本發(fā)明涉及一種帶有自旋式分壓布水器的原位多介質(zhì)凈化系統(tǒng)，屬于污水處理設備技術領域。

背景技術：

由于人類活動對自然湖泊、庫塘、河流等水體的干擾破壞，在近百年來超過了過去千萬年地殼自然演變對地表水體水系特別是水質(zhì)的改變。包括：野蠻填埋河道、湖泊、庫塘等自然水體，使自然水體水域面積大幅減少，甚至大量消失。僅存的湖泊庫塘也正在承受環(huán)湖周邊人口激烈增加，人為排放的各種工業(yè)和生活垃圾直接進入河道，使河道改道甚至淤塞河流、湖泊、庫塘，使湖庫水位不斷變淺，失去良好的補水，循環(huán)功能。湖泊、庫塘等地表水體一旦發(fā)生補水量不足，就會發(fā)生循環(huán)能力下降，伴隨水體動力能力下降，更容易發(fā)生底泥淤積，水體微生物種群發(fā)生生態(tài)學的改變，異氧微生物因環(huán)境改變而成為優(yōu)勢群落而大面積滋生，使水體發(fā)黑，發(fā)臭，導致水質(zhì)迅速下降，嚴重富營養(yǎng)化并很快形成了由局部水生態(tài)環(huán)境破壞向整體生態(tài)環(huán)境急劇惡化的發(fā)展趨勢，如云南石屏異龍湖、星云湖、滇池等高原湖泊。

近百年來采礦和冶金工業(yè)廢水未經(jīng)處理或處理不全就直排自然地表水域，低品位礦和冶金廢渣隨意堆放，使很多已經(jīng)很寶貴的淡水資源又發(fā)生重金屬、砷、氰污染。砷在地殼中含量不高，甚至小于一些稀有元素，具有低劑量高毒性、難降解性、形態(tài)多變性等特征；可沿食物鏈進入人體，對腸胃、心血管、神經(jīng)系統(tǒng)等部位產(chǎn)生毒害，增加癌癥發(fā)生率，現(xiàn)已被國際癌癥研究機構和美國環(huán)保署人類有害物質(zhì)信息庫列為第一類致癌物。

現(xiàn)有技術中，申請?zhí)?01410575073.3的垂直豎流式多介質(zhì)生物反應循環(huán)攪拌系統(tǒng)及其裝置，運用了高效低耗循環(huán)對流與引流原理：即，自然湖泊、庫塘水體惡化的首要因素是水體缺乏流動，當自然湖泊、庫塘長期缺乏外來補給水源的時候，外溢也會逐漸停止，水動力循環(huán)不足，蒸發(fā)量大，水量銳減，這個時候水體內(nèi)環(huán)境改變，異養(yǎng)微生物占逐步主導地位，水質(zhì)即開始走向惡化，這是當前陸地湖泊，特別是滇池、等高原湖泊的共性。因此在無法解決補給水源的情況下，首要對策是增加水體循環(huán)量，包括水面與水底的垂直對流和水體風向死角、遠距離之間的水平對流。因此，該項申請通過內(nèi)置的曝氣盤與渦輪推流機組的共同提升作用，在垂直豎流筒內(nèi)筒形成復合動力上流引力，吸引筒底部或遠端河流、湖泊、庫塘中富含砷、氰和有機污染物的原水上行，并從內(nèi)筒頂部涌出，然后下行穿過內(nèi)外筒之間的特定濾料層，然而由于筒頂部已在水面以上約0.3～2.0米范圍，涌出部分氣水混合流體超過水平面以后立刻受到重力作用，使大部分水流被垂直大氣壓壓回，僅有少量水流涌出。

因此，有必要改進現(xiàn)有技術，抵消重力作用于垂直桶內(nèi)的上行流體，確保循環(huán)流體在微動力作用下能高效循環(huán)，達到對自然河、湖、庫塘水體循環(huán)、增氧，同時原位去除水中砷和有機污染物，高效處理污染水源。

