CN105293673A - 一种超微气泡水体净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超微气泡水体净化装置，其包括漂浮在水体表面的浮体装置，浮体装置上设置有微纳米气泡发生装置、控制器和变压吸附制氧装置；以及设置在水体表面以下的导流装置和设置在水体表面以下的潜水推流装置；浮体装置包括漂浮在水面上的浮筒、浮筒上的固定板面和将整个浮体装置控制在水面某一位置上的锚；微纳米气泡发生装置包括进水单元、气液混合单元和气泡喷射单元。本发明提供的超微气泡水体净化装置，结构简单、使用方便，可以解决目前水体净化装置增氧不足、破坏自然水体生态环境和能耗高等问题，该装置可大量减少能耗，并迅速的提高水体中的溶解氧，在改变水体水生物生存环境的同时又不引起整个水域生态环境的破坏。

Description

一种超微气泡水体净化装置

技术领域

本发明涉及一种水处理装置，尤其涉及一种可对水体进行增氧、增强水体自净能力、改变水体水质的超微气泡水体净化装置。

背景技术

长久以来，由于经济发展模式，我国的水体污染俨然已进入非常严重的阶段，尤其是湖泊、水塘等的水环境情况。大量的有机污染物随着地表径流、雨水等被带入水中，水体耗氧量远远大于水体的自然富氧量，造成水中溶解氧浓度降低。而大量堆积的底泥在厌氧条件下分解产生臭气和黑液，造成水体发黑发臭，给水生动物的生存造成严重危害，水体的自净能力也因此大大降低，水体生态系统和水体功能也受到阻碍和破坏。因此，提出一种有效的水体净化技术已经成为当务之急。

目前，国际上针对水体净化的解决方法主要有：化学法、生态湿地修复技术和人工浮岛技术等。其中化学法主要是通过向污染水体中添加药物来改善水体的水质情况，但易产生二次污染；生态湿地修复技术虽然能起到净化水质的作用，但其要求面积大，净化效率也较低；人工浮岛技术能直接吸收N、P，提高水体的透明度，抑制浮游生物，但其运行较为复杂，且具有较强的季节性。

综上所述，这些技术虽都有一定的净化水质能力，但都治标不治本，水体生态系统自净能力没有得到根本的增强，而这一问题的解决关键在于解决水体中溶解氧浓度、改变水体氧化能力。曝气充氧对增加水体溶解氧的良好效果已然得到证实，然而常规的曝气技术产生的普通气泡直径较大，且上升速度快，并不能在水体中长时间滞留，因此其充氧效果甚微。而超微气泡由于其尺寸较小，表面张力与普通气泡相比较低，这就使得氧气分子与水分子更容易结合并进一步实现沉降。通过气泡的沉降和较长时间的滞留，实现了对水底直接充氧，有效地增加了水中溶解氧的含量，改变水体底层好氧微生物的生存环境，并对底泥有机质的实现了有效消解。大多数的超微气泡在上升过程中会溶解到周围的水体中，因此不会破坏原有水体的生态结构，并能从根本上改变深层水的生物生存环境，实现水体的净化，并增强水体生态系统的自净功能。

综上所述，尽快的利用创新性的实用技术手段，恢复自然水体的自净能力，解决水体净化问题，将成为当今中国社会的重要课题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、使用方便的超微气泡水体净化装置，可以解决目前水体净化装置增氧不足、破坏自然水体生态环境和能耗高等问题，该装置可大量减少能耗，并迅速的提高水体中的溶解氧，在改变水体水生物生存环境的同时又不引起整个水域生态环境的破坏。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种超微气泡水体净化装置，其包括漂浮在水体表面的浮体装置，所述浮体装置上设置有微纳米气泡发生装置、控制器和变压吸附制氧装置；以及设置在水体表面以下的导流装置和设置在水体表面以下的潜水推流装置；

