專利名稱：封閉性水域凈水裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及封閉性水域凈水裝置，具體說來即是，提供一種通過激活在死水系或者半死水系的湖沼(封閉性水域譬如養(yǎng)殖池，農(nóng)用水塘，或者調(diào)節(jié)池等)本身所具有的自凈功能(自然凈化功能)，來改善水質(zhì)環(huán)境的環(huán)保型凈水裝置。
另一方面，由于這些湖沼的底層表面容易形成嫌氣性狀態(tài)(所謂嫌氣性狀態(tài)是指缺少氧氣或者沒有氧氣的狀態(tài))、夏季隨著水溫升高，由于從湖沼的底層表面溶出像氮氣，磷等營養(yǎng)鹽類物質(zhì)而產(chǎn)生大量植物性浮游生物。正是因為這些大量植物性浮游生物的產(chǎn)生，更加速了富營養(yǎng)化，造成惡性循環(huán)。這種惡性循環(huán)引發(fā)像淡水紅潮和藍藻等海藻類異常產(chǎn)生現(xiàn)象，供水設施中產(chǎn)生的過濾障礙和水質(zhì)惡化(譬如產(chǎn)生特殊的臭味)現(xiàn)象和魚類死亡等重大社會問題，同時還引發(fā)惡化周圍環(huán)境景觀問題。
造成這種水質(zhì)環(huán)境惡化現(xiàn)象的主要原因是，由于湖沼底層中存在的微生物呼吸要消耗水中的氧氣，導致底層表面和深層水形成嫌氣性狀態(tài)。
作為阻止湖沼水域嫌氣性狀態(tài)發(fā)生的方法，例如一種水中曝氣泵被開發(fā)并已經(jīng)開始出售。這種水中曝氣泵，通過雙動式特殊葉輪的作用，將大氣中的氧氣吸引到飛揚的水中，然后再一次用高壓噴氣方式混合已經(jīng)被氣泡化的混合水，再將混合水呈傘狀向上噴灑后落下，從而激起水花。
另外，作為改善底層環(huán)境的方法，譬如有采取疏浚，耕耘，覆土等手法的土木工程方法，或者投入石灰，煤灰，鋁酸鈉，鋯等藥品的藥品投入法，或者同時使用土木工程方法和藥品投入法。
例如，使用采取疏浚的手法去除底部淤泥的土木工程方法的話，必須考慮像因卷起的底部淤泥造成的二次污染，硫酸還原菌生成的硫化氫造成的對魚類的影響，被疏浚后的底部淤泥的脫水，保管底部淤泥時滲出的污水對周圍環(huán)境的污染等諸問題的解決對策。
本發(fā)明正是針對這樣的實際情況而被研究開發(fā)的，本發(fā)明的目的是，提供一種具有簡單構造的凈水裝置，這種凈水裝置可以防止封閉性水域的底層表面和深層水形成嫌氣性狀態(tài)，并且可以最大限度地引出自然凈化功能。
本發(fā)明為了解決上述問題，采用了以下的方法。權利要求1所述的發(fā)明是以一種讓由水中曝氣泵汲取上來的揚水和已被氣泡化的大氣互相混合，然后讓混合水向上噴灑后落下，從而起到激起水花的封閉性水域凈水裝置，其特征在于該封閉性水域凈水裝置由框架，設在該框架的中間部分的導水腔，被配置在整個上述框架的網(wǎng)狀接觸材料，被填充在該網(wǎng)狀接觸材料的內(nèi)側并用生物學的手法處理吸附除去揚水中的淤泥的填充材料，被裝在上述導水腔的下方而且裝脫自由自在的導水管構成，而且在上述框架的頂部設有支撐框架，1個或者復數(shù)個浮標和上述水中曝氣泵被裝在該支撐框架上為要旨。
還有，權利要求2所述的發(fā)明是以，如權利要求1所述的封閉性水域凈水裝置，其特征在于上述水中曝氣泵被配置在上述導水腔的上方，從上述導水管的低部通過上述導水腔把水汲取到水面上來，讓揚水和已被氣泡化的大氣互相混合，然后讓混合水向上噴灑后落下，從而起到激起水花為要旨。
還有，權利要求3所述的發(fā)明是以，如權利要求2所述的封閉性水域凈水裝置，其特征在于上述水中曝氣泵具有為了調(diào)節(jié)上述揚水的落下直徑的調(diào)節(jié)功能為要旨。
還有，權利要求4所述的發(fā)明是以，如權利要求1所述的封閉性水域凈水裝置，其特征在于在上述水中曝氣泵的進水口設置導流部件，該導流部件引導上述導水腔內(nèi)的揚水成為渦流為要旨。