技術實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術中引流內(nèi)桶重力回流與上行引流的無效循環(huán)問題，本發(fā)明提供一種帶有自旋式分壓布水器的原位多介質(zhì)凈化系統(tǒng)，以實現(xiàn)高效處理污染水源。

本發(fā)明通過下列技術方案實現(xiàn)：一種帶有自旋式分壓布水器的原位多介質(zhì)凈化系統(tǒng)，包括反流外桶、上下端開口的引流內(nèi)桶、設置在引流內(nèi)桶內(nèi)部的漩渦機組以及設置在漩渦機組上方的曝氣盤；其特征在于：所述曝氣盤上方設微納米氣泡釋放器，微納米氣泡釋放器上方設生物反應膜填料區(qū)；所述引流內(nèi)桶的頂部開口端內(nèi)設有自旋布水器，引流內(nèi)桶的中上部以及自旋布水器均設置在上端封閉、下端開口的反流外桶中，引流內(nèi)桶的上部與反流外桶之間設有填料區(qū)，引流內(nèi)桶下部設有若干遠端引流管，引流內(nèi)桶的下端開口處設原位入水口。

所述自旋式分壓布水器通過平衡浮筒固定在操作平臺上，操作平臺的對稱位置設有浮力包，以使操作平臺連同自旋式分壓布水器能始終漂浮在水平面上。

所述引流內(nèi)桶的頂部開口端外壁設有環(huán)形的限位圈，內(nèi)壁設有限位擋塊。

所述自旋布水器包括底部開口頂部封閉的旋筒、以及固定在旋筒內(nèi)部的中空的倒椎體；所述旋筒的側(cè)壁上開設若干布水縫，倒椎體表面設有三條外凸的水動力螺紋線，旋筒的頂部外壁設有環(huán)形的帽檐，旋筒下部的外壁上設有行程銷釘。自旋布水器下沉時，其帽檐與引流內(nèi)桶的限位圈接觸實現(xiàn)下行限位，自旋布水器上浮時，其行程銷釘與引流內(nèi)桶的限位擋塊接觸實現(xiàn)上浮限位，使其不至于被水流頂出脫離引流內(nèi)桶的頂端。

所述旋筒頂部為圓錐形帽蓋。

所述旋筒的外徑小于引流內(nèi)桶的內(nèi)徑。

所述限位擋塊的位置高于行程銷釘?shù)奈恢谩?/p>

所述布水縫的開縫長度為20～40cm，兩兩布水縫的間距為2～3cm。布水縫所在旋筒的位置為布水壁段，布水壁段與圓錐形帽蓋之間為實壁段。

所述帽檐和限位圈均設有一層軟質(zhì)橡膠膠條，確保圓錐形帽蓋與引流內(nèi)桶頂端相對密封，不承受來自外部流入的空氣作用于引流內(nèi)桶內(nèi)部垂直上行的引流水體。

所述曝氣盤通過延伸到引流內(nèi)桶外的風進管與設置于操作平臺上的鼓風機相連。

所述微納米氣泡釋放器通過延伸到引流內(nèi)桶外的微納米氣泡進管與設置于操作平臺上的微納米氣浮機組相連。

所述填料區(qū)中填設功能填料，功能填料上覆蓋過濾生態(tài)棉。功能填料和過濾生態(tài)棉需具備安全、可再生、無轉(zhuǎn)移污染隱患等特點，同時具備優(yōu)秀的物理過濾功能、良好的除臭脫色功能、微電位吸附功能和良好的透水功能。

所述微納米氣浮機包括取水蓮蓬頭、臭氧發(fā)生器、氣水混合均衡器、高精度電自動沖洗過濾器、貯存罐以及小分子制備器，所述取水蓮蓬頭和臭氧發(fā)生器分別與氣水混合均衡器連接，氣水混合均衡器通過離心泵與高精度電自動沖洗過濾器連接，高精度電自動沖洗過濾器依次與貯存罐和小分子制備器連接，小分子制備器通過管道與微納米氣泡釋放器連接。

