本發(fā)明屬于環(huán)保水處理技術領域，主要用于湖泊、河流、水庫、池塘、景觀水、污水處理廠等地表水的增氧。

背景技術：

我國的河流、湖泊、水庫、池塘等地表水大都存在著嚴重的污染。大量的未經(jīng)處理的工業(yè)污水、生活污水、農業(yè)灌溉后水直接排入江、河、湖、海，造成水體污染和富營養(yǎng)化的頻繁發(fā)生。污染物由于比重比水大，大多沉降于水底，大量的污染物降解超過了水體的自凈能力，消耗底層水體的氧氣，使底層水體長期處于缺氧狀態(tài)。溶解氧不足，厭氧分解產(chǎn)生臭氣和黑液，造成水體發(fā)黑發(fā)臭。同時由于底層水體缺氧，促進了底泥內磷的釋放，進一步提高了水華發(fā)生的可能性。

淡水養(yǎng)殖是我國漁業(yè)資源開發(fā)的重要組成部分，當水體的溶解氧濃度小于2~3mg/l的時候，水體必須進行增氧，以保證魚類的健康。研究表明，當水體的溶解氧>3.0mg/l的時候，喂食的轉化率才達到最高，同時魚類生長速度最快，存活率最高。

我國目前淡水養(yǎng)殖通常采用水車增氧，水車增氧耗能大，且如果溶解氧降低很快，開啟水車增氧將很難將溶解氧較快提高到較高的水平。

同樣，射流增氧也存在缺陷，射流增氧需要較大的體積，容易被水體的泥沙和雜物阻塞，難以清潔和維護。

利用加壓空氣來進行對水體增氧已經(jīng)在實踐中得到應用（如射流增氧機），如上所述，射流增氧機有其自生的固定缺陷，壓縮空氣在水中的利用效率取決于氣體與水接觸的時間，以及氣體與水接觸的面積。通過增加氣體與水接觸的面積，產(chǎn)生了微孔或納米孔徑曝氣設備（如市場上的微孔曝氣機），但是增加氣體與水接觸時間的裝置，還未見報道。

本發(fā)明提供了一種能夠快速應急供氧的裝置，通過加壓空氣來循環(huán)水流，使水體氧氣迅速提升。

技術實現(xiàn)要素：

該裝置包括，一個“u”形管，包括水流下沉管、上升管、連接管、置于岸上的氣體發(fā)生裝置，水流下沉管從水面或水下與連接管相連，水流上升管在水下與連接管相連。

上述裝置中，加壓氣體從水流下沉管高速進入裝置，與水體充分混合，進入連接管和在上升管上升的時候，進一步與水體混合，使水體充分增氧，同時由于下沉管和上升管兩邊的水壓差，造成水體不斷從下沉管流向上升管。

上述裝置中，氣體也可以從水流上升管產(chǎn)生，氣體發(fā)生裝置可以是空壓機、高壓鼓風機、文丘里管等具有較大壓力的裝置，而輔助曝氣裝置置于上升管中，大量在上升管產(chǎn)生的空氣為水體充氧，且?guī)铀w流動，使下沉管和上升管產(chǎn)生壓差，從而使整個水體充氧流動。

