮助改 善河湖水质。
[0024] 2.本发明的水质提升器内部采用气液混合泵做主要动力设备，气液混 合泵的吸入口可以利用负压作用吸入气体，高速旋转的
泵叶轮将液体与气 体混合搅拌，由于泵内的加压混合，气体与液体充分溶解，使用气液混合 泵，可以提高溶气液制取效率、简化制取装置、节省运行成本及维护
费用。 在气液混合泵前设置引流罐，利用引流罐的内外压强差往泵内注水，使泵 的负压吸水变成
正压吸水，使用效果好，运行可靠，并避免了由底阀漏水 而影响水泵正常运转的缺点。曝气设备结合了生态浮岛与辫式填料，作为 辅助工艺分解去除水中污染物质，改善水体水质。
[0025] 2.本发明的生态浮岛设置在河道中心可以起到美化环境和净化水质 作用，设备产生的微纳米气泡在水中渐渐变小，相伴随的气泡内部压力相 反的却是持续增加，在气泡“裂解”后会产生瞬时间高压同时增加水体中 的溶氧及高浓氧负离子，实现多种有机废气、有机
废水的高效分解及打断 有机物的分子链结构，应用领域为污水处理、废气处理、养殖业水质改善。
[0026] 3、本发明还可以实时检测水质情况，通过
电子屏幕可以显示出水质指 标，提供在线水质监测，能够人为第一时间观察到水体的治理情况。
附图说明：
[0027] 图1是本发明的生态水质提升器整体示意图。
[0028] 图2是本发明的岸上智慧水务箱体内部示意图。
[0029] 图3是本发明的岸上智慧水务箱体内部主要部件结构示意图。
具体实施方式
[0030] 为了更好地理解本发明，下面结合
实施例进一步阐明本发明的内容， 但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0031] 实施例1、
[0032] 本实施例涉及一种用于黑臭污染的地表水环境治理的生态水质提升 器，包括陆地智慧水务系统和生态调节系统。所述的智慧水务系统主要是 指岸上的智慧水务箱体，箱体内部包括控制箱2、引流罐6、气液分离罐 7、检测装置和气液混合泵体10，所述的控制箱2设置在岸上的智慧水务 箱体内一侧，所述控制箱2内设有PLC控制模块和液晶显示屏1，液晶显 示屏1包括显示部分和触控部分，显示部分上显示检测水质指标，触控部 分对设备各部件进行参数调整和状态控制；控制箱2下方设置有数据连接 孔3可以通过外接设备与PLC控制模块连接，控制箱2侧面设置有检测装 置，检测装置包括监测槽4和检测探头5，检测探头5的顶端25通过数据 线连接液晶显示屏1的显示模块，同时PLC控制模块接收到水质检测数据 后与预设参数进行比对并发出
控制信号，控制气液混合泵工作状态和生化 净水剂的添加量。
[0033] 本实施例的引流罐6背部设置有进水口，河道水通过提升泵经进水口 进入引流罐6，引流罐6下部出口通过法兰与气液混合泵体10的进口管8 连接，气液混合泵体10的出口连接气液分离罐7的进水口11，气液分离 罐7的背部设置有出口并连接曝气管道16，曝气管道16末端连接水体中 的生态调节系统。所述的箱体内还设置有储药箱15，储药箱15内存放生 化净水剂，出药口14连接计量泵12，计量泵12的出口13连接气液分离 罐进药口，生化净水剂与气液混合物一同进入气液分离罐7中，气液分离 罐7内将过大的气泡分离排出。本实施例采用生物净水剂，主要成分包括 微生物菌剂和生物酶制剂，微生物菌包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、 硝化杆菌、反硝化杆菌、亚硝化杆菌、乳酸杆菌、黑曲霉菌和光合细菌， 复合酶制剂包括
淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶和
纤维素酶。
[0034] 本实施例的生态调节系统包括与曝气管道16连接的位于水体中的气 液分散盘17、水面漂浮的生态浮岛20；混有药剂的气液混合物通过气液 分散盘17释放到水中，通过气液分散盘17将管道中的微纳米级别气泡和 混有净水剂的水排入水中，产生的微小气泡缓慢上升到水面，可对水体和 生态浮岛20进行供氧，促进生态浮岛20上的植物生长。所述的生态浮岛 20包括中心浮球19和固定在浮球上的聚乙烯塑料板浮岛框架，借助中心 浮球
19漂浮于水面，并可以通过调节生态浮岛的自重调整生态浮岛的位 置，中心浮球19的主要材料是PVC泡沫。所述的生态浮岛上设置有放置 孔，放置孔内放置水生植物，包括美人蕉、黄菖蒲、梭鱼草、再力花等。
