本發明涉及水下深層增氧殺菌臭氧機。

背景技術：

改革開放30年來，我國漁業發展成就輝煌，特別是水產養殖業的快速發展，不僅成功解決了我國城鄉“吃魚難”問題，而且在保障國家糧食供應、擴大就業、增加農民收入、改善水域生態環境方面都做出了重要貢獻。水產養殖在我國農業領域里有著重要的份額。

水產養殖普遍存在的問題：

(1)環境污染日趨嚴重，導致養殖用水水源日益惡化。化肥、農藥、獸藥、抗生素、生產調節劑、等化學品在農業生產中大量使用，致使重金屬、農藥殘留等有毒有害的污染物隨著雨水沖刷進入江河、湖泊和近海海洋，污染了水源體。

加之大量養殖后的污水、廢水和淤泥沒有經過任何處理直接排入江河、近海，也是造成養殖水源污染的一個主要原因。

(2)養殖過程中濫用抗生素等藥物。在養殖過程中，普遍存在高密度，多品種，集約化的生產方式，加劇了養殖產品疾病的發生，養殖單位、養殖戶為了減少損失，加大了用藥，造成養殖品中重復用藥，過量用藥；沒有科學的指導盲目用藥現象都是造成養殖中藥物殘留主要原因。

啟東市2012年開始因為水質污染使得大約30％的養殖戶發生了虧損，2014年的產量同比往年大量的減產，約減產50％，許多的養殖業者微利或者虧損。

(3)養殖水產生活在一個與外界水體相對密封的一個環境中，交換較少。養殖物的食物、排泄糞便、漂白粉殘留、消毒抗生素藥物等集中在一起，水體更換緩慢，自凈能力有限，造成濃度越級越高。細菌、病毒、抗生素、高分子有機毒物、重金屬殘留、氨氮化合物嚴重超標，養殖物水體惡臭、生活環境惡劣，缺氧、病害、死亡常常發生，造成了養殖大量的減產。

其主要原因是食物、糞便等有害物沉積在池塘底層，發酵后產生大量沼氣等氨氮化合物，消耗水底大部分氧氣，極易造成養殖物缺氧而生長緩慢，嚴重時造成翻塘等現象，從而引起養殖物大量死亡。

目前食品安全越來越受到人們的重視，國家也在加大力度打擊食品有害物質等不安全的因素。而養殖戶大量使用有毒的抗生素藥物，沉積在養殖物的體內，對食品安全造成極大的隱患。

為解決養殖水質污染的問題，各種水處理技術廣泛應用，如砂濾、微生物凈化、紫外線殺菌消毒、泡沫分開等。但隨著工業化封閉式循環水養殖設備在推廣的應用，這些方法普遍受到了限制，無法從根本上解決水質惡化的現狀。為此，應用具有高效、快速特點的臭氧進行水質處理的技術也就運應而生。

臭氧又名活性氧，是氧氣的同素異形體，易溶于水，在水中即刻發生還原反應，產生中間物質單原子氧(O)和羥基(OH)單原子氧氧化能力極強，羥基也是強氧化劑、催化劑，因此具有較強的消毒效果，在衛生部《消毒技術規范》中明確指出，臭氧為高水平消毒法，其消毒能力與目前最強的過氧乙酸相當，高于高錳酸鉀、甲醛和含氯制劑(漂白粉)等。殺菌能力是氯的300～600倍，紫外線3000倍。已廣泛應用到醫療、飲用水、泳池和各類的污水處理當中。水中通入臭氧，20min和30min時大腸桿菌滅菌率為97.5％和100％：對金黃色葡萄球菌殺菌滅菌率為93.7％和100％；對綠膿桿滅菌率為84.6％和89.9％。濃度為1.5mg/L的臭氧溶液僅需1分鐘即可將試驗中的黑曲霉和酵母等真菌100％殺死。臭氧不僅能改變養殖水質、提高養殖產量和減少污染，而且還能解決近海海域由于養殖帶來的污染問題。此外，臭氧對原蟲及其卵也有較好的殺滅作用。