另外，權利要求5所述的發(fā)明是以，如權利要求1所述的封閉性水域凈水裝置，其特征在于上述填充材料是丙烯基等表面糸數(shù)較大的長纖維為要旨。
正如上面所述，根據(jù)本發(fā)明的凈水裝置，可以有讓揚水和氣泡化的大氣混合后，然后讓揚水向上噴灑后落下，從而起到激起水花的水中曝氣泵，在框架的中間部分可以設置貫穿框架的中間部分并且其底部是開放的導水腔。根據(jù)這樣的構造，可以簡單地把容易形成嫌氣性狀態(tài)的深層水汲取上來，另外，配置在框架外圍的網(wǎng)狀接觸材料和被填充在該接觸材料的內(nèi)側的填充材料可以吸附氮氣，磷等營養(yǎng)鹽類物質(zhì)，硫化物或者有機物，藍藻等海藻類以及底部淤泥等淤泥，并用生物學的手法處理這些物質(zhì)。
所以利用本發(fā)明的凈水裝置的話，可以防止或者改善發(fā)生在養(yǎng)殖池，農(nóng)用水塘等人工湖沼，各種調(diào)節(jié)池或者，隨著生活污水的流入而帶來營養(yǎng)鹽類物質(zhì)的流入的湖沼等封閉性水域的富營養(yǎng)化現(xiàn)象。也就是說，在防止淡水紅潮和藍藻等海藻類異常產(chǎn)生現(xiàn)象，供水設施中產(chǎn)生的過濾障礙和水質(zhì)惡化(譬如產(chǎn)生特殊的臭味)現(xiàn)象和魚類死亡等現(xiàn)象的同時，還可以把富營養(yǎng)化了的封閉性水域的水凈化到達到農(nóng)業(yè)用水放流基準的程度。還有，因為由水中曝氣泵汲取上來的揚水，已變成被氣泡化并含有大氣中的氧氣的混合水，再將混合水呈傘狀向上噴灑后落下，從而可以激起水花，所以可以防止或者改善由于湖沼底層中存在的微生物呼吸要消耗水中的氧氣導致底層表面和深層水形成嫌氣性狀態(tài)這種現(xiàn)象。
尤其，在底部淤泥中含有種種污染物質(zhì)，恐怕其中存在著幾十種以上的污染物質(zhì)，通過把底部淤泥變成噴霧狀然后朝水面上部噴射，被細微地噴霧化的物質(zhì)里面，像有機氯化合物(trihalomethane)，水銀，氨等易揮發(fā)的污染物質(zhì)會在大氣中揮發(fā)并被除去。本發(fā)明的場合，為了發(fā)揮自然界的微生物所具有的分解凈化能力，供給揚水必要的氧氣然后讓揚水在大氣中噴霧。也就是說，通過讓堆積在湖沼等底部的物質(zhì)和大氣接觸并吸取氧氣，可以促進自然界的微生物所具有的凈化能力。換句話說，利用好氣性細菌微生物來分解除去底部淤泥中的污染物質(zhì)。這樣，利用本發(fā)明的凈水裝置的話，在凈化水質(zhì)的時候，沒有必要向污染水域投入藥品，也沒有必要使用大規(guī)模的疏浚機械，不會給生態(tài)系帶來任何負擔。
還有，本發(fā)明的凈水裝置只使用1個或者復數(shù)個浮標讓凈水裝置本身浮在水面上，不需要像土木工程等大規(guī)模的工事，不光設備費廉價，而且凈水裝置的運行費用也不高。還有，根據(jù)浮標可以配置凈水裝置在水面上的浮游狀態(tài)，所以，可以產(chǎn)生像在封閉性水域的水面上配置噴水塔后的優(yōu)美的噴水景觀。
另外，隨著水中曝氣泵等的振動，浮標和填充材料也跟著一起振動，這樣被吸附在填充材料上的微生物不僅在被固定在填充材料4上的時候，而且在以浮游狀態(tài)存在的時候，都可以分解除去污染物質(zhì)。
圖2是顯示本發(fā)明的封閉性水域凈水裝置的骨架結構的圖。
圖3是說明揚水流入水中曝氣泵時的狀態(tài)的圖。
附圖標記1 框架2 導水腔3 接觸材料4 填充材料5 支撐框架6 浮標7 水中曝氣泵8 導水管9 導流葉片

圖1是本發(fā)明的凈水裝置的概略圖。正如圖2所示，凈水裝置的框架1是由鋼鐵等材料構成的骨架結構。也就是說，框架1是由骨架結構構成，其內(nèi)部有圓筒形的導水腔2。例如，框架1是由外徑160厘米的圓柱形和內(nèi)徑66厘米的同軸圓柱，以及外側和內(nèi)側分別垂直設置的6根支撐體來構成的基本骨架結構構成的。
