【CN109665636A】改善城市河道连通的深控型水平推流曝气装置及布置方法【专利】
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( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910005133 .0
(22)申请日 2019 .01 .03
(71)申请人 天津大学 地址 300350 天津市津南区海河教育园雅 观路135号天津大学北洋园校区
(72)发明人 张晨 王浩百 陈芳
(74)专利代理机构 天津市北洋有限责任专利代 理事务所 12201
代理人 李林娟
(51)Int .Cl . C02F 7/00(2006 .01)
(10)申请公布号 CN 109665636 A (43)申请公布日 2019.04.23
( 54 )发明 名称 改善城市河道连通的深控型水平推流曝气
装置及布置方法 ( 57 )摘要
本发明公开了一种改善城市河道连通的深 控型水平推流曝 气装置及布置方法 ，装置包括 ： 太阳能光伏系统将太阳能转换为电能储蓄于电 池微机系统中 ，为工作主箱、操控系统和升降系 统提供电 量 ；操控系统 与升降 系统 、电 池微机 系 统、工作主箱相连，操控系统通过旋转电位器、滑 动电阻器控制推流方向、以及工作主箱的工作功 率 和工作深度。方法包括 ：对城市二级河道进行 现状调查，明确河道水深、河面宽度、河道断面形 状 和水 质较差的 水体区域 ；依据河道现状数据 ， 通过流体力学数值模拟方法确定工作水深和有 效推流范围 ，以有效推流范围作为布置间隔 ，在 二级河道中进行间隔布置；在所需治理水体范围 内 依布置间隔 布置 ，调整工作主箱至工作深度 ， 开启装置进行推流，改善水体流动性和河道连通 性。
权利要求书1页 说明书5页 附图1页
CN 109665636 A
CN 109665636 A
权 利 要 求 书
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1 .一种改善城市河道连通的深控型水平推流曝气装置，其特征在于，所述装置包括： 载物浮体平台通过升降系统分别连接有太阳能光伏系统和工作主箱，所述载物浮体平 台上还设置有电池微机系统和操控系统； 所述太阳能光伏系统将太阳能转换为电 能 后储蓄于所述电 池微机系统中 ，为所述工作 主箱、所述操控系统和所述升降系统提供电量； 所述操控系统与升降系统、电池微机系统、以及工作主箱相连，所述操控系统通过旋转 电位器、滑动电阻器用于控制推流方向、以及工作主箱的工作功率和工作深度。 2 .根据权利要求1所述的一种改善城市河道连通的深控型水平推流曝气装置，其特征 在于，所述升降系统包括：驱动器和升降螺杆， 所述驱动器设置在载物浮体平台上，并与操控系统电连接； 所述升降螺杆用于调整工作主箱的工作深度。 3 .根据权利要求1所述的一种改善城市河道连通的深控型水平推流曝气装置，其特征 在于，所述操控系统还设置有射频信号遥控器。 4 .根据权利要求1所述的一种改善城市河道连通的深控型水平推流曝气装置，其特征 在于，所述载物浮体平台由塑料浮箱组成，尺寸为200cm×200cm×40cm。 5 .根据权利要求1所述的一种改善城市河道连通的深控型水平推流曝气装置，其特征 在于，所述工作主箱由外部箱体，进出水口处拦污栅、以及电动螺旋桨组成。 6 .一种用于权利要求1-5中任意权利要求所述的一种改善城市河道连通的深控型水平 推流曝气装置的布置方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： 对城市二级河道进行现状调查，明确河道水深、河面宽度、河道断面形状和水质较差的 水体区域； 依据河道现状数据 ，通过流体力学数值模拟方法 确定工作水深和有效推流范围 ，以 有 效推流范围作为布置间隔，在二级河道中进行间隔布置； 在所需 治理水体范围内 依布置间隔 布置本装置 ，并 调整工作主箱至所需 工作深度 ，布 置完成后开启装置进行推流，改善水体流动性和河道连通性。 7 .根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括： 对城市二级河道水 质指标进行定期监 测 ，分析各指标是否达标 ，依据指标情况 调整装 置的工作时间间隔，装置的工作功率。
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CN 109665636 A
说 明 书
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改善城市河道连通的深控型水平推流曝气装置及布置方法
技术领域 [0001] 本发明涉及水利工程、环境工程领域，尤其涉及一种改善城市河道连通的深控型 水平推流曝气装置及布置方法。