所述浮体装置包括漂浮在水面上的浮筒、浮筒上的固定板面和将整个浮体装置控制在水面某一位置上的锚；所述的浮体装置是由能漂浮在水面上的材料所制成；所述浮体装置主要作用有两个：一是承载变压吸附制氧装置、微纳米气泡发生装置和控制器。二是用于固定设置在水体表面以下导流装置。

采用潜水推流装置可以扩大微纳米气泡在水平方向上的分布范围，使得微纳米气泡与周围水体最大可能的进行充分混合，对水体底部直接充氧，使水体中不出现厌氧层，并能长期保持有氧状态。所述的导流装置通过软管与水平方向上的潜水推流装置连接。此时，上层水流水体进入导流装置并与超微气泡水体通过软管一并进入潜水推流装置中，在潜水推流装置中经搅拌混合后释放，从而实现水体的净化。

所述微纳米气泡发生装置包括进水单元、气液混合单元和气泡喷射单元；

所述的导流装置通过软管与水平方向设置的潜水推流装置连接；

所述的控制器包括操作面板、压力传感器和气体控制阀以及整个装置的电路。

进一步地，所述导流装置固定在所述浮体装置上。

进一步地，所述的进水单元包括进水管、水泵控制阀、水流量计、自吸泵和出水管；所述气液混合单元包括气液连通管路和溶气装置；所述气泡喷射单元包括气水导出管和微纳米气泡发生器。

进一步地，所述进水管的一端设置在水体表面以下，另一端与所述自吸泵的进水端口连接；所述进水管上依次设置有水泵控制阀和水流量计；所述出水管的一端与自吸泵的出水端口连接；所述进气管与变压吸附制氧装置连接，并依次设置有气体流量计和气体控制阀门；所述进气管的另一端、所述出水管的另一端和所述连通管路的一端用三通连接；所述连通管路的另一端与溶气装置连接；所述气水导出管的一端与溶气装置连接，另一端设置在污染水体的水面下方并与微纳米气泡发生器连接；所述微纳米气泡发生器放置在导流装置的内部；

进一步地，所述导流装置为带孔喇叭形装置，并用螺栓将其固定在所述浮体装置上。

进一步地，所述潜水推流装置设置在水体底部。

进一步地，所述的压力传感器设置在气水导出管上；所述气体控制阀设置在进气管上；所述气体控制阀由控制器所控制。所述控制器主要用于整个超微气泡水体净化装置的控制以及水体净化效果的记录。

利用变压吸附制氧装置，可通过将空气中的氮气成分吸附，提高气体中氧气浓度，从而提高水体中溶解氧含量，增强水体氧化能力。利用潜水推流装置，可扩大超微气泡在横向的分布范围，实现与周边水体的充分混合，并使水体保持有氧状态，进而防止厌氧层的出现。

使用时，该装置首先通过自吸泵从污染水体中吸人进水，而由于出水管、进气管与气液连通管是三通设置，此时，进气管呈负压状态，因此装置会自吸来自变压吸附制氧装置产生的气体，在溶气装置中形成气液混合液，然后再通过气水导出管进入微纳米气泡发生器，并通过微纳米气泡发生器产生大量超微气泡。此时，由于微纳米气泡发生器设置在导流装置内部，上层水体通过导流装置上的孔进入导流装置中，混合超微气泡水，并在潜水推流装置产生的水流吸力的作用下，通过软管输送到潜水推流装置中经充分混合后得到释放。此时，整套超微气泡水体净化装置就会实现对水体底泥的直接充氧，从而改变水体底层好氧微生物的生存环境，进而实现水体的净化。

本发明的超微气泡水体净化装置通过浮体装置、控制器、变压吸附制氧装置、微纳米气泡发生装置、导流装置与潜水推流装置的配合，形成了一种推流式超微气泡水体净化装置。利用微纳米气泡发生器产生大量的超微气泡，并将部分水分子电离分解产生氢氧自由基，具有超强的氧化效果，可对富营养水体中难以分解的污染物进行分解，从而实现水体的净化。

