本實(shí)用新型涉及環(huán)境水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種湖泊太陽能高能氣體水質(zhì)凈化系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

湖泊富營養(yǎng)化治理與藍(lán)藻水華控制是一個全球性的課題，在人類活動的干擾下，生活污水、各種工業(yè)廢水不斷流入湖庫，同時雨水沖卷的農(nóng)田肥料也傾泄而來，使得湖泊水體里生物所需要的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)過剩，產(chǎn)生各種水質(zhì)問題，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國約90％的湖泊遭受不同程度的污染。

目前國內(nèi)城市湖泊綜合整治以截污、治污，引清調(diào)水，曝氣復(fù)氧，底泥疏浚與湖岸、湖底工程措施以及陸域整治等市政工程手段為主，雖然短期內(nèi)能夠改善城鎮(zhèn)河湖污染現(xiàn)象，但是沒有從根本上消除水體污染物，一旦停止調(diào)水、補(bǔ)水水質(zhì)將很快惡化，黑臭問題依舊會反復(fù)，更談不到利用城市河湖美化環(huán)境、調(diào)節(jié)空氣，發(fā)揮適宜人群生活、工作的優(yōu)良功能。經(jīng)過大量相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，要改善水系生態(tài)環(huán)境、提升湖泊水質(zhì)，必須先恢復(fù)湖泊水生態(tài)系統(tǒng)，回復(fù)湖泊自凈能力，并配合截污改造等工作。

但在湖泊的實(shí)際治理過程中，往往某個局部區(qū)域發(fā)生污染情況，但目前一般的治理措施都是固定的不可移動的，要實(shí)現(xiàn)全湖泊治理必須全范圍鋪開，導(dǎo)致凈化能力在一般情況下閑置浪費(fèi)，治理資金投入大，效率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種湖泊太陽能高能氣體水質(zhì)凈化系統(tǒng)，采用高能氣體將水中的污染物氧化降解成無毒無害的無機(jī)分子，同時對水體產(chǎn)生復(fù)氧作用，提高水體中的溶氧量，整個過程使湖水得到凈化，并促進(jìn)水體生物生長，提高生態(tài)效果。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

一種湖泊太陽能高能氣體水質(zhì)凈化系統(tǒng)，包括浮體和連接浮體的浮體支架，所述浮體支架上設(shè)置有太陽能發(fā)電裝置和高能氣體凈化裝置，所述太陽能發(fā)電裝置為高能氣體凈化裝置提供電能，所述高能氣體凈化裝置包括依次連接的用于產(chǎn)生高能氣體的高能氣體發(fā)生器、射流器和用于產(chǎn)生微氣泡流的微型氣浮機(jī)，所述高能氣體通過射流器進(jìn)入到微型氣浮機(jī)中。

高能氣體發(fā)生器通過脈沖電流以高壓電昏的方式將空氣中的氣體分子(主要為氮和氧)激發(fā)為高能聚合分子以形成高能氣體，高能氣體通過射流器進(jìn)入到微型氣浮機(jī)中，制造出大量的極細(xì)微的高能氣泡(直徑小于1mm)，并通過微型氣浮機(jī)使高能氣泡與湖水充分混合，從而使高能氣體與水中的污染物充分接觸，通過氧化還原反應(yīng)將水中有機(jī)物、NH₃⁺/NH₄等有害物質(zhì)氧化降解，并將存在水中的各種細(xì)菌進(jìn)行氧化殺菌，達(dá)到凈化水質(zhì)的目的，同時富余高能氧分子返回水體后能增加水中溶解氧含量。

所述高能氣體凈化裝置還包括設(shè)置在水下的導(dǎo)流軟管，所述導(dǎo)流軟管的進(jìn)氣口與微型氣浮機(jī)的出氣口連通，所述導(dǎo)流軟管沿向湖底方向延伸設(shè)置。

通過導(dǎo)流軟管控制水流往湖水深處運(yùn)行，利用水體自然加壓的過程(每10m 水深增加1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)，讓高能氣體與水體的混合反應(yīng)效率成倍提高，同時還可解決高能氣體和水在微型氣浮機(jī)內(nèi)停留時間短導(dǎo)致反應(yīng)不足的問題。