另外，框架1還配有網(wǎng)狀接觸材料3。該網(wǎng)狀接觸材料3將框架1全面包圍起來。網(wǎng)狀接觸材料3是由聚乙烯或者聚丙烯等原材料制成的。還有，在框架1內(nèi)部，也就是在框架1的外圍和導水腔2的間隙部，填入由聚乙烯或者聚丙烯等為公眾所知的原材料構成的有適當形狀的填充材料4。所以，在湖沼等封閉性水域，填充材料4的表面可以吸附像特別是堆積在封閉性水域底部的底部淤泥等污染性物質(zhì)。這時，好氣性微生物(所謂好氣性微生物是指喜歡氧氣的微生物)和嫌氣性微生物(所謂嫌氣性微生物是指不喜歡氧氣的微生物)被同時吸附在填充材料4上，這些被吸附在填充材料4上的好氣性和嫌氣性微生物分解堆積在封閉性水域中的底部淤泥，凈化封閉性水域的水質(zhì)。
另外，在上述框架1中還配有位于上述框架1的骨架結構頂部的支撐框架5(該支撐框架5由框架構件構成)。該支撐框架5配有1個或者復數(shù)個浮標6，這樣就可以使整個凈水裝置浮在湖沼等封閉性水域的水面上。在支撐框架5上最好配置3個或者4個浮標6。
另外，在上述支撐框架5上，水中曝氣泵7被配置在導水腔2的上面，這個水中曝氣泵7用來汲取封閉性水域的深層水。該水中曝氣泵7通過雙動式特殊葉輪的作用，將大氣中的氧氣吸引到飛揚的水中，然后再一次用高壓噴氣方式混合已經(jīng)被氣泡化的混合水，再將混合水呈傘狀向上噴灑后落下，從而激起水花。
還有，在上述導水腔2的下方，配有裝脫自由自在的圓筒形的導水管8。因為該導水管8的底部是開放的，水中曝氣泵7通過導水管8，將封閉性水域的底部附近的深層水汲取到水面上來。另外，在水中曝氣泵7的進水部，如圖3所示，在導水腔2的內(nèi)部，配有復數(shù)個朝外延伸的導流葉片9，這些導流葉片9按照圖3的箭頭所示方向，引導導水腔2內(nèi)的揚水成為渦流。
所以，當驅(qū)動水中曝氣泵7時，按照圖1的箭頭所示方向，一方面，從導水管8的底部通過導水腔2，導水管8的底部附近的深層水被直接汲取上來，另一方面，通過填充材料4，可以把水面附近的水從框架1的外圍引導到導水腔2里面。這時，填充材料4很容易吸附水中含有的氮氣，磷等營養(yǎng)鹽類物質(zhì)，硫化物或者有機物，藍藻等海藻類以及底部淤泥等淤泥，并且可以通過寄生在填充材料4中的細菌類微生物用生物學的手法來分解去除這些物質(zhì)。另外，如果有必要的話，通過分解框架1可以很容易清掃填充材料4等部件。
所以，在上述實施例中，在框架1的中間部分，由于其底部是開放的導水腔2和被裝在該導水腔2的下方而且裝脫自由自在的導水管8可以延伸到封閉性水域的深層水域，在汲取容易形成嫌氣性狀態(tài)的深層水的同時，也汲取堆積在底層表面的底部淤泥，這樣可以起到凈化作用。尤其，位于框架1周圍和導水腔2的底部附近的水，由于處于半強制性被攪拌的狀態(tài)，可以凈化凈水裝置周圍的廣大范圍。
還有，由于在框架1的內(nèi)部配有填充了填充材料4的接觸材料3，該填充材料4等吸附從凈水裝置周圍引導過來的水中含有的氮氣，磷等營養(yǎng)鹽類物質(zhì)，硫化物或者有機物，藍藻等海藻類以及底部淤泥等淤泥，并且可以通過寄生在填充材料4中的細菌類微生物來分解去除這些物質(zhì)。
還有，讓被水中曝氣泵7汲取上來的揚水和氣泡化的大氣混合后，然后讓揚水向上噴灑后落下，從而激起水花，所以，可以增加水中的溶解氧氣量。
另外，由于在框架1的頂部設有支撐框架5，而且在支撐框架5上設有1個或者復數(shù)個浮標6和水中曝氣泵7，所以，水中曝氣泵7的振動可以通過支撐框架5傳給設在框架1上的填充材料4和浮標6，這樣微生物不僅被固定在填充材料4上，而且還可以以浮游狀態(tài)存在。所以，填充材料4很難產(chǎn)生由于微生物造成的堵塞現(xiàn)象，填充材料4等的保養(yǎng)工作比較簡單。
