一種水體生態增氧設備的制造方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種水體生態增氧設備，特別涉及一種利用光學、風力聯合的水體生態增氧設備。
【【背景技術】】
[0002]城市景觀湖泊、養殖水體等由于透光性不足，水中有機物質含量過高等原因，導致水體缺氧等問題。對此水體增氧是恢復水體的必要條件，理論上，水體增氧有三個途徑:機械增氧可以提供約10%的溶解氧；藻類等生物可提供80%的溶解氧，氣液面自然擴散可提供10%溶解氧。
[0003]目前水體增氧基本采用機械增氧和跌水推流強化氣液面自然擴散增氧兩種模式，利用生物增氧尚未脫離實驗室階段。
[0004]1.機械增氧:葉輪式曝氣機、水車式曝氣機、射流式曝氣機曝氣管(頭)式增氧機等直接增氧設備。這些設備能夠進行應急快速增氧，使水體溶解氧快速增加，達到增氧目的，但能耗很高。在增氧工作的同時，水體運動過于劇烈，極易破壞水中生物的生存環境。
[0005]2.化學增氧:水體惡化時，養殖池往往使用過氧化氫、過碳酸鈉、過氧化鈣等化學物質應急增氧，但成本遠高于常規增氧模式，無法長期使用。
[0006]3.生物增氧:理論上生物增氧是成本最低的增氧方式，但嚴重受制于水質、光通量在不同深度和時間段的影響。養殖大型藻類或沉水植物可對水體白天增氧，但夜間耗氧量大；大量養殖小球藻等微藻可對水體增氧，但深層水生植物因缺光極易崩潰，夜間耗氧量也很大，水下LED等照明可緩解上述問題但受制于較高能耗與供電問題。因此生物增氧技術目前尚難在景觀大型水體和養殖池等使用。目前申請號為201110123399.9的專利公開的物理肺式增氧生物礁是結合了靜置水下氣泡增氧和物理肺周邊良好生態環境組合的方式，可充分利用生態因子，但光通量不足導致水生植物缺乏的問題依然限制物理肺體系在渾濁水體中的應用，尤其是不利于大型藻類的成長，另外缺乏水流擾動也不利于藻類供氧。
[0007]從理論上，水體需要局部的厭氧區和耗氧區共存，水中的氮常以氮有機物、氨、硝酸鹽的形式存在。由于設備對水底的增氧，在好氧條件下通過亞硝酸菌與硝酸菌與氨氮氧作用發生硝化反應，減少需氧量。又利用微生物在缺氧條件下具有反硝化的特性，與設備較遠處缺氧水體形成水體物質交換循環，形成微生境的穩態，增強水體的自凈能力。
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【發明內容】
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[0008]本發明要解決的技術問題，在于提供一種水體生態增氧設備，可在多種水體中穩定提供增氧并有助于水體生物恢復重建，其還具有高效率、低成本、設備安裝及維護簡單，并且可以提供易于生物生存的環境等優點。
[0009]本發明是這樣實現的:
[0010]一種水體生態增氧設備，所述水體生態增氧設備包括至少一透明空心導光柱，所述導光柱表面覆蓋有疏水性光滑材料層，所述導光柱從上到下依次設有風車或風帆葉片、浮板以及攪拌裝置，所述導光柱的下部還設置有水藻附著部，所述導光柱的底部旋轉或搖動固定于水底。
[0011]進一步地，所述導光柱由透明的聚氯乙烯、聚酯、聚酰胺、有機玻璃或聚碳酸酯制成。
[0012]進一步地，所述導光柱的長度為(λ 5?10m，長徑比為2:1?10:1。
[0013]進一步地，所述疏水性光滑材料層為硅樹脂或氟樹脂疏水性光滑材料層。
[0014]進一步地，所述疏水性光滑材料層的厚度為5?1000微米。
[0015]進一步地，所述水藻附著部為毛刷狀或繩束狀粗糙網袋或網箱。
[0016]進一步地，所述粗糙網袋或網箱中裝有pH緩沖劑。
[0017]進一步地，所述導光柱內注滿含有Cu2+、Ag+或H 202的清水。
[0018]進一步地，所述導光柱周圍設置有反光板。
[0019]進一步地，所述水體生態增氧設備與物理肺式增氧生物礁配合使用，且相距1?