所述浮體支架下方設(shè)置有用于推動浮體沿水面運(yùn)動的移動裝置和用于將浮體固定在工作位置的固定裝置，所述浮體支架上還設(shè)置有遙控裝置和GPS定位裝置，所述太陽能發(fā)電裝置為移動裝置、固定裝置、遙控裝置和GPS定位裝置提供電能，所述遙控裝置分別與高能氣體凈化裝置、GPS定位裝置、移動裝置和固定裝置電連接。

GPS定位裝置可以實(shí)時監(jiān)測凈化系統(tǒng)的位置情況，遙控裝置不但可以控制移動裝置和固定裝置以使凈化系統(tǒng)在水面上來回移動及固定，還可以控制高能氣體凈化裝置的工作狀態(tài)，從而使得凈化系統(tǒng)能夠?qū)λ虻闹攸c(diǎn)污染區(qū)域進(jìn)行針對性的處理，進(jìn)一步提升水域的污染處理效率。

所述太陽能發(fā)電裝置包括太陽能發(fā)電板、分別與太陽能發(fā)電板電連接的第一電池和第二電池，所述第一電池與遙控裝置、移動裝置、固定裝置和GPS定位裝置并聯(lián)電連接，所述第二電池與高能氣體凈化裝置電連接。太陽能供電無需額外能耗，節(jié)能環(huán)保，運(yùn)行費(fèi)用低。

所述移動裝置主要由螺旋槳和方向舵組成。浮島通過螺旋槳和方向舵的綜合作用，進(jìn)行方向可控的運(yùn)動。

所述固定裝置包括重錨和用于調(diào)節(jié)重錨位置的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以在浮島移動之前收回重錨，在浮島移動到工作位置時，將重錨下放到水底，從而將整個凈化系統(tǒng)固定在工作位置。

所述遙控裝置還設(shè)有可移動遙控的遙控器、預(yù)裝APP的手機(jī)或平板電腦。通過移動終端進(jìn)行遙控操作，相對于固定的控制室更加方便。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于：

1、采用高能氣體將水中的污染物氧化降解成無毒無害的無機(jī)分子，同時對水體產(chǎn)生復(fù)氧作用，提高水體中的溶氧量，使湖水得到凈化，并促進(jìn)水體生物生長，提高生態(tài)效果；

2、移動式工作平臺，可遙控到指定區(qū)域工作，靈活方便，能夠?qū)χ攸c(diǎn)污染區(qū)域作針對性處理；

3、利用太陽能發(fā)電裝置無需額外能耗，運(yùn)營維護(hù)簡單，費(fèi)用低廉。

附圖說明

圖1是湖泊太陽能曝氣凈化裝置的主視圖；

圖2是湖泊太陽能曝氣凈化裝置的俯視圖；

附圖標(biāo)記說明：1-浮體；2-浮體支架；3-太陽能發(fā)電裝置；4-高能氣體凈化裝置；5-遙控裝置；6-GPS定位裝置；7-移動裝置；8-固定裝置；81-調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；82-重錨；9-水面；10-湖底。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型的內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實(shí)施例：

請參照圖1至圖2所示，一種湖泊太陽能高能氣體水質(zhì)凈化系統(tǒng)，包括浮體1、浮體支架2、太陽能發(fā)電裝置3、高能氣體凈化裝置4、遙控裝置5、GPS 定位裝置6、移動裝置7和固定裝置8。

其中，浮體1為三個設(shè)置在水面上的浮球組成，之間通過浮體支架2連接成一個整體，浮體支架2構(gòu)成整個系統(tǒng)的支撐平臺，浮體支架2為可組合拼裝式，可根據(jù)待處理水體條件拼裝成任一形狀尺寸。

其中，太陽能發(fā)電裝置3安裝在浮體支架2上，包括太陽能發(fā)電板、第一電池和第二電池(圖中未示出)，第一電池負(fù)責(zé)給遙控裝置5、GPS定位裝置6、移動裝置7和固定裝置8供電，第二電池負(fù)責(zé)給高能氣體凈化裝置4供電。

其中，高能氣體凈化裝置4包括依次連接的高能氣體發(fā)生器、射流器、微型氣浮機(jī)，在微型氣浮機(jī)的底部設(shè)置有出氣管41，出氣管41的出氣口與設(shè)置在水中的導(dǎo)流軟管42連通，該導(dǎo)流軟管42向湖底延伸設(shè)置。