還有，在水中曝氣泵7的進水口設置導流葉片9的場合，在導水腔2內(nèi)部，由于揚水按照渦流方向流動，填充材料4內(nèi)部的流動也變得多種多樣，可以促進微生物起到的凈化作用。另外，例如使用像丙烯基等表面糸數(shù)較大的長纖維作為填充材料4的話，可以降低過濾材料的填充密度，這樣過濾阻力也會減少，可以提高填充材料4的凈化作用。
另外，由于水中曝氣泵7還設置了具有調(diào)節(jié)揚水的落下直徑功能的調(diào)節(jié)裝置，所以，可以自由變更揚水的落下直徑，這樣，例如，在小規(guī)模的養(yǎng)殖池，農(nóng)用水塘，或者調(diào)節(jié)池等湖沼也可以使用本發(fā)明的凈水裝置。
還有，把水中曝氣泵7配置在湖沼的水面上然后驅(qū)動水中曝氣泵7的話，可以產(chǎn)生像在湖沼的水面上配置噴水塔后的噴水景觀，在改善水質(zhì)環(huán)境的同時，也可以向周圍環(huán)境提供優(yōu)美景觀。
還有，水中曝氣泵7可以自由變更揚水的落下直徑，例如，按照養(yǎng)殖池，農(nóng)用水塘，或者調(diào)節(jié)池等湖沼的面積大小，可以空開適當間隔配置復數(shù)個凈水裝置。這時，水中曝氣泵7的揚水的落下直徑可以通過調(diào)節(jié)加到水中曝氣泵7的電壓來調(diào)整，也可以使用其他為公眾所知的調(diào)整裝置。
權利要求
1.一種讓由水中曝氣泵汲取上來的揚水和已被氣泡化的大氣互相混合，然后讓混合水向上噴灑后落下，從而起到激起水花的封閉性水域凈水裝置，其特征在于該封閉性水域凈水裝置由框架，設在該框架的中間部分的導水腔，被配置在整個上述框架的網(wǎng)狀接觸材料，被填充在該網(wǎng)狀接觸材料的內(nèi)側并用生物學的手法處理吸附除去揚水中的淤泥的填充材料，被裝在上述導水腔的下方而且裝脫自由自在的導水管構成，而且在上述框架的頂部設有支撐框架，1個或者復數(shù)個浮標和上述水中曝氣泵被裝在該支撐框架上。
2.如權利要求1所述的封閉性水域凈水裝置，其特征在于上述水中曝氣泵被配置在上述導水腔的上方，從上述導水管的低部通過上述導水腔把水汲取到水面上來，讓揚水和已被氣泡化的大氣互相混合，然后讓混合水向上噴灑后落下，從而起到激起水花。
3.如權利要求2所述的封閉性水域凈水裝置，其特征在于上述水中曝氣泵具有為了調(diào)節(jié)上述揚水的落下直徑的調(diào)節(jié)功能。
4.如權利要求1所述的封閉性水域凈水裝置，其特征在于在上述水中曝氣泵的進水口設置導流部件，該導流部件引導上述導水腔內(nèi)的揚水成為渦流。
5.如權利要求1所述的封閉性水域凈水裝置，其特征在于上述填充材料是丙烯基等表面糸數(shù)較大的長纖維。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種具有簡單構造的凈水裝置，這種凈水裝置可以防止封閉性水域的底層表面和深層水形成嫌氣性狀態(tài)，并且可以最大限度地引出自然凈化功能。一種讓由水中曝氣泵汲取上來的揚水和已被氣泡化的大氣互相混合，然后讓混合水向上噴灑后落下，從而起到激起水花的封閉性水域凈水裝置，其特征在于該封閉性水域凈水裝置由框架，設在該框架的中間部分的導水腔，被配置在整個上述框架的網(wǎng)狀接觸材料，被填充在該網(wǎng)狀接觸材料的內(nèi)側并用生物學的手法處理吸附除去揚水中的淤泥的填充材料，被裝在上述導水腔的下方而且裝脫自由自在的導水管構成，而且在上述框架的頂部設有支撐框架，1個或者復數(shù)個浮標和上述水中曝氣泵被裝在該支撐框架上。
文檔編號C02F3/10GK1459425SQ02141320
公開日2003年12月3日 申請日期2002年7月5日 優(yōu)先權日2002年5月22日
發(fā)明者市川武 申請人:株式會社岐阜凈水機工