本发明所达到的有益效果是：

(1)采用高速旋回式气液混合型微纳米气泡发生器、微纳米气泡发生装置与潜水推流装置相互配合，产生大量的微纳米气泡，大大增加了水体中溶解氧的含量，可让水体的自净功能得到恢复，并进一步加强；

(2)高速旋回式气液混合型微纳米气泡发生器产生的微纳米气泡表面带有负电，可对水中的污染物或悬浮物进行吸附，并通过电离产生大量具有超强氧化能力的羟基自由基；

(3)该装置通过潜水推流装置直接对水底实现直接充氧。有效地增加了水中溶解氧的含量，并改变了水体底层好氧微生物的生存环境以及对底泥有机质实现了有效消解。并且大多数的超微气泡在上升过程中会溶解到周围的水体中，因此不会破坏原有水体的生态结构，并能从根本上改变深层水的生物生存环境，实现水体的净化和水体生态系统的自净功能的增强；

(4)该装置设有变压吸附制氧装置，可提高微纳米气泡中溶解氧的含量，从而增强水体的氧化能力，达到水质净化的目的。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明内容的一个实施例的整体示意图；

图2为本发明微纳米气泡发生装置的示意图。

图中各标号对应的部件为：1、浮体装置；11、浮筒；12、固定板面；13、锚；2、微纳米气泡发生装置；21、进水管；22、水泵控制阀；23、水流量计；24、自吸泵；25、出水管；26、气液连通管路；27、溶气装置；28、气水导出管；29、微纳米气泡发生器；3、控制器；31、压力感应器；32、气体控制阀；4、导流装置；5、潜水推流装置；6、变压吸附制氧装置；61、进气管；63、气体流量计；7、软管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2所示，本发明实施例提供一种超微气泡水体净化装置。可应用于水处理设备领域。该装置包括：漂浮在水体表面的浮体装置1、设置在浮体装置上的微纳米气泡发生装置2和设置在浮体装置上的控制器3、设置在水体表面以下的导流装置4和设置在水体表面以下的潜水推流装置5以及设置在浮体装置上的变压吸附制氧装置6。所述浮体装置1包括漂浮在水面上的浮筒11、浮筒上的固定板面12和将浮体装置控制在水面上的锚13；所述微纳米气泡发生装置2包括进水管21、水泵控制阀22、水流量计23、自吸泵24、出水管25、气液连通管路26、溶气装置27、气水导出管28和微纳米气泡发生器29。

所述进水管21的一端设置在水体表面以下，另一端与所述自吸泵22的进水端口连接；所述进水管21上依次设置有水泵控制阀22和水流量计23；所述出水管25的一端与自吸泵24的出水端口连接；所述进气管61与变压吸附制氧装置6连接后，并依次设置有气体流量计63和气体控制阀门32；所述进气管61的另一端、所述出水管25的另一端和所述连通管路26的一端用三通管件进行连接；所述气液连通管路26的另一端与溶气装置27连接；所述气水导出管28的一端与溶气装置27连接，另一端设置在污染水体的水面下方并与微纳米气泡发生器29连接；所述微纳米气泡发生器29放置在导流装置4的内部；所述导流装置4为带孔喇叭形装置并用螺栓固定在浮体装置上；所述导流装置4与潜水推流装置5通过软管7连接。

上述装置中的浮体装置是漂浮在水面上方的，其主要是用于承载微纳米气泡发生装置、变压吸附制氧装置和控制器；所述的浮体装置是由能漂浮在水面上的材料制成，所述浮体装置是又浮筒和设置在浮筒表面的固定板面构成，并用至少3个锚将整个浮体装置固定在水面上的设置位置；所述控制器主要用于整个超微气泡水体净化装置的控制以及水体净化效果的记录。

