南京古蓝环保设备实业有限公司(南京)在水面曝气装备研发中,不仅布局了多件实用新型专利,也申请了核心技术的发明专利。本文介绍公司发明专利公开《一种太阳能深层微纳米气泡曝气机》(公开号CN111099718A),该专利以浮船为载体,在曝气机箱内集成纳米气泡泵、回流泵与溶气罐,面向深层水体的微纳米气泡增氧需求,是公司曝气技术体系中技术含量较高的成果之一。
一、专利基本信息
本专利著录项目如下表所示:
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 一种太阳能深层微纳米气泡曝气机 |
| 专利类型 | 发明专利(公开) |
| 公开号 | CN111099718A |
| 申请人 | 南京古蓝环保设备实业有限公司 |
| 申请日 | 2019年12月13日 |
| 公开日 | 2020年5月5日 |
二、技术背景与痛点
在深水湖泊、水库、河道深段的水生态修复中,表层水体容易被阳光照射与大气复氧,但深层水体由于光照不足、大气复氧传质距离长,往往处于缺氧甚至厌氧状态,底泥中的有机物在厌氧条件下分解释放氮磷与异味物质,形成内源污染。普通水面曝气机产生的气泡从水面到深层的上升路径虽短,但气泡在上升过程中快速逸散,难以把氧有效输送到深层。
"深层曝气"的难点在于:一是如何把微纳米气泡高效输送到深层水体;二是如何在水面有限的浮体空间内集成溶气、气泡发生、回流等多个功能单元而不互相干扰;三是如何在开阔水面上获取能源而不依赖岸电。本发明专利正是围绕这三个难点提出系统化集成方案。
三、技术方案与系统组成
根据专利摘要原文,本发明涉及曝气机技术领域,主要组成如下表:
| 系统部件 | 位置与作用 |
|---|---|
| 浮船 | 由四个漂浮塑料板组成,板间顶部固定连接固定框架,承载整套设备 |
| 固定框架 | 固定在四块漂浮塑料板顶部中央,作为曝气机箱的安装基座 |
| 曝气机箱 | 固定在固定框架顶部中央,内部容纳泵组与溶气罐 |
| 纳米气泡泵 | 固定在曝气机箱内壁底部左侧,产生纳米气泡 |
| 回流泵 | 固定在曝气机箱内壁底部中央,驱动水体回流循环 |
| 溶气罐 | 固定在曝气机箱内壁底部右侧,完成气水溶解 |
| 出水管 | 连接在回流泵的出水端,将溶气水导出 |
| 分流板 | 固定在曝气机箱顶部中央,分配出水 |
由系统组成可见,本发明专利将微纳米气泡发生的三个核心环节——纳米气泡泵(气泡发生)、回流泵(水循环驱动)、溶气罐(气液溶解)——紧凑集成在同一个曝气机箱内,机箱再安装于浮船中央。浮船由四块漂浮塑料板拼装而成,提供足够浮力与稳定性。回流泵把水体抽出、经溶气罐溶气后由出水管送回,再经顶部分流板分配,形成密闭的内部循环与气泡释放路径。结合"太阳能"主题,整个浮船平台依靠光伏供电运行,无需外接电源。
四、应用场景与行业价值
本发明专利所代表的深层微纳米曝气系统,适用于:深水湖泊与水库的内源污染治理;城市河道深槽段的底层增氧;景观水体的深水层水质维护;以及对微纳米气泡停留时间要求高的生态修复项目。其"深层+微纳米"组合的价值在于:微纳米气泡本身在水中上升速度极慢、停留时间长,再配合深层投加,可以把高含氧气泡直接输送到缺氧的底泥附近,促进底泥好氧修复,抑制内源释放。
作为发明专利,CN111099718A体现了公司在微纳米气泡发生与溶气回流集成方面的系统性技术方案,区别于一般实用新型的局部结构改进,保护范围更偏向系统集成原理。
五、与公司曝气产品族的关系
本发明专利与公司多件曝气实用新型共同构成技术梯队:发明专利(CN111099718A)保护深层微纳米曝气的系统集成原理;实用新型《潜水式微纳米曝气机》(CN217377480U)侧重深度调节机构;《节能高效的新式微纳米气泡曝气机》(CN216639068U)侧重浮筒+太阳能节能布置;《超声波纳米气泡曝气机》(CN212127722U)侧重恒压氧气转换;《自稳定提水式喷泉曝气机》(CN211664803U)侧重喷泉式自稳定。发明专利奠定原理基础,实用新型从结构细节上落地,形成"原理专利+结构专利"的组合保护。
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