食物、糞便等有害沉積在池塘底層，發酵后產生大量沼氣等氨氮化合物，消耗水底大部分氧氣，極易造成養殖物缺氧而生長緩慢，嚴重時造成翻塘等現象引起養殖物大量死亡。利用臭氧的強氧化性，對危害較大的亞硝酸鹽、硫化氫、氨氮等均可被氧化為無毒的NO、SO、N等均有機物，同時無機物也可被講解生成對生物無毒的物質，從而降低水中的生物耗氧量(BOD)和化學耗氧量(COD)。去除了這些耗氧化學和生物物質后，增氧效果迅速、高濃度氧含量維持時間長，可滿足養殖物的快速生長需要的氧氣，而普通增氧機無法去除水中的氨氮，增氧效果緩慢，長時間開機能耗上升。

經過臭氧處理水養殖的水產品，不僅個體增大，死亡率降低，產量增加，而且體內無任何藥物、重金屬殘留，提高了食品的安全性。不僅可在國內銷售，而且可以進入國際市場，打出綠色環保的自主品牌，參與國際競爭。但市場的水處理的臭氧設備，結構復雜，制造成本高、操作繁瑣，使用環境要求苛刻，銷售價格較高，后期維護費用高等無法適應我國目前的較為粗放的廣大養殖戶使用，很難大面積推廣，使用范圍有限。因此廣大養殖戶需要一種價格較低、運行成本低、壽命長和既能增氧，又能殺菌消毒、改善水底的快速增氧裝置。

水下深層增氧殺菌臭氧機采用與羅茨增氧風機結合的一種臭氧機，臭氧分解水中氨氮等化合物和生物耗氧物質，增加水中溶氧量，而增氧機的高壓力，使更多臭氧進入水底曝氣溶解，二者有機結合相互促進。

技術實現要素：

發明目的：本發明的目的是為了解決現有技術中的不足，提供一種結構簡單、風量發、成本低、運行費用低的水下深層增氧殺菌臭氧機。

為了達到上述目的，本發明所采取的技術方案如下，水下深層增氧殺菌臭氧機，包括羅茨增氧風機系統、臭氧發生裝置，羅茨增氧風機系統包括增氧風機，增氧風機上設有設備殼、電動機、外部空氣過濾器、、墻板、葉輪、管路系統，外部空氣過濾器與入口消音器相連，增氧風機的出口與出口消音器相連，出口消音器通過三通分別與分支管路閥門的一端、主回路閥門的一端相連，主回路閥門的另一端與主管道相連，分支管路閥門的末端與臭氧發生裝置相連，臭氧發生裝置的出口依次通過止通閥、放氣閥與主管道相連，主管道與池塘管路相連，池塘管路上設有曝氣盤管，曝氣盤管設于池塘內；

臭氧發生裝置：臭氧發生裝置由機殼、高頻高壓電路、控制系統、冷卻水循環系統、臭氧發生腔組成，臭氧發生腔由發生器外管以及發生器外管內部的臭氧發生管組成，臭氧發生管與冷卻水循環系統相連。

本發明的進一步改進在于，與臭氧發生管相連的冷卻水循環系統包括冷卻水泵、冷卻水箱、管道、氣源冷卻器、回水管，冷卻水泵設于冷卻水箱內，與冷卻水泵相連的管道的末端通過不銹鋼管與臭氧發生管相連，臭氧發生管的另一端通過氣源冷卻器與回水管相連。

本發明的進一步改進在于，曝氣盤管至少有一對。

本發明的進一步改進在于，臭氧發生腔兩側設有空氣入口、出口管道，空氣入口與分支管路閥門相連，止通閥設于出口管道與臭氧工作腔之間。

本發明的進一步改進在于，高頻高壓電路包括EMI濾波電路，EMI濾波電路輸出端與橋式工頻整流電路相連，橋式工頻整流電路與IGBT驅動電路相連，IGBT驅動電路經過升壓變壓器與臭氧發生管內的臭氧發生片相連，升壓變壓器的兩端并聯有工作指示電路，IGBT驅動電路與過流保護電路相連，過流保護電路與報警電路相連，震蕩模塊由橋式整流電路供電，震蕩模塊上設有頻率調節電路、寬度調節電路、自動調寬電路、溫度保護電路、故障保護電路；