上述裝置中，水體的深度一般應較大，比如大于1米，以保證空氣與水體的充分混合。

上述裝置中，氣體上升管和氣體下沉管的長度應該足夠長，以保證氣體能與水體充分混合，同時延長氣體在管內的停留時間，增加氣體與水體的接觸時間。

上述裝置中，若氣體發(fā)生裝置產(chǎn)生在上升管中，曝氣裝置應與水面有一定的距離，且距離越大，增氧效果越好。

上述裝置中，上升管、下沉管、和連接管的材質可以是不銹鋼、玻璃鋼、硬質塑料等抗腐蝕、抗沖擊、抗老化的材料。

上述裝置中，水流下沉管與水流上升管的大小可以不同，即管徑可以不同。

上述裝置中，上升管和下沉管的形狀不固定，可以是圓柱形，也可以是方形。

上述裝置中，上升管、下沉管、連接管的管徑應較大，一般應大于50cm。

上述裝置中，上升管、下沉管的管口可安裝鐵絲網(wǎng)等防護裝置，以避免水體中的雜物堵塞管道。

上述裝置中，氣體發(fā)生裝置可以是空壓機、高壓鼓風機等具有較大壓力的裝置。

上述裝置中，曝氣裝置可以是曝氣盤、曝氣管、曝氣板等，優(yōu)選的為微米或納米曝氣的裝置。

上述裝置中，水流上升管的數(shù)量可以是一個或多個，水流下沉管的數(shù)量也可以是一個或多個。

上述裝置中，輔助曝氣裝置可以安裝在氣體上升管上。

上述裝置中，上升管、下沉管的管口可安裝鐵絲網(wǎng)等防護裝置，以避免水體中的雜物堵塞管道。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

1.快速增氧：由于沒有機械損失，增氧產(chǎn)生的微小氣泡直接與水體接觸，經(jīng)過氣-水交換后，能達到高達30%的氧利用率，從而提高了增氧的效率。

2.降低能耗：由于充氧效率的提高，以及標準氧傳輸率的提高，單位能耗降低，從而提高了效率。

3.結構簡單，易于維護：本發(fā)明在水體中沒有移動的復雜部件，從而降低了部件損壞的頻率，維修保養(yǎng)方便。

4.安全保障：由于本裝置在水體中沒有通電部分，動力裝置位于岸上，因此水體對水生物和人類接觸安全。

5.不易堵塞：本裝置可以通過調節(jié)管徑的尺寸和水流速度使水中的雜質隨水體流動而排出裝置外，不易引起裝置堵塞。

附圖說明

本發(fā)明的上述優(yōu)點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:圖1是整個裝置的結構說明：圖中標記1.下沉水流方向2.加壓氣體發(fā)生方向3.下沉管4.上升管20.氣泡

圖2是改變氣體和水體結構的裝置：圖中標記5.加壓氣體發(fā)生器6.輔助曝氣裝置14.水流方向

圖3是復合上升管的結構：圖中標記7.復合上升管17.水流方向18.氣體發(fā)生氣

圖4是多個上升管的結構：圖中標記：11.多個上升管的其中一個。

具體實施方式

下面描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，術語“上”，“下”，“底”，“頂”，“前”，“后”，“內”，“外”，“橫”，“豎”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有的特定方位，以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

實施例１：在本實施例中，水體大約1.5米深，上升管和下沉管管徑0.8米，管長１米，上升管和下沉管通過連接管相連。形成的“u”形管材質為鍍鋅鋼管。高壓風機/壓縮機通過通氣管對在離水底0.2米深的上升管內的曝氣盤供氣，因為在上升管端的加壓“氣-水”的密度小于下沉管的水密度，因此能夠使水流不斷從下沉管到上升管流動。

試驗1：如2.5馬力的水車式增氧機的氧傳輸效率是3.52kgo2/h，即標準氧傳輸效率是0.575kgo2/kw-h，能將本試驗的4000m²的水塘的溶解氧在4.2小時內從0升到3mg/l，耗電6.425kw-h電。而本發(fā)明的專置，氧傳輸效率是2.375kgo2/kw-h，只需1.6小時，耗電2.85kw-就能將4000m²水塘溶解氧從0升到3mg/l。

實施例2：（見圖2）在本實施例中下沉管的管徑為0.5m，上升管管徑為0.3m，下沉管和上升管通過0.5轉0.3米的變徑連接管進行相連，加壓空氣通過0.3cm的管道給系統(tǒng)供氣，0.2m的水管為系統(tǒng)供水，在流量為4m³/min的情況下，水體的溶解氧從0.2mg/l，上升到4.6mg/l，在流量為4.6m³/min情況下，水體的溶解氧從1.7mg/l，上升到6mg/l。

本發(fā)明的多個示意性實施例對本發(fā)明的具體實施方式進行了詳細的描述，但是本領域技術人員可以設計出多種其他的改進和實施例，這些改進和實施例將落在本發(fā)明原理的精神和范圍內。具體的，在前述公開，附圖以及權利要求的范圍內，可以在零部件和（或）從屬組合布局的布置方面作出合理的變型和改進，而不會脫離本發(fā)明的精神。