高能氣體發(fā)生器主要由整流濾波電路、推挽振蕩電路和高能氣體發(fā)生片組成。太陽能發(fā)電裝置3提供的電流，經(jīng)過整流濾波電路的濾波、整流后，產(chǎn)生 280V左右的電壓，供給推挽振蕩電路。開機(jī)后，推挽振蕩電路中的電容器充電電壓升至32V時逐漸放電，并在脈沖變壓器的作用下產(chǎn)生正反饋電壓，此電壓分別加至基極，使基極兩邊交替導(dǎo)通與截止，推挽振蕩電路振蕩工作。推挽振蕩電路工作后，在脈沖變壓器的二次側(cè)繞組上產(chǎn)生脈沖高壓，使高能氣體發(fā)生片工作，將空氣中的氣體分子(主要為氮和氧)激發(fā)為高能聚合分子，從而產(chǎn)生高能氣體。

高能氣體發(fā)生器產(chǎn)生的高能氣體通過射流器進(jìn)入到微型氣浮機(jī)中，制造出大量的極細(xì)微的高能氣泡(直徑小于1mm)，由于射流器和氣浮機(jī)均為現(xiàn)有技術(shù)，對其結(jié)構(gòu)和工作原理不再進(jìn)行詳細(xì)介紹。

微型氣浮機(jī)產(chǎn)生的高能氣泡與湖水充分混合，其混合方式可以直接在微型氣浮機(jī)內(nèi)部，也可以通過出氣管將高能氣泡導(dǎo)入到湖水中，在本實(shí)施例中，是將高能氣泡通過設(shè)置在微型氣浮機(jī)底部的出氣管41導(dǎo)入到水下的導(dǎo)流軟管42 中，通過導(dǎo)流軟管42控制水流往湖水深處運(yùn)行，利用水體自然加壓的過程(每 10m水深增加1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)，讓高能氣體與水體的混合反應(yīng)效率成倍提高，同時還可以避免高能氣體和水在微型氣浮機(jī)內(nèi)停留時間短反應(yīng)不足的問題。

導(dǎo)流軟管42中的高能氣體與水中的污染物充分接觸，通過氧化還原反應(yīng)將水中有機(jī)物、NH₃⁺/NH₄等有害物質(zhì)氧化降解，并將存在水中的各種細(xì)菌進(jìn)行氧化殺菌，達(dá)到凈化水質(zhì)的目的，同時富余高能氧分子返回水體后能增加水中溶解氧含量。

其中，遙控裝置5安裝在浮體支架2上，用于對太陽能發(fā)電裝置3、高能氣體凈化裝置4、移動裝置7和固定裝置8進(jìn)行控制，其遙控端還可以采用遙控器、預(yù)裝APP的手機(jī)或平板電腦對其進(jìn)行遙控。

其中，GPS定位裝置6也安裝浮體支架2上，實(shí)時監(jiān)測整個凈化系統(tǒng)的位置，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸給遙控裝置5，遙控裝置5根據(jù)位置數(shù)據(jù)，控制移動裝置7和固定裝置8，實(shí)現(xiàn)對浮島1位置的調(diào)整。

其中，移動裝置7安裝在浮體1或浮體支架2的底部，主要由螺旋槳和方向舵組成，可以在遙控裝置5的指令下，驅(qū)動整個凈化系統(tǒng)在水面的來回運(yùn)動。

其中，固定裝置8安裝在浮體支架2的底部，包括重錨82和用于調(diào)節(jié)重錨位置的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)81，其中調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)81可采用安裝在浮體支架2底部的電機(jī)及牽引繩，當(dāng)需要移動凈化系統(tǒng)時，遙控裝置5控制電機(jī)提升牽引繩，將位于湖底的重錨82提起；當(dāng)凈化系統(tǒng)到達(dá)指定位置時，遙控裝置5控制電機(jī)下放牽引繩，將重錨82拋到湖底，從而實(shí)現(xiàn)整個凈化系統(tǒng)的固定。