背景技术 [0002] 当今人们对于水生态的认知和需求不断上升，城市景观河道这一水利工程也越来 越受到人们重视。水 质良 好的城市景观河道具有景观、生态和经济功能 ：它不仅能提供优美 的 景观 ，也能提供丰富的 休闲娱乐环境 ；在提升城市环境品 质的同时 ，缓解了城市热岛效 应 ；也能树立起绿色城市 、宜居城市等城市品牌。而一些城市景观河道存在诸多问 题 ：河宽 较窄、水深较浅、水量较少、与周边水系的连通性较差。这些问题导致其水体流动相对缓慢、 水体更新时间较长，自净能力较差。面对外界的环境变化和水质干扰，景观河道的水环境就 极易恶化 ，甚至被破坏。例如 ：在温度较高的 夏季 ，水体富营养化严重 ，极易爆发水华 ，这使 得水体严重恶化 ，散发恶臭。这时景观河道不但丧失了景观和调节生态的功能 ，而且破坏环 境，严重影响居民生活品质及生命健康。于是，建造和修复景观河道便成为了改善人居环境 的一项重要举措，这也符合人民对于推进城市绿色发展、循环发展、低碳发展的需求。 [0003] 目前保障城市河道生态和景观功能的主要方法有控制河道水体的有机污染物含 量和控制藻类生长规模。不定时采取物理、化学水质处理技术来改善水质情况。物理水质处 理技术中的增氧曝气技术则在水质处理中应用较为广泛，它不仅能增强水体的自净能力和 改善水力条件，还能较大影响水体中污染物迁移转化规律。国外开展河流的增氧曝气治理 时间远早于中国。早在1965年，德国已在鲁尔河上使用增氧曝气技术进行河流污染治理。而 我国开展这种研究较晚 ，使 用曝 气技术进行河道治理更晚。比 如2014年对广利河进行曝 气 治理 ；新加坡-南京生态科技岛的 河道生态治理修复。国内外的经验表明 ，对河流进行充氧 曝气能十分有效地提升水体含氧量，增强水体流动性，控制好藻类繁殖情况，防止水华现象 产生。虽 然 增氧曝 气技术已 经发展半个多世纪 ，但是在节能 、功效方面仍可进一步提升改 善。而从现公开技术的水流加速曝气装置来看，其仅采用单一的物理方法曝气增氧，而且工 作深度对于水深3m以上河道来说尚处浅层，曝气效果不佳。在以获得专利授权的推流曝气 装置0的基础上，研发出一种适用于城市二级河道连通的深控型水平推流曝气装置，并提出 布置方案。 [0004] 参考文献 [0005] [1]王风贺 ,王国祥 ,刘波 ,等 .曝气增氧技术在城市黑臭河流水质改善中的应用与 研究[J] .安徽农业科学 ,2012 ,40(10):6137-6138 . [0006] [2]汪国英 ,邱蓉 ,方敏 .各类曝气增氧装置在杭州城市河道中的应用[J] .城市建 设理论研究:电子版 ,2013(8) . [0007] [3]张晨，李洁，高学平，一种用于城市景观河道的水体智能加速曝气装置，公开日 2014 .11 .19，ZL 201410412362 .1 .
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910005133 .0
(22)申请日 2019 .01 .03
(71)申请人 天津大学 地址 300350 天津市津南区海河教育园雅 观路135号天津大学北洋园校区
(72)发明人 张晨 王浩百 陈芳
(74)专利代理机构 天津市北洋有限责任专利代 理事务所 12201
代理人 李林娟
(51)Int .Cl . C02F 7/00(2006 .01)
(10)申请公布号 CN 109665636 A (43)申请公布日 2019.04.23
( 54 )发明 名称 改善城市河道连通的深控型水平推流曝气
装置及布置方法 ( 57 )摘要
本发明公开了一种改善城市河道连通的深 控型水平推流曝 气装置及布置方法 ，装置包括 ： 太阳能光伏系统将太阳能转换为电能储蓄于电 池微机系统中 ，为工作主箱、操控系统和升降系 统提供电 量 ；操控系统 与升降 系统 、电 池微机 系 统、工作主箱相连，操控系统通过旋转电位器、滑 动电阻器控制推流方向、以及工作主箱的工作功 率 和工作深度。方法包括 ：对城市二级河道进行 现状调查，明确河道水深、河面宽度、河道断面形 状 和水 质较差的 水体区域 ；依据河道现状数据 ， 通过流体力学数值模拟方法确定工作水深和有 效推流范围 ，以有效推流范围作为布置间隔 ，在 二级河道中进行间隔布置；在所需治理水体范围 内 依布置间隔 布置 ，调整工作主箱至工作深度 ， 开启装置进行推流，改善水体流动性和河道连通 性。
权利要求书1页 说明书5页 附图1页
CN 109665636 A
CN 109665636 A
权 利 要 求 书