[0035] 本实施例的气液分散盘17为多个同心环状曝气管通过径向连接管固 定在曝气管道16上的盘状结构，气液分散盘17上的支管上分布微米分散 孔。所述的气液分散盘17下方设置功能性填料18来净化水质，功能性填 料为软性的辫带式纤维滤料。
[0036] 本实例实施中智慧水务系统采用外接电源，在另一个实施例中，所述 电源可以采用
太阳能联合
蓄电池供电，在电控室顶部外侧设置光感太阳能 电池板，光感
太阳能电池板安装在电控室顶部的
自动调节支架上，光感太 阳能板上安装有光感探头，能根据光照方向时刻调整太阳能板朝向，电控 室内部设置有锂电池用于存储
太阳能电池板产生的
电能，为电控系统和其 他电控部件供电。
[0037] 在另一个实施例中，所述的引流罐6顶端设置有引流罐泄压阀23，气 液分离罐7顶端设置气液分离罐泄压阀24，用于在罐体压力过高时保证进 水出水正常运行；所述引流罐6罐体背部设置溢流管，溢流管连接管路排 放到箱体外。
[0038] 在另一个实施例中，所述的储药箱15内分三格，可存放多种净水剂， 三个箱体都设置加药管道并连通出药口14，使添加净水剂时不同净水剂汇 合；储药箱15背面设有透明亚克力板，用于观测净水剂余量。可以跟据实 际水质情况确定药箱内放置药品种类。
[0039] 在另一个实施例中，控制箱2内部设备主要是PLC模块，主要实现岸 上水务设备信号的传输和对外界的信号传输,液晶显示屏1可以对外界显 示检测水质指标结果，并且可以人为的通过液晶显示屏对设备进行操控。 采用市场上已有的电控设备和信号发射设备，信号发射系统包括无线发射 器、获得水质监测
传感器信号的监测器、信号转换器、
开关和显示器等。
[0040] 在另一个实施例中，所述的陆地主机相当于总体的控制系统中枢，对 整个系统发送信号提供指示消息。控制箱内设置PLC模块是总体系统控制 中心，通过接收信号，转化为电信号输送到设备上，如发送指令到到计量 泵，或者检测探头的检测结果通过模块的信号转换显示到屏幕上。
[0041] 本实施例的所述的生态调节系统建设水中，利用水体碳源、氮源等自 身的营养物质来培养水生植物，通过植物的转化分解水中的氮磷等元素， 水中设备主要包括曝气管道，曝气盘，生态浮岛，生态浮球。
[0042] 本实施例的水质提升器在运行时，河中水体通过进水管进入到引流罐， 随后进入气液混合泵，引流罐中的出水共同进入气液混合泵混合，进入气 液分离泵将气液混合物中的大气泡，同时储药箱15内存放净水剂，净水 剂从出药口14进入到计量泵12后从出口13排出进入气液分离罐，气液 分离罐将不符合排放标准的大气泡单独排出。气液混合物和净水剂混合后 从气液分离罐后部的曝气管道16排出，通过气液分散盘17释放到水中。 气液混合物在气液分离罐中加压储能，积累到一定量时进入曝气管道，通 过微纳米级曝气盘释放到水体中，产生的微纳米级别气泡上升速度缓慢， 在水中停留时间更久，增加与水体的表面积接触，增大反应面积，提高曝 气效果。其中水体通过引流罐进入气液混合泵时，进口处设有空气吸入口， 有空气进入气液混合泵，在泵体叶片的高速转动下产生巨大离心力，带动 水体转动，随着叶轮的高速旋转产生负压吸入水体，从泵体出水口9排出， 再从气液分离罐进水口11进入，形成流动系统。
[0043] 本实施例中使用的柔性辫带式功能性填料是新一代环保型生物活性 填料，模拟天然水草形态，不易纳藏
污泥，充氧时管状直径具有可变性， 无堵塞；具有亲水、亲油、对气泡有很好的切割作用，有储氧功能，
吸附能 力强；同时由于受水流和气流的冲动，填料上的
生物膜不断更新，生物活 性高，传质效率高。该填料比其他填料能够提高净水效能70-80％。该填料 通过规格结构的变化分别适用于好氧、厌氧及兼氧不同的环境，使微生物 能够充分发挥各自效能。
[0044] 以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员 应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行
修改，或者 对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技 术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