本實(shí)用新型的湖泊太陽能高能氣體水質(zhì)凈化系統(tǒng)，通過高能氣體發(fā)生器的加電高能反應(yīng)將空氣中的氣體分子(主要為氮和氧)激發(fā)為高能聚合分子以形成高能氣體；通過微型氣浮機(jī)將高能氣體變成大量的極細(xì)微的高能氣泡(直徑小于1mm)，并使其與湖水充分混合，從而使高能氣體與水中的污染物充分接觸，經(jīng)過氧化還原反應(yīng)將水中的有機(jī)物、NH₃⁺/NH₄等有害物質(zhì)氧化降解，并將存在水中的各種細(xì)菌進(jìn)行氧化殺菌，達(dá)到凈化水質(zhì)的目的，同時富余高能氧分子返回水體后能增加水中溶解氧含量，極大地改善了湖泊水系生態(tài)環(huán)境、提升了湖泊水質(zhì)，從而恢復(fù)湖泊水生態(tài)系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的湖泊太陽能高能氣體水質(zhì)凈化系統(tǒng)，通過遙控裝置5和GPS 定位裝置6，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制整個凈化系統(tǒng)前往指定位置，便于對重點(diǎn)污染區(qū)域進(jìn)行針對性的處理；利用太陽能發(fā)電裝置3無需額外能耗，運(yùn)營維護(hù)簡單，費(fèi)用低廉；浮體1和浮體支架2模塊化設(shè)置，能因地制宜地進(jìn)行設(shè)計(jì)和配置，安裝簡單方便，湖泊空間利用率高，建設(shè)成本低，并能與更多改造措施相組合。

實(shí)施案例一：珠海市香洲區(qū)某景觀湖項(xiàng)目，總體水容量50000m³，每天進(jìn)入水量1000m³，主要水質(zhì)指標(biāo)為：CODcr≈200mg/L、SS≈100mg/L、氨氮≈50mg/L。項(xiàng)目曾使用磁分離技術(shù)對污水進(jìn)行凈化，但成本最低2元/m³水，而且當(dāng)水質(zhì)指標(biāo)處理到CODcr≈80mg/L、SS≈30mg/L、氨氮≈20mg/L就很難繼續(xù)往下降，而這水質(zhì)仍然無法滿足生態(tài)修復(fù)要求。項(xiàng)目整改后增加5套本實(shí)用新型，待系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，連續(xù)幾天檢測其相關(guān)水質(zhì)情況，結(jié)果表明，總體水質(zhì)最終達(dá)到消除黑臭標(biāo)準(zhǔn)，DO>6mg/L，CODcr<50mg/L，氨氮<5mg/L。

實(shí)施案例二：廣州市番禺區(qū)某人工湖項(xiàng)目，總體水容量10000m³，每天進(jìn)入水量300m³，主要水質(zhì)指標(biāo)為：CODcr≈90mg/L、SS≈70mg/L、氨氮≈20mg/L。項(xiàng)目區(qū)曾經(jīng)采用機(jī)械曝氣+人工濕地方式進(jìn)行水體處理，但效果一般，水體仍然常年黑臭，水質(zhì)指標(biāo)仍高達(dá)CODcr≈80mg/L、SS≈50mg/L、氨氮≈10mg/L，而且由于進(jìn)水水質(zhì)太差，人工濕地經(jīng)常堵塞，需要大量人工維護(hù)才能保持運(yùn)行。項(xiàng)目整改后增加3套本實(shí)用新型，待系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，連續(xù)幾天檢測其相關(guān)水質(zhì)情況，結(jié)果表明，總體水質(zhì)最終達(dá)到消除黑臭標(biāo)準(zhǔn)，DO>6mg/L，CODcr<50mg/L，氨氮<5mg/L。

實(shí)施案例三：廣州市越秀區(qū)某景觀水體修復(fù)項(xiàng)目，整體水容量500m3，修復(fù)前主要水質(zhì)指標(biāo)為：CODcr≈50mg/L、SS≈30mg/L、氨氮≈5mg/L，曾利用植物凈化方式進(jìn)行日常凈化，但池內(nèi)養(yǎng)觀賞魚對植物生長構(gòu)成影響，每逢大雨沖擊項(xiàng)目區(qū)水體系統(tǒng)便容易出現(xiàn)失衡現(xiàn)象，需重新人為進(jìn)行干預(yù)，對水體進(jìn)行投藥凈化并補(bǔ)種水草。項(xiàng)目整改后增加1套本實(shí)用新型，待系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，連續(xù)幾天檢測其相關(guān)水質(zhì)情況，結(jié)果表明，總體水質(zhì)最終達(dá)到景觀娛樂用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的C類要求。

上述實(shí)施例只是為了說明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的是在于讓本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡是根據(jù)本實(shí)用新型內(nèi)容的實(shí)質(zhì)所做出的等效的變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。