2m ο
[0020]本發明具有如下優點:
[0021]本發明可以的導光柱可通過連接軸承和沉碇固定于水底，利用風力的作用下可以使導光柱在水底進行對水的緩慢旋轉攪動以及晃動，使光照區附近的藻類活躍，并將富氧水體與周圍的缺氧水體進行周邊及上下層混合，達到大面積增氧的目的。
[0022]疏水性光滑材料層作用是防止浮游生物或微生物等附著于光柱表面，影響光的調度。在水域周圍可設置反光板增強光的接收，以提高導光柱的工作效率。與物理肺式增氧生物礁的配合使用還能夠解決夜間和陰雨天供氧較差的問題。
[0023]總之，本發明可在多種水體中穩定提供增氧并有助于水體生物恢復重建，其還具有高效率、低成本、設備安裝及維護簡單，并且可以提供易于生物生存的環境等優點。
【【附圖說明】】
[0024]下面參照附圖結合實施例對本發明作進一步的說明。
[0025]圖1為本發明一種水體生態增氧設備結構示意圖。
【【具體實施方式】】
[0026]請參閱圖1所示，對本發明的實施例進行詳細的說明。
[0027]水中溶解氧主要取決于水對氧氣的溶解量、水體中有機物質的耗氧量以及水體的光照不足導致水中的浮游植物不能進行有效的光合作用，總體供光不能滿足水體自凈的要求。表面的水體得到充分的光照，溶解氧飽和時，水體的中下部分仍處于缺氧狀態，因此我們將光引入到水底來，并利用風力輔助水體上下層交換改善這一狀況。
[0028]如圖1所示，本發明利用導光柱1將光引入水底，導光柱1是由高強度的透明耐候高分子材料制成的透明空心圓柱，長度控制在0.5-10米內，長徑比控制在2:1-10:1。通常使用透明的聚氯乙烯、聚酯、聚酰胺、有機玻璃、聚碳酸酯等筒料制作，導光柱1表面采用疏水性光滑材料進行覆蓋，通常選擇硅樹脂、氟樹脂，涂覆厚度5-1000微米，而蠟類、脂肪酸類物質因易于磨損，通常不予使用。作用是防止浮游生物或微生物等附著于導光柱1表面，影響光的調度。
[0029]在導光柱1中注滿清水，水中加少量Cu'Ag+或H202防止生物在管內存活，要求清水透光大于三米以保證透光性。
[0030]導光柱1的頂部可以加風車葉片2形成垂直軸風車，所述導光柱1從上到下依次設有風車葉片2、浮板3以及攪拌裝置4，利用風力吹動垂直軸風車使導光柱1轉動，下部可以安裝槳葉成為攪拌裝置，4，導光柱1帶動攪拌裝置4轉動，使水流擾動并上下層交換。本發明可以的導光柱1可通過連接軸承6和沉碇固定于水底，在風力的作用下可以使導光柱在水底進行對水的緩慢旋轉攪動以及晃動，使光照區附近的藻類活躍，并將富氧水體與周圍的缺氧水體進行周邊及上下層混合，達到大面積增氧的目的。
[0031]也可以簡化不安裝垂直軸風車風葉和攪動漿，用風帆替代。
[0032]也可以簡化不使用沉碇，直接在筒內安裝重物，多個一組固定在浮板上。浮板用沙袋固定。
[0033]導光柱1的下部連接水藻附著部5，例如毛刷狀、繩束狀或裝有PH緩沖劑(如海蠣殼、白云石等含有鈣鎂元素的天然物質)的粗糙網袋或網箱，可以對水體起PH緩沖作用，利于水中藻類附著、生存和繁殖。另外由于生物的趨光性，導光柱連接的表面粗糙物提供的穩定環境可以成為水中生物的棲息地。
[0034]另外，根據水體的面積，可以將導光柱排成列或陣的組合進行安裝來滿足大區域的全面增氧。在水域周圍可