上述装置所述中气水导出管28和溶气装置27连接，所述气水导出管28的另一端与所述的微纳米气泡发生器29连接，所述微纳米气泡发生器29设置在水体表面以下的导流装置4内部。本实施例中的微纳米气泡发生器的位置可以根据需要设置。

上述装置中的微纳米气泡发生器采用的是高速旋回式气液混合型微纳米气泡发生器。该发生器启动旋转，在发生器的中部产生负压轴，自动吸入液体和气体。当高速旋转的气体和液体在适当的压力下从经特别设计的喷射口喷出时，在气液接触界面间产生高速强力的剪切和高频率的压力变动下，就会产生大量的气泡直径在0-50μm的气泡，并且会长时间的停留。这些微纳米气泡中含有大量的氧，为水处理提供了丰富的活性氧、超强氧化离子团。

上述装置中还包括设置在水面以下水平方向上的潜水推流装置5，其设置位置可根据需要设置。本实施例中采用潜水推流装置可以扩大微纳米气泡在水平方向上的分布范围，使得微纳米气泡最大可能的与周围水体充分混合，进行氧化反应，使水体中不出现厌氧层，并能保持有氧状态。所述的导流装置4通过软管7与水平方向上的潜水推流装置5连接。此时，上层水流水体进入导流装置，通过软管进入潜水推流装置中和含有微纳米气泡的水体搅拌混合后释放，从而实现水体的净化。

上述装置中的控制器3包括操作面板、压力传感器31和气体控制阀32。所述的压力传感器设置于气水导流管28上；所述气体控制阀32设置在进气管61上。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种超微气泡水体净化装置，其特征在于，包括漂浮在水体表面的浮体装置，所述浮体装置上设置有微纳米气泡发生装置、控制器和变压吸附制氧装置；以及设置在水体表面以下的导流装置和设置在水体表面以下的潜水推流装置；

所述浮体装置包括漂浮在水面上的浮筒、浮筒上的固定板面和将整个浮体装置控制在水面某一位置上的锚；

所述微纳米气泡发生装置包括进水单元、气液混合单元和气泡喷射单元；

所述的导流装置通过软管与水平方向设置的潜水推流装置连接；

所述的控制器包括操作面板、压力传感器和气体控制阀。

2.根据权利要求1所述的超微气泡水体净化装置，其特征在于，所述导流装置固定在所述浮体装置上。

3.根据权利要求1所述的超微气泡水体净化装置，其特征在于，所述的进水单元包括进水管、水泵控制阀、水流量计、自吸泵和出水管；所述气液混合单元包括气液连通管路和溶气装置；所述气泡喷射单元包括气水导出管和微纳米气泡发生器。

4.根据权利要求3所述的超微气泡水体净化装置，其特征在于，所述进水管的一端设置在水体表面以下，另一端与所述自吸泵的进水端口连接；所述进水管上依次设置有水泵控制阀和水流量计；所述出水管的一端与自吸泵的出水端口连接；所述进气管与变压吸附制氧装置连接，并依次设置有气体流量计和气体控制阀门；所述进气管的另一端、所述出水管的另一端和所述连通管路的一端用三通连接；所述连通管路的另一端与溶气装置连接；所述气水导出管的一端与溶气装置连接，另一端设置在污染水体的水面下方并与微纳米气泡发生器连接；所述微纳米气泡发生器放置在导流装置的内部。

5.根据权利要求1所述的超微气泡水体净化装置，其特征在于，所述导流装置为带孔喇叭形装置，并用螺栓将其固定在所述浮体装置上。

6.根据权利要求1所述的超微气泡水体净化装置，其特征在于，所述潜水推流装置设置在水体底部。

7.根据权利要求2所述的超微气泡水体净化装置，其特征在于，所述的压力传感器设置在气水导出管上；所述气体控制阀设置在进气管上；所述气体控制阀由控制器所控制。