一种零能耗自旋式曝气装置的制作方法

本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种零能耗自旋式曝气装置。

背景技术：

现在污水处理的方法有多种，但曝气法是最常用和最主要的一种，这种方法在处理过程中，为了维持微生物的生命活动，必须保证水中有一定量的溶解氧。所谓曝气，就是不断地把空气打入水中，或利用机械搅拌作用使空气中的氧溶入水中。曝气池主要由池体、曝气系统和进出水口三个部分组成。池体一般用钢筋混凝土筑成，平面形状有长方形、方形和圆形等。曝气方法主要有鼓风曝气和机械曝气。鼓风曝气又称压缩空气曝气。采用这种方法的曝气池，多为长方形混凝土池，池内用隔墙分为几个单独进水的隔间，每一隔间又分成几条廊道。污水入池后顺次在廊道内流动，至另一端排出。空气是用空气压缩机通过管道输送到设在池底的空气扩散装置，成为气泡弥散逸出，在气液界面把氧气溶入水中。扩散装置有多孔管、固定螺旋曝气器、水射器和微孔扩散板等四种不同型式。机械曝气，一般是利用装在曝气池内的机械叶轮转动，剧烈搅动池内废水，扬起水瀑，与大气接触，使空气中的氧溶入水中。叶轮装在池内废水表面进行曝气的，称为表面曝气。

目前，污水处理曝气冲氧装置的电耗较高，占微生物处理总能耗的60%～70%。大多数污水处理装置运用单一曝气方式，不但能耗高，而且曝气效果不佳，运行成本较高。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有技术中存在的技术问题，提供一种零能耗自旋式曝气装置。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种零能耗自旋式曝气装置，包括外壳，所述外壳内设置有底座和承重平台，所述底座上设置有固定杆，所述承重平台中心设置有承重空心输气管，所述承重空心输气管上设置有实心连杆，所述实心连杆上设置有太阳能和风力混合发电系统，所述太阳能和风力混合发电系统包括垂直轴风力发电机和环形太阳能发电机，所述承重平台上设置有蓄电池，所述蓄电池与所述太阳能和风力混合发电系统连接，所述承重空心输气管上设置有自旋动力出气装置和倒伞形叶轮，所述实心连杆穿过所述承重空心输气管与所述自旋动力出气装置连接，所述倒伞形叶轮位于所述自旋动力出气装置上方，所述倒伞形叶轮通过支撑杆与所述承重平台连接，所述自旋动力出气装置包括横截面呈类圆锥型的曝气管和自旋动力主管，所述曝气管右侧上方设有多个曝气孔，所述曝气管左侧中间设有一个动力曝气孔，所述曝气孔越远离所述自旋动力主管侧分布越密集。

优选的，所述承重平台的外缘设置有透明防水层，所述承重平台上还设置有平衡配重块和鼓风曝气机，所述的鼓风曝气机、蓄电池和平衡配重块呈等边三角形放置于所述的承重平台，所述鼓风曝气机通过进气管与所述承重空心输气管连接。

优选的，所述倒伞形叶轮由六根特制叶片和环形连接杆构成，所述的倒伞形叶轮上部通过环形连接杆与所述承重空心输气管连接，所述的倒伞形叶轮下部通过所述特制叶片与所述的承重空心输气管连接。

优选的，所述环形太阳能发电机由特质的环形太阳能板和连接环构成，所述环形太阳能板通过所述连接环与所述实心连杆连接。

优选的，所述固定杆上设置有防水轴承，所述固定杆通过所述防水轴承与所述自旋动力出气装置连接，所述防水轴承与所述自旋动力主管连接，且所述倒伞形叶轮、自旋动力出气装置、承重空心输气管、防水轴承和底座的外表面均设置有防水防污渍的纳米材料。

本发明有益效果：

1.本发明通过太阳能和风力混合发电系统分别采用了垂直轴风车以及环形太阳能板在无外接电源的条件下，利用装置上部的优质环形太阳能板吸收的太阳能以及垂直轴风车提供的风能转化为电能，使得装置的发电不会受风向以及太阳光的光照角度的影响，可持续稳定的发电，而蓄电池的设置，也保障了在同时无风与日照的特殊情况下，装置也可正常工作。

2.本发明中的倒伞形叶轮会随装置一起转动，会搅动水面，水在离心力的作用下贴着倒伞形叶轮运动，形成水跃，产生压差，吸入大量气体，加强装置的气液混合效果。

3.本发明中自旋动力出气装置中曝气管类圆锥型的设计大大减小了自旋时在水中受到的阻力，能为装置自旋提供足够的动力，曝气孔的分布为离自转中轴越远分布越密集，使得整个装置的曝气效果更好，曝气管内气体部分从装置的曝气孔喷出对水体曝气，另部分从装置的动力曝气孔喷出，两部分喷出气体的反作用力共同作用在装置上，使装置产生切向作用力，带动整个装置围绕防水轴承自旋，实现旋转曝气。

4.本发明合理利用太阳能与风能，摒弃传统机械曝气所需动力源电机，节约建设和运行成本；鼓风与机械曝气结合提高曝气效率的同时，也真正做到了完全零能耗，形成一个充氧高效，绿色节能的曝气装置。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明优选实施例整体结构示意图；