EMI濾波電路由C1、LT、C2、C3構成；工頻整流電路由D1～D4構成；工頻整流電路輸出端經過R7、R9降壓后給BH和集成電路IC4構成的過流保護電路供電，集成電路IC4的4腳輸出端與R10、C15、Q3、R14、H1構成的報警電路相連；IGBT為Q1、Q8，IGBT驅動電路由Q1、Q8、R2、R3、L4、L5構成；IGBT驅動電路產生的高頻電流經過升壓變壓器B2升壓，驅動臭氧發生片工作；升壓變壓器B2上設有繞線圈ZS，ZS感應出的電流給工作指示電路供電，工作指示電路由D16、C7、R4和發光二極管組成；D16～19橋式整流給震蕩模塊供電；F與R3構成調節震蕩模塊頻率的電路；R17與TK構成震蕩模塊的內部調寬電路；C16與M組成震蕩模塊的外部調寬電路；IC2、ZDK、C17、D11、D12、C18、R1組成震蕩模塊的自動寬度調節電路；D13～D16構成的橋式整流電路由控制變壓器降壓輸出整流，經過濾波電容C10后冷卻風扇提供5V電壓，用于給IGBT去的管的散熱片降溫；震蕩模塊通過輸出管腳1和將震蕩信號送至震蕩變壓器，由變壓器分別再送至2組IGBT驅動模塊的控制端G處。

增氧風機上的設備殼主要用來支撐墻板、葉輪、消聲器和固定的作用；墻板主要用來連接機殼與葉輪，并支撐葉輪的旋轉，以及起到端面密封的效果；葉輪為三葉式，是羅茨風機的旋轉部分，比兩葉的出氣脈動小、噪聲小，運轉更平穩等很多優點；消聲器用于減小羅茨風機進、出由于氣流脈動產生的噪音，同時過濾掉進設備的灰塵；管路系統是將羅茨風機產生的高壓氣體輸送到臭氧發生裝置和養殖池水底的曝氣盤管當中。曝氣盤管是將管路輸送過來的高壓臭氧混合氣體，通過微小空氣均勻釋放到水中，讓塘底的淤泥和水充分與臭氧氣體和氧氣分子結合、分解淤泥中的氨氮化合物、增加水中溶氧量。

有益效果：

與現有的管式發生器相比、同等發生量的情況下，結構簡單、風量發、成本低、運行費用低。

附圖說明

圖1為本發明的工作示意圖；

圖2為本發明的內部結構示意圖；

圖3為臭氧高壓工作原理圖；

圖4為本發明的電氣控制原理圖；

圖5為高頻高壓電路工作原理框圖；

附圖標號：1-增氧風機；2-電動機；3-外部空氣過濾器；4-設備殼；5-入口消音器；6-出口消音器；7-分支管路閥門；8-臭氧發生裝置；9-放氣閥；10-主回路閥門；11-主管道；12-池塘管路；13-池塘；14-曝氣盤管；15-管道；16-冷卻水箱；17-冷卻水泵；18-臭氧發生腔；19-空氣入口；20-氣源冷卻器；27-臭氧發生管；28-不銹鋼管；29-止通閥；30-出口管道；31-回水管。