所述微納米氣泡釋放器為現(xiàn)有技術，即“反沖激式微納米氣泡釋放器”，申請?zhí)枺?01420389430.2。

所述氣水混合均衡器為現(xiàn)有技術，“氣水混合均衡器”，申請?zhí)枺?01420389331.4。

所述高精度電自動沖洗過濾器和高精度電自動沖洗過濾器為現(xiàn)有技術，即“高精度電自動沖洗過濾器”，申請?zhí)枺?01410423464.3。

所述小分子制備器和小分子制備器為常規(guī)市購產(chǎn)品。

所述遠端引流管的吸水口處設加藥管，加藥管與設置于操作平臺的加藥裝置相連。

上述系統(tǒng)的工作過程：

A、動力推流上行過程：當開啟鼓風機對曝氣盤進行曝氣，或者開啟漩渦機組推流時，或曝氣盤和漩渦機組同時作業(yè)產(chǎn)生復合動力，水流在引流內(nèi)桶內(nèi)與頂端自旋布水器之間上行時，由于頂端自旋布水器的帽檐與引流內(nèi)桶的限位圈結合部有橡膠軟體密封，因此，其上行過程不受外部大氣壓直接作用。上行水流混合微納米氣泡釋放器釋放的臭氧微納米氣泡，再繼續(xù)上行經(jīng)過生物反應膜填料區(qū)完成生物反應后繼續(xù)上行直至浮頂自旋布水器；由于自旋布水器下部的倒椎體幾乎延伸至水平面，因此引流內(nèi)桶內(nèi)的水位在動力推流作用下僅需高出水平面就會對自旋布水器的倒椎體產(chǎn)生浮力，自旋布水器在水力推力作用下被浮起上升，在自旋布水器的實壁段行程范圍內(nèi)仍然上行，此時上行水流只承受自旋布水器重量，且此部份重量因為中空倒椎體的存在與浮力相抵消，因此上行水流在自旋布水器的保護下不承受來自大氣壓的垂直下壓作用；

B、低動力作業(yè)：當進行水體垂直對流與遠端引流作業(yè)時，水流在復合動力作用下行程繼續(xù)向上，超越水平面，自旋布水器中空倒椎體接觸水體受浮力作用，同時由于鼓風機向曝氣盤不斷鼓出大量氣體，自旋布水器還受到氣流推力作用，布水壁段伸出引流內(nèi)桶頂端，在鼓風機引流與漩渦機組動力推流的作用下，自旋布水器的實壁段與下部倒椎體周邊的空氣壓力小于外部大氣壓，因此水流繼續(xù)低動力高效上行。但是水體在引流內(nèi)桶中上升距離越高，水體承受自生重力越大；在復合推流引力與水體重力平衡前，水流上升速度與高度較不設自旋布水器的系統(tǒng)大約1倍，出水量大三倍。

C、高效低耗布水過程：當行程繼續(xù)向上，自旋布水器被水流繼續(xù)向上推舉上浮，倒椎體表面的水動力螺紋線在水力推動下發(fā)生自旋，上行水流被倒椎體導流，整個自旋布水器旋轉(zhuǎn)上升伸出引流內(nèi)桶頂端，水流幾乎沒有動能消耗的情況下，由中心向四周分流擠壓，從布水縫向外噴流布水，水流進入反流外桶與引流內(nèi)桶之間，并穿過填料區(qū)的過濾生態(tài)棉與填料，再垂直向下從反流外桶開口的底部回到水體中，使反流外桶底部相對富氧高溫的水體由引流內(nèi)桶經(jīng)過增氧曝氣并凈化后流出，水體繼續(xù)向下補充進入引流內(nèi)桶底部被吸引造成的低壓區(qū)。

當打開原位入水口，關閉遠端引流管時，系統(tǒng)完成對水體頂流相對高溫富氧和底流相對低溫缺氧水體的垂直對流；當打開遠端引流管，關閉原位入水口時，系統(tǒng)將遠端缺氧缺流動水體抽吸、富氧凈化后流回系統(tǒng)所在水體，與缺氧缺流動的水體(俗稱死水)形成對流置換；當對原位入水口和遠端引流管均打開時，系統(tǒng)同時完成遠距離的循環(huán)對流和垂直對流作業(yè)。