图2是本发明优选实施例环形太阳能发电机的结构示意图；

图3是本发明优选实施例倒伞形叶轮的结构示意图；

图4是本发明优选实施例自旋动力出气装置的结构示意图；

图5是本发明优选实施例自旋动力出气装置中曝气管的结构图；

图6是本发明优选实施例自旋动力出气装置中曝气管的截面图；

图7是本发明优选实施例防水轴承和底座的结构图。

附图标注：

1-外壳2-垂直轴风力发电机3-实心连杆4-环形太阳能发电机41-环形太阳能板42-连接环5-太阳能和风力混合发电系统6-鼓风曝气机7-进气管8-承重空心输气管9-平衡配重块10-蓄电池11-承重平台12-倒伞形叶轮121-特制叶片122-环形连接杆13-支撑杆14-自旋动力出气装置141-自旋动力主管142-曝气管143-曝气孔144-动力曝气孔15-防水轴承16-底座17-透明防水层18-固定杆。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1-图7，本发明的优选实施例，一种零能耗自旋式曝气装置，包括外壳1，所述外壳1内设置有底座16和承重平台11，所述底座16上设置有固定杆18，所述承重平台11中心设置有承重空心输气管8，所述承重空心输气管8上设置有实心连杆3，所述实心连杆3上设置有太阳能和风力混合发电系统5，所述太阳能和风力混合发电系统5包括垂直轴风力发电机2和环形太阳能发电机4，所述承重平台11上设置有蓄电池10，所述蓄电池10与所述太阳能和风力混合发电系统5连接，所述承重空心输气管8上设置有自旋动力出气装置14和倒伞形叶轮12，所述实心连杆3穿过所述承重空心输气管8与所述自旋动力出气装置14连接，所述倒伞形叶轮12位于所述自旋动力出气装置14上方，所述倒伞形叶轮12通过支撑杆13与所述承重平台11连接，所述自旋动力出气装置14包括横截面呈类圆锥型的曝气管142和自旋动力主管141，所述曝气管142右侧上方设有多个曝气孔143，所述曝气管142左侧中间设有一个动力曝气孔144，所述动力曝气孔144的设置，使之相比于普通仪器能更好的完成自旋曝气，大大减少了其在水中旋转式受到的阻力所述曝气孔143越远离所述自旋动力主管141侧分布越密集，使得整个装置的曝气效果更好。

本发明通过太阳能和风力混合发电系统5分别采用了垂直轴风力发电机2以及环形太阳能板41在无外接电源的条件下，利用环形太阳能板41将吸收的太阳能以及垂直轴风车发电机2提供的风能转化为电能，使得装置的发电不会受风向以及太阳光的光照角度的影响，可持续稳定的发电，而蓄电池10的设置，也保障了在同时无风与日照的特殊情况下，装置也可正常工作；所述倒伞形叶轮12会随装置一起转动，特制叶片121搅动水面，水在离心力的作用下贴着特制叶片121向上运动，形成水跃；倒伞形叶轮12的转动使之产生压差，吸入大量气体，加强装置的气液混合效果；所述自旋动力出气装置14优选设有水平的六根曝气管142，气体部分从自曝气管142的曝气孔143喷出对水体曝气，另外一部分从曝气管142的动力曝气孔144喷出，两部分喷出气体的反作用力共同作用在装置上，使装置产生切向作用力，带动整个装置围绕防水轴承15自旋，实现旋转曝气，曝气管142类圆锥型的设计设计大大减小了自旋时在水中受到的阻力，曝气管142上的动力曝气孔144，亦为装置自旋提供足够的动力，曝气孔143的分布距离自转中轴越远分布越密集，使得整个装置的曝气效果更好，可拆卸的防水轴承15，使得装置维修更换更加方便；整套装置合理利用太阳能与风能，摒弃传统机械曝气所需动力源电机，节约建设和运行成本；鼓风与机械曝气结合提高曝气效率的同时，也真正做到了完全零能耗，形成一个充氧高效，绿色节能的曝气装置。

作为本发明的优选实施例，其还可具有以下附加技术特征：

本实施例中，所述承重平台11的外缘设置有透明防水层17，能够提高承重平台11及内部的部件耐腐蚀性，延长使用寿命，所述承重平台11上还设置有平衡配重块9和鼓风曝气机6，所述的鼓风曝气机6、蓄电池10和平衡配重块9呈等边三角形放置于所述的承重平台11，所述鼓风曝气机6通过进气管7与所述承重空心输气管8连接，风机将外界空气吸入进气管7中并最终转化为气泡从曝气孔143和动力曝气孔144排出，产生的反作用力使得整个装置转动，节约建设和运行成本。

本实施例中，所述倒伞形叶轮12由六根特制叶片121和环形连接杆122构成，所述的倒伞形叶轮12上部通过环形连接杆122与所述承重空心输气管8连接，所述的倒伞形叶轮12下部通过所述特制叶片121与所述的承重空心输气管8连接，所述倒伞形叶轮12会随装置一起自旋转动，所述特制叶片121搅动水面，水在离心力的作用下贴着特制叶片121向上运动，形成水跃；倒伞形叶轮12的转动使之产生压差，吸入大量气体，加强装置的气液混合效果。

本实施例中，所述环形太阳能发电机4由特质的环形太阳能板41和连接环42构成，所述环形太阳能板41通过所述连接环42与所述实心连杆3连接，所述环形太阳能板41使得装置的发电不会受太阳光的光照角度的影响，可持续稳定的发电，使得动作状态更加稳定。

本实施例中，所述固定杆18上设置有防水轴承15，所述固定杆18通过所述防水轴承15与所述自旋动力出气装置14连接，所述防水轴承15与所述自旋动力主管141连接，且所述倒伞形叶轮12、自旋动力出气装置14、承重空心输气管8、防水轴承15和底座16的外表面均设置有防水防污渍的纳米材料，能够提高装置的耐腐蚀性，延长装置的使用寿命。

在不出现冲突的前提下，本领域技术人员可以将上述附加技术特征自由组合以及叠加使用。

以上所述仅为本发明的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。