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1 .一种改善城市河道连通的深控型水平推流曝气装置，其特征在于，所述装置包括： 载物浮体平台通过升降系统分别连接有太阳能光伏系统和工作主箱，所述载物浮体平 台上还设置有电池微机系统和操控系统； 所述太阳能光伏系统将太阳能转换为电 能 后储蓄于所述电 池微机系统中 ，为所述工作 主箱、所述操控系统和所述升降系统提供电量； 所述操控系统与升降系统、电池微机系统、以及工作主箱相连，所述操控系统通过旋转 电位器、滑动电阻器用于控制推流方向、以及工作主箱的工作功率和工作深度。 2 .根据权利要求1所述的一种改善城市河道连通的深控型水平推流曝气装置，其特征 在于，所述升降系统包括：驱动器和升降螺杆， 所述驱动器设置在载物浮体平台上，并与操控系统电连接； 所述升降螺杆用于调整工作主箱的工作深度。 3 .根据权利要求1所述的一种改善城市河道连通的深控型水平推流曝气装置，其特征 在于，所述操控系统还设置有射频信号遥控器。 4 .根据权利要求1所述的一种改善城市河道连通的深控型水平推流曝气装置，其特征 在于，所述载物浮体平台由塑料浮箱组成，尺寸为200cm×200cm×40cm。 5 .根据权利要求1所述的一种改善城市河道连通的深控型水平推流曝气装置，其特征 在于，所述工作主箱由外部箱体，进出水口处拦污栅、以及电动螺旋桨组成。 6 .一种用于权利要求1-5中任意权利要求所述的一种改善城市河道连通的深控型水平 推流曝气装置的布置方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： 对城市二级河道进行现状调查，明确河道水深、河面宽度、河道断面形状和水质较差的 水体区域； 依据河道现状数据 ，通过流体力学数值模拟方法 确定工作水深和有效推流范围 ，以 有 效推流范围作为布置间隔，在二级河道中进行间隔布置； 在所需 治理水体范围内 依布置间隔 布置本装置 ，并 调整工作主箱至所需 工作深度 ，布 置完成后开启装置进行推流，改善水体流动性和河道连通性。 7 .根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括： 对城市二级河道水 质指标进行定期监 测 ，分析各指标是否达标 ，依据指标情况 调整装 置的工作时间间隔，装置的工作功率。
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CN 109665636 A
说 明 书
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改善城市河道连通的深控型水平推流曝气装置及布置方法
技术领域 [0001] 本发明涉及水利工程、环境工程领域，尤其涉及一种改善城市河道连通的深控型 水平推流曝气装置及布置方法。
背景技术 [0002] 当今人们对于水生态的认知和需求不断上升，城市景观河道这一水利工程也越来 越受到人们重视。水 质良 好的城市景观河道具有景观、生态和经济功能 ：它不仅能提供优美 的 景观 ，也能提供丰富的 休闲娱乐环境 ；在提升城市环境品 质的同时 ，缓解了城市热岛效 应 ；也能树立起绿色城市 、宜居城市等城市品牌。而一些城市景观河道存在诸多问 题 ：河宽 较窄、水深较浅、水量较少、与周边水系的连通性较差。这些问题导致其水体流动相对缓慢、 水体更新时间较长，自净能力较差。面对外界的环境变化和水质干扰，景观河道的水环境就 极易恶化 ，甚至被破坏。例如 ：在温度较高的 夏季 ，水体富营养化严重 ，极易爆发水华 ，这使 得水体严重恶化 ，散发恶臭。这时景观河道不但丧失了景观和调节生态的功能 ，而且破坏环 境，严重影响居民生活品质及生命健康。于是，建造和修复景观河道便成为了改善人居环境 的一项重要举措，这也符合人民对于推进城市绿色发展、循环发展、低碳发展的需求。 [0003] 目前保障城市河道生态和景观功能的主要方法有控制河道水体的有机污染物含 量和控制藻类生长规模。不定时采取物理、化学水质处理技术来改善水质情况。物理水质处 理技术中的增氧曝气技术则在水质处理中应用较为广泛，它不仅能增强水体的自净能力和 改善水力条件，还能较大影响水体中污染物迁移转化规律。国外开展河流的增氧曝气治理 时间远早于中国。早在1965年，德国已在鲁尔河上使用增氧曝气技术进行河流污染治理。而 我国开展这种研究较晚 ，使 用曝 气技术进行河道治理更晚。比 如2014年对广利河进行曝 气 治理 ；新加坡-南京生态科技岛的 河道生态治理修复。国内外的经验表明 ，对河流进行充氧 曝气能十分有效地提升水体含氧量，增强水体流动性，控制好藻类繁殖情况，防止水华现象 产生。虽 然 增氧曝 气技术已 经发展半个多世纪 ，但是在节能 、功效方面仍可进一步提升改 善。而从现公开技术的水流加速曝气装置来看，其仅采用单一的物理方法曝气增氧，而且工 作深度对于水深3m以上河道来说尚处浅层，曝气效果不佳。在以获得专利授权的推流曝气 装置0的基础上，研发出一种适用于城市二级河道连通的深控型水平推流曝气装置，并提出 布置方案。 [0004] 参考文献 [0005] [1]王风贺 ,王国祥 ,刘波 ,等 .曝气增氧技术在城市黑臭河流水质改善中的应用与 研究[J] .安徽农业科学 ,2012 ,40(10):6137-6138 . [0006] [2]汪国英 ,邱蓉 ,方敏 .各类曝气增氧装置在杭州城市河道中的应用[J] .城市建 设理论研究:电子版 ,2013(8) . [0007] [3]张晨，李洁，高学平，一种用于城市景观河道的水体智能加速曝气装置，公开日 2014 .11 .19，ZL 201410412362 .1 .