本發(fā)明是針對湖泊、庫塘等自然水體因為人類工業(yè)生產(chǎn)導致水質(zhì)下降，伴隨嚴重富營養(yǎng)化、甚至發(fā)生重金屬、砷、氰的污染情況，而設計的帶有自旋式分壓布水器的原位多介質(zhì)凈化系統(tǒng)，實現(xiàn)大面積、大水域、大體量、節(jié)能、高效的原位去除水體重金屬、砷、氰和有機污染物。其特點可以歸納為：

一、在一個系統(tǒng)內(nèi)存在兩種動力組合和兩種曝氣方式，分別是：(1)兩種動力組合，包括：利用曝氣盤形成的低氣壓形成的上行引力和由小功率漩渦機組提供的推流引力；(2)兩種曝氣方式，包括：由鼓風機提供至曝氣盤進行釋放的動力曝氣增氧和由微納米氣浮機組經(jīng)氣水混合均衡器、高精度電自動沖洗過濾器、小分子制備器后再由微納米氣泡釋放器釋放的作為氣浮分離的微納米曝氣。

二、在一個系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)多種復雜功能和處理操作，包括：(1)節(jié)能降耗：實現(xiàn)遠距離調(diào)水和垂直豎流循環(huán)攪拌；(2)多重效果：一次作業(yè)同時實現(xiàn)水體增氧、水溫調(diào)節(jié)、水質(zhì)凈化、水體過濾；(3)無公害治理：集微生物反應、微納米臭氧空化效應與微電化學絮凝和無害化藥物氧化絮凝反應于一體，不增加新的污染物，避免以污治污；(4)容易形成規(guī)?；和度朐O備組合式和模塊化，只要與環(huán)境水體體量相適應，就能形成遠遠超過工程化設施的處理效果和處理水量；(5)綠色健康可持續(xù)：在污染水體進行原位系統(tǒng)化處置，不需要高消耗、大投資的水體外工程化系統(tǒng)。實際使用時，根據(jù)不同體量與不同面積、不同污染原因的水體配置相應數(shù)量本發(fā)明的系統(tǒng)，即可集以上多功能、低能耗、微動力循環(huán)為一體，更經(jīng)濟、更高效地完成原位作業(yè)，徹底改變了對大面積、大體量被污染水體束手無策的現(xiàn)狀。

由于臭氧在水中對細菌、病毒等微生物殺滅率高、速度快、對有機化合物等污染物質(zhì)去除徹底而不產(chǎn)生二次污染，并能降低生物需氧量(BOD)和化學需氧量(COD)，去除亞硝酸鹽、懸浮固體及脫色，因此本發(fā)明利用臭氧作為微納米氣浮機制取微納米氣泡的原料，其原理是除了臭氧優(yōu)良的氧化性外，還因臭氧經(jīng)微納米化形成的氣液混合介質(zhì)具有空氣源微納米氣泡無法匹敵的優(yōu)勢。

臭氧微納米氣泡的產(chǎn)生過程：微納米氣浮機通過取水蓮蓬頭將水抽入氣水混合均衡器中，臭氧發(fā)生器向氣水混合均衡器中供臭氧并與水實現(xiàn)混合得到氣水混合液，使臭氧占氣水混合液質(zhì)量的3～8％，再經(jīng)離心泵形成的壓力二次混合后將氣水混合液通入高精度電自動沖洗過濾器使氣水混合液形成高速有序線性運動，并互相碰撞完成第三次混合，再在貯存罐內(nèi)儲存，然后進入小分子制備器中經(jīng)垂直切割磁力線，使水分子破碎到0.5～1.5納米，制得小分子水，所得小分子水經(jīng)微納米氣泡釋放器制造出氣泡直徑200納米至4微米的臭氧微納米氣泡。

臭氧微納米氣泡的氣浮反應過程：本發(fā)明的系統(tǒng)將遠端湖水引流進入遠端引流管，并在遠端吸水口加藥，如添加高鐵酸鉀(K₂FeO₄)進行氧化溶解在水中的有機污染物，在管道內(nèi)一邊流動一邊實現(xiàn)充分地攪拌并與高鐵酸鉀反應，當水體經(jīng)過漩渦機組后，同時接入臭氧微納米氣泡。臭氧微納米氣泡進入水體以后發(fā)生兩種反應：