具體實施方式

下面將結合具體的本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。

實施例1，

水下深層增氧殺菌臭氧機，包括羅茨增氧風機系統、臭氧發生裝置8，羅茨增氧風機系統包括增氧風機1，增氧風機1上設有設備殼4、電動機2、外部空氣過濾器3、墻板、葉輪、管路系統，外部空氣過濾器3與入口消音器5相連，增氧風機1的出口與出口消音器6相連，出口消音器6通過三通分別與分支管路閥門7的一端、主回路閥門10的一端相連，主回路閥門10的另一端與主管道11相連，分支管路閥門7的末端與臭氧發生裝置8相連，臭氧發生裝置8的出口依次通過止通閥29、放氣閥9與主管道11相連，主管道11與池塘管路12相連，池塘管路12上設有曝氣盤管14，曝氣盤管14設于池塘13內；

臭氧發生裝置8：臭氧發生裝置8由機殼、高頻高壓電路、控制系統、冷卻水循環系統、臭氧發生腔18組成，臭氧發生腔18由發生器外管5以及發生器外管5內部的臭氧發生管27組成，臭氧發生管27與冷卻水循環系統相連。

優選的，與臭氧發生管27相連的冷卻水循環系統包括冷卻水泵17、冷卻水箱16、管道15、氣源冷卻器20、回水管31，冷卻水泵17設于冷卻水箱16內，與冷卻水泵17相連的管道15的末端通過不銹鋼管28與臭氧發生管27相連，臭氧發生管27的另一端通過氣源冷卻器20與回水管31相連。

優選的，曝氣盤管14至少有一對。

進一步的，臭氧發生腔18兩側設有空氣入口19、出口管道30，空氣入口19與分支管路閥門7相連，止通閥29設于出口管道30與臭氧工作腔18之間。

進一步的，高頻高壓電路包括EMI濾波電路，EMI濾波電路輸出端與橋式工頻整流電路相連，橋式工頻整流電路與IGBT驅動電路相連，IGBT驅動電路經過升壓變壓器與臭氧發生管27內的臭氧發生片相連，升壓變壓器的兩端并聯有工作指示電路，IGBT驅動電路與過流保護電路相連，過流保護電路與報警電路相連，震蕩模塊由橋式整流電路供電，震蕩模塊上設有頻率調節電路、寬度調節電路、自動調寬電路、溫度保護電路、故障保護電路；

EMI濾波電路由C1、LT、C2、C3構成，防止內部電路受外界的高頻諧波干擾和內部產生高頻諧波輸送到外部電網中干擾其他電氣；工頻整流電路由D1～D4構成，D1～D4構成的工頻整流電路將220V工頻電流整成平直的直流電路；工頻整流電路輸出端經過R7、R9降壓后給BH和集成電路IC4構成的過流保護電路供電，集成電路IC4的4腳輸出端與R10、C15、Q3、R14、H1構成的報警電路相連，報警信號從IC4的4腳位置輸出，經過R10限流、Q3放大，從而驅動H1發出響聲；IGBT為Q1、Q8，IGBT驅動電路由Q1、Q8、R2、R3、L4、L5構成，IGBT驅動電路可產生6000～8000Hz高頻電流；IGBT驅動電路產生的高頻電流經過升壓變壓器B2升壓，驅動臭氧發生片工作；升壓變壓器B2上設有繞線圈ZS，ZS感應出的電流給工作指示電路供電，工作指示電路由D16、C7、R4和發光二極管組成，ZS感應出的電流經過整流、濾波和降壓后驅動工作指示電路中的發光二極管發光；D16～19橋式整流給震蕩模塊供電；F與R3構成調節震蕩模塊頻率的電路，用于調節震蕩頻率的大小；R17與TK構成震蕩模塊的內部調寬電路；C16與M組成震蕩模塊的外部調寬電路；IC2、ZDK、C17、D11、D12、C18、R1組成震蕩模塊的自動寬度調節電路，它的作用是當電網電壓發生變化時，相應調整電路脈沖寬度，穩定功率輸出；D13～D16構成的橋式整流電路由控制變壓器降壓輸出整流，經過濾波電容C10后冷卻風扇提供5V電壓，用于給IGBT驅動管的散熱片降溫；震蕩模塊通過輸出管腳1和將震蕩信號送至震蕩變壓器，由變壓器分別再送至2組IGBT驅動模塊的控制端G處。