反應1：溶解并產(chǎn)生一系列氧化分解反應和微電絮凝作用，臭氧分子與水中污染物反應，釋放為O₂和0^-，微納米原位氣浮的效果是科學計算可以預測效果的，從氣泡的體積和表面積的關系可以通過氣泡的體積公式V＝4π/3r³，氣泡的表面積公式A＝4πr²，兩公式合并可得A＝3V/r，即V_總＝n·A＝3V_總/r。也就是說，在總體積不變(V不變)的情況下，氣泡總的表面積與單個氣泡的直徑成反比。根據(jù)公式，10微米的氣泡與1毫米的氣泡相比較，在一定體積下，前者的比表面積理論上是后者的100倍?？諝夂退慕佑|面積就增加了100倍，各種反應速度也增加了100倍。同理，一個常見的直徑1厘米的氣泡被分解為10微米的氣泡其表面積增大為10萬倍，各種反應速度也增加了10萬倍。由于微納米氣泡作用于水分子，在氣液界面發(fā)生電離生成的H⁺和OH^-組成，氣泡在水中形成的氣液界面具有容易接受H⁺和OH^-的特點，而且通常陽離子比陰離子更容易離開氣液界面，而使界面常帶有負電荷。已經(jīng)帶上電荷的表面傾向于吸附介質(zhì)中的反離子，特別是藻類和有機污染降解后的高價的反離子，從而形成穩(wěn)定的雙電層。

反應2：微納米氣泡的表面電荷產(chǎn)生的電勢差常用ζ電位來表征，ζ電位是決定氣泡界面吸附性能的重要因素。當微納米氣泡在水中收縮時，電荷離子在非常狹小的氣泡界面上得到了快速濃縮富集，表現(xiàn)為ζ電位的顯著增加，到氣泡破裂前在界面處可形成非常高的ζ電位值。溶解態(tài)有機物由于ζ電位值改變其在水中的存在方式，對于經(jīng)遠端引流管引流進入的水體中已被高鐵酸鉀(K₂FeO₄)氧化分解為Fe(OH)₃膠體并包裹絮凝的產(chǎn)物，使其變?yōu)槲⑷芙饣虿蝗芙鉅顟B(tài)，產(chǎn)生廣泛的電化學絮凝作用，使其由垂直的引流內(nèi)桶4向外布水進入內(nèi)外桶之間的填料區(qū)后，首先就被濾料之上覆蓋的過濾生態(tài)棉(海藻綿)截留，微溶解的產(chǎn)物也在下一道功能填料中被吸附，最終所得清潔優(yōu)質(zhì)的水穿過填料區(qū)回到湖泊。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具備以下優(yōu)點：

本發(fā)明提供的系統(tǒng)以低能耗、高效率實現(xiàn)水體的垂直對流和遠距離死水抽吸搬運攪拌；并能根據(jù)實際工況和水質(zhì)情況靈活選擇兩種動力方式，使能耗降至最低，兩種動力同時使用，也使能源最充分利用。本發(fā)明提供的系統(tǒng)綜合水體富氧、水體垂直對流、水體水平位移引流、節(jié)能降耗功能于一體，是綜合各種水體修復功能于一體的大型湖泊、庫塘原位水體生態(tài)修復系統(tǒng)。相比現(xiàn)有技術，能實現(xiàn)大范圍曝氣，推流擾動范圍大，能有效清除水體死角。

附圖說明

圖1為本發(fā)明帶有自旋式分壓布水器的原位多介質(zhì)凈化系統(tǒng)的結構示意圖；

圖2為自旋布水器上浮的結構示意圖；

圖3為自旋布水器下沉的結構示意圖。

其中，1-風進管，2-曝氣盤，3-微納米氣泡釋放器，4-引流內(nèi)桶，5-反流外桶，6-漩渦機組，7-平衡浮筒，8-浮力包，9-原位入水口，10-旋筒，11-遠端引流管，12-水動力螺紋線，13-填料區(qū)，14-生物反應膜填料區(qū)，15-倒椎體，16-微納米氣泡進管，17-布水縫，18-操作平臺，19-帽檐，20-限位圈，21-限位擋塊，22-行程銷釘，23-圓錐形帽蓋。

具體實施方式

下面結合實施例和附圖對本發(fā)明做進一步說明。

實施例1

如圖所示，帶有自旋式分壓布水器的原位多介質(zhì)凈化系統(tǒng)，包括反流外桶5、上下端開口的引流內(nèi)桶4、設置在引流內(nèi)桶4內(nèi)部的漩渦機組6以及設置在漩渦機組6上方的曝氣盤2；其中，所述曝氣盤2上方設微納米氣泡釋放器3，微納米氣泡釋放器3上方設生物反應膜填料區(qū)14；所述引流內(nèi)桶4的頂部開口端內(nèi)設有自旋布水器，引流內(nèi)桶4的中上部以及自旋布水器均設置在上端封閉、下端開口的反流外桶5中，引流內(nèi)桶4的上部與反流外桶5之間設有填料區(qū)13，引流內(nèi)桶4下部設有若干遠端引流管11，引流內(nèi)桶4的下端開口處設原位入水口9。

所述自旋式分壓布水器通過平衡浮筒7固定在操作平臺18上，操作平臺18的對稱位置設有浮力包8，以使操作平臺18連同自旋式分壓布水器能始終漂浮在水平面上；引流內(nèi)桶4的頂部開口端外壁設有環(huán)形的限位圈20，內(nèi)壁設有限位擋塊21；自旋布水器包括底部開口頂部封閉的旋筒10、以及固定在旋筒10內(nèi)部的中空的倒椎體15；所述旋筒10的側(cè)壁上開設若干布水縫17，倒椎體15表面設有三條外凸的水動力螺紋線12，旋筒10的頂部外壁設有環(huán)形的帽檐19，旋筒10下部的外壁上設有行程銷釘22。自旋布水器下沉時，其帽檐19與引流內(nèi)桶4的限位圈20接觸實現(xiàn)下行限位，自旋布水器上浮時，其行程銷釘22與引流內(nèi)桶4的限位擋塊21接觸實現(xiàn)上浮限位，使其不至于被水流頂出脫離引流內(nèi)桶4的頂端。

所述旋筒10頂部為圓錐形帽蓋23；旋筒10的外徑小于引流內(nèi)桶4的內(nèi)徑；限位擋塊21的位置高于行程銷釘22的位置；布水縫17的開縫長度為20～40cm，兩兩布水縫17的間距為2～3cm。布水縫17所在旋筒10的位置為布水壁段，布水壁段與圓錐形帽蓋23之間為實壁段。所述帽檐19和限位圈20均設有一層軟質(zhì)橡膠膠條，確保圓錐形帽蓋與引流內(nèi)桶4頂端相對密封，不承受來自外部流入的空氣作用于引流內(nèi)桶4內(nèi)部垂直上行的引流水體。

所述曝氣盤2通過延伸到引流內(nèi)桶4外的風進管1與設置于操作平臺18上的鼓風機相連；微納米氣泡釋放器3通過延伸到引流內(nèi)桶4外的微納米氣泡進管16與設置于操作平臺18上的微納米氣浮機組相連；填料區(qū)13中填設功能填料，功能填料上覆蓋過濾生態(tài)棉。功能填料和過濾生態(tài)棉需具備安全、可再生、無轉(zhuǎn)移污染隱患等特點，同時具備優(yōu)秀的物理過濾功能、良好的除臭脫色功能、微電位吸附功能和良好的透水功能。所述遠端引流管11的吸水口處設加藥管，加藥管與設置于操作平臺的加藥裝置相連。

所述微納米氣浮機包括取水蓮蓬頭、臭氧發(fā)生器、氣水混合均衡器、高精度電自動沖洗過濾器、貯存罐以及小分子制備器，所述取水蓮蓬頭和臭氧發(fā)生器分別與氣水混合均衡器連接，氣水混合均衡器通過離心泵與高精度電自動沖洗過濾器連接，高精度電自動沖洗過濾器依次與貯存罐和小分子制備器連接，小分子制備器通過管道與微納米氣泡釋放器3連接。