增氧風機1啟動后，外部空氣由外部空氣過濾器3過濾后，經入口消音器5進入設備殼4內，電動機2提供強大的旋轉扭矩，通過皮帶帶動設備殼4上的轉子旋轉，設備殼4內部的葉輪高速旋轉，進入設備殼4內的氣體加壓至30-40kPa，并通過出口消音器6送出，增氧風機1產生大流量、高壓力的氣體，一部分氣體經過分支管路閥門7進入臭氧發生裝置8內，另一部分經過主回路閥門10后進入主管道，與臭氧發生裝置8產生的高濃度臭氧混合后送入池塘管路12當中，并通過池塘管路12上的曝氣盤管14送入池塘13,內將臭氧和氧氣溶解到深層水底，分解氨氮化合物，增加水底溶氧量。放氣閥9的作用是開啟臭氧發生裝置8時微微打開縫隙，觀察臭氧發生裝置8工作，關閉臭氧發生裝置8時，打開放氣閥9可防止池塘12內的水倒流。

本發明的內部工作原理：送上電源開關24，交流接觸器25帶電，由電氣控制屏26控制增氧風機1和臭氧發生裝置8運行。具體如下：首先按下風機啟動按鈕，增氧風機1運行，運行正常后按下臭氧啟動按鈕，交流接觸器25帶電吸合，高壓驅動電源23帶電，冷卻風扇22工作。冷卻水箱16中的冷卻水泵17開始工作，循環水依次進入管道15、臭氧發生腔18的不銹鋼管28、臭氧發生管27和氣源冷卻器20，冷卻結束后通過不銹鋼出口21、回水管31送回冷卻水箱16當中。冷卻水正常后，順時針逐漸調大控制盤上電流控制旋鈕，電流表指針逐漸增大至3.5A左右即可。羅茨風機高壓空氣，通過支路管道閥門7、臭氧發生腔18的空氣入口19進入腔體內部，通過氣源冷卻器20進行空氣降溫后，通過臭氧發生管27產生高濃度臭氧后，通過止逆閥29、發生腔出口管道30，進入池塘12中。

本發明的高頻高壓電路工作原理為：工頻交流電輸入后，經過EMI濾波經過整流、穩壓、濾波后得到波形較平滑的直流電，經過ICBT驅動電路，將直流電變換成6000～8000高頻電流，再經過升壓變壓器升為4000V高壓，輸出高壓高頻電流，臭氧發生管產生輝光放電，震蕩模塊控制IGBT導通頻率。

本發明電氣控制工作原理：連接好本發明氣體官路，接好進線，合上電源開關HK，使設備帶電，電源指示燈HL0發光。按下臭氧啟動按鈕SB4,接觸器KM2得電吸合，臭氧電源運行指示燈亮，開關電源得電，循環冷卻水泵旋轉，冷卻風扇啟動，臭氧電源得電，可調整臭氧工作電流的大小。

停止：首先將臭氧電流調節旋鈕逆時針調至零位，按下臭氧電源的停止按鈕SB3，KM2失電，臭氧運行指示燈滅，臭氧電源斷電、冷卻風扇和冷卻水泵停止運行。關羅茨增氧機前，先前打開放氣閥，再按下增氧機停止按鈕SB1，增氧機停止運行。

經南通蘇紅飼料有限公司大量使用實踐證明，使用水下深層增氧殺菌臭氧機水底增氧速度明顯加快，塘底淤泥由黑變成灰白，藻類和養殖物未造成任何傷害，養殖后期蝦蟹無死亡現象，個體明顯變大。

本發明可使水中溶氧加快20～25倍。

未使用本發明與使用深層增氧情況對比表。

上述具體實施方式，僅為說明本發明的技術構思和結構特征，目的在于讓熟悉此項技術的相關人士能夠據以實施，但以上內容并不限制本發明的保護范圍，凡是依據本發明的精神實質所作的任何等效變化或修飾，均應落入本發明的保護范圍之內。