所述微納米氣泡釋放器3為現(xiàn)有技術，即“反沖激式微納米氣泡釋放器”，申請?zhí)枺?01420389430.2；氣水混合均衡器為現(xiàn)有技術，“氣水混合均衡器”，申請?zhí)枺?01420389331.4；高精度電自動沖洗過濾器和高精度電自動沖洗過濾器為現(xiàn)有技術，即“高精度電自動沖洗過濾器”，申請?zhí)枺?01410423464.3；小分子制備器和小分子制備器為常規(guī)市購產(chǎn)品。

上述系統(tǒng)的工作過程：

A、動力推流上行過程：當開啟鼓風機對曝氣盤2進行曝氣，或者開啟漩渦機組6推流時，或曝氣盤2和漩渦機組6同時作業(yè)產(chǎn)生復合動力，水流在引流內(nèi)桶4內(nèi)與頂端自旋布水器之間上行時，由于頂端自旋布水器的帽檐19與引流內(nèi)桶4的限位圈20結合部有橡膠軟體密封，因此，其上行過程不受外部大氣壓直接作用。上行水流混合微納米氣泡釋放器3釋放的臭氧微納米氣泡，再繼續(xù)上行經(jīng)過生物反應膜填料區(qū)14完成生物反應后繼續(xù)上行直至浮頂自旋布水器；由于自旋布水器下部的倒椎體15幾乎延伸至水平面，因此引流內(nèi)桶4內(nèi)的水位在動力推流作用下僅需高出水平面就會對自旋布水器的倒椎體15產(chǎn)生浮力，自旋布水器在水力推力作用下被浮起上升，在自旋布水器的實壁段行程范圍內(nèi)仍然上行，此時上行水流只承受自旋布水器重量，且此部份重量因為中空倒椎體15的存在與浮力相抵消，因此上行水流在自旋布水器的保護下不承受來自大氣壓的垂直下壓作用；

B、低動力作業(yè)：當進行水體垂直對流與遠端引流作業(yè)時，水流在復合動力作用下行程繼續(xù)向上，超越水平面，自旋布水器中空倒椎體15接觸水體受浮力作用，同時由于鼓風機向曝氣盤2不斷鼓出大量氣體，自旋布水器還受到氣流推力作用，布水壁段伸出引流內(nèi)桶4頂端，在鼓風機引流與漩渦機組6動力推流的作用下，自旋布水器的實壁段與下部倒椎體15周邊的空氣壓力小于外部大氣壓，因此水流繼續(xù)低動力高效上行。但是水體在引流內(nèi)桶4中上升距離越高，水體承受自生重力越大；在復合推流引力與水體重力平衡前，水流上升速度與高度較不設自旋布水器的系統(tǒng)大約1倍，出水量大三倍。

C、高效低耗布水過程：當行程繼續(xù)向上，自旋布水器被水流繼續(xù)向上推舉上浮，倒椎體15表面的水動力螺紋線12在水力推動下發(fā)生自旋，上行水流被倒椎體15導流，整個自旋布水器旋轉(zhuǎn)上升伸出引流內(nèi)桶4頂端，水流幾乎沒有動能消耗的情況下，由中心向四周分流擠壓，從布水縫17向外噴流布水，水流進入反流外桶5與引流內(nèi)桶4之間，并穿過填料區(qū)13的過濾生態(tài)棉與填料，再垂直向下從反流外桶5開口的底部回到水體中，使反流外桶5底部相對富氧高溫的水體由引流內(nèi)桶4經(jīng)過增氧曝氣并凈化后流出，水體繼續(xù)向下補充進入引流內(nèi)桶4底部被吸引造成的低壓區(qū)。

當打開原位入水口9，關閉遠端引流管11時，系統(tǒng)完成對水體頂流相對高溫富氧和底流相對低溫缺氧水體的垂直對流；當打開遠端引流管11，關閉原位入水口9時，系統(tǒng)將遠端缺氧缺流動水體抽吸、富氧凈化后流回系統(tǒng)所在水體，與缺氧缺流動的水體(俗稱死水)形成對流置換；當對原位入水口9和遠端引流管11均打開時，系統(tǒng)同時完成遠距離的循環(huán)對流和垂直對流作業(yè)。

異龍湖水滿庫容為約1.2億立方，目前庫存量為6000萬立方，異龍湖是自東向西長13.8km、南北最寬處3.8km的狹長裂隙湖，水質(zhì)較差的區(qū)域主要以異龍湖東部區(qū)域較為突出，在旱季7～8個月基本干涸，沒有補給水源，水體嚴重缺乏流動性。雨季入湖補水又攜帶大量污染負荷。因此作業(yè)范圍為湖東部水域，由湖東以西直線距離8km處有豐富的生態(tài)濕地，而在此內(nèi)范圍基本是劣五類水質(zhì)，因此投入按日處理庫存量的50％的2％計算：6000×50％×2％＝60萬立方。安裝本發(fā)明的系統(tǒng)，單臺處理能力為：500立方/h×24h＝12000立方/d，因此投入數(shù)量為：60萬立方/1.2＝50臺套，年運行處理水量為：60萬×330天＝19800萬立方，相當于處理量是滿庫容的異龍湖水的1.5倍略強，是現(xiàn)在庫容水量的3倍略強。

兩根遠端引流管理論上可以無限延長長度，在實際應用中由異龍湖長度中線兩側(cè)布置操作平臺，遠端引流管按中線以南向南延伸，長度控制在≤500米。

治理成果：按照如上約9～12個月為一個周期的治理以后，異龍湖水質(zhì)達到或好于地表水質(zhì)Ⅳ類，部分指標達到地表水質(zhì)Ⅱ-Ⅲ類。

若本發(fā)明中省略自旋布水器，則可能存在下列問題：

1、當?shù)撞克w或遠端水體由鼓風機供氣，由引流內(nèi)桶4中的曝氣盤2供氣，水體由原位入水口9或遠端引流管11進入，再由引流內(nèi)桶4頂部涌出的過程稱為低氣壓動力引流曝氣循環(huán)作業(yè)過程，此作業(yè)過程一般在水體溶解氧含量不足，或需要對缺氧水須增氧曝氣，也可用于生化耗氧作業(yè)環(huán)境。

2、當?shù)撞克w或遠端水體由漩渦機組旋轉(zhuǎn)，形成水體由底部進入引流內(nèi)桶4、再由引流內(nèi)桶4頂部涌出的過程稱為機械動力引流循環(huán)作業(yè)過程，此過程適用于水體溶解氧含量充足，或者不需要氧氣(厭氧)的作業(yè)環(huán)境。

3、當單獨執(zhí)行1、2任一過程的時候，水體的流速較低，對流水量較小。當同時執(zhí)行1、2兩過程對水體作業(yè)時，引流流體流速較快，水量較大，此過程稱為復合動力引流。在自然湖泊、庫塘水體攪拌循環(huán)增氧作業(yè)時，一般采用混合動力引流，這樣才能對大水體、大面積、深度大、環(huán)境復雜的自然水體有良好的作用，并且通過水力循環(huán)量計算，需要同時投入十幾個甚至上百個機組對自然水體作業(yè)，才能對微生物種群生態(tài)修復有積極的效果。

4、當進行以上作業(yè)時水體經(jīng)底部原位入水口9或遠端引流管11進入上行引流內(nèi)桶4，由引流內(nèi)桶4的頂部流出時為垂直上涌，涌出時引流內(nèi)桶4頂部標高已經(jīng)高于水平面約0.3～2.0m范圍，此時流體超過水平面部分立刻受到來自頂部大氣壓垂直向下的重力作用，抵消掉大部分動力，因此能夠流出的部分就很小，消耗了來自“低氣壓動力引流”或“機械動力引流”的能量水頭變小，相當部分水體被大氣壓頂回引流內(nèi)桶4，形成引流內(nèi)桶4中重力回流與上行引流的無效循環(huán)。