CN106186379A - 一种用于水体增氧处理的携氧材料 - Google Patents

一种用于水体增氧处理的携氧材料 Download PDF

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Abstract

一种用于水体增氧处理的携氧材料，携氧材料是由低表能表面活性材料和载体材料制成，低表能表面活性材料为液态的氟碳树脂或有机硅，所述载体材料为固体颗粒状，其中低表能表面活性材料的体积百分比为1‑50％；低表能表面活性材料可以完全包裹住载体材料的颗粒表面，根据血红蛋白的载氧机理设计而成，具有亲氧、耐紫外线、耐氧化、耐微生物分解等优良性质，同时基于粉末细小颗粒状的物质形态，可以直接使用或经简单堆积制成所需的形状和尺寸，直接投掷于所需增氧的水体中，可以替代目前水体增氧处理工艺中广泛应用的直接对水体进行的曝气的处理工艺，达到无泡(微泡)曝气的效果，氧气的利用率比传统方法提高2‑3.5倍，氧气溶解率可达到95％。

Description

一种用于水体增氧处理的携氧材料
技术领域
本发明涉及水体增氧处理技术领域，尤其涉及一种用于水体增氧处理的携氧材料。
背景技术
在许多场合，需要提高氧气在水中的溶解量，比如需氧发酵、污水曝气、水产养殖、水产品运输等。但是通常情况下氧气在水中的溶解度非常低；现有技术中的一般做法是：通过制氧机器设备直接往水中氧气进行曝气来提高水中氧气含量，然而这样的方法效率很低，氧气利用率仅在5-30％，同时也造成了很大部分能量的浪费。
俗语所称的“流水不腐”，其本质就是水体在流动过程中在不断进行曝气，保证了水中的溶氧量。现有技术中所存在的普遍难题在于：如何低成本的将氧气充分溶解在水体中是解决水体溶氧量低，特别是在大规模水体中确保其充足的溶氧量，以达到不同应用需求下的水体内的氧气需求量(污水曝气增氧、水产养殖等)。
本发明旨在研发一种携氧材料，可以明显增加水体内的氧气溶解量，能够明显缓解传统的曝气方式所产生的氧气无法长时间充分与水体接触溶解的技术缺陷，并且使用方便，相比于现有技术中的通氧曝气方式，极大提高了曝气增氧的效率，本发明所述的携氧材料可实现无泡(微泡)曝气的效果，并且能够实现水体中的溶氧量相较于传统方法提高2-3倍；可以大大节省水体增氧中曝气装置所消耗的能源，达到了节能与高效的目的。
发明内容
为实现上述技术目标，本发明设计一种用于水体增氧处理的携氧材料，可直接投掷于水体中，携氧材料呈粉末颗粒状，可投掷于水体中，直接与水体充分接触，进行无泡(微泡)曝气，提高水体溶氧量。
为了实现上述技术目的，本发明采取如下技术方案：
一种用于水体增氧处理的携氧材料，其特征在于：携氧材料是由低表能表面活性材料和载体材料制成，所述载体材料为颗粒状固体材料，所述低表能表面活性材料为液态，基于这样的配合，可在确保粉末颗粒状的载体材料的外表面充分结合，所述携氧材料的制备方法如下：
(1)将所述液态的低表能表面活性材料喷洒于所述载体材料的表面或者将所述载体材料充分浸润在所述低表能表面活性材料中；以确保液态的氟碳树脂漆或胶状的有机硅等低表能表面活性材料能充分浸润并附着在载体颗粒的外表面；
(2)将经所述低表能表面活性材料喷洒或浸润的载体材料取出，进行风干处理；以期得到载体材料颗粒的外表面充分裹附有氟碳树脂材料的携氧材料，且便于使用和储存；
(3)将上述步骤(2)制得的载体材料再次进行粉碎处理，得到所述携氧材料。
进一步的，所述低表能表面活性材料为氟碳树脂漆或有机硅。液态的氟碳树脂漆或有机硅，具有优异的低表面张力的特征，可以确保携氧材料的外表面不易粘结污垢，而影响携氧材料的携氧效果。
更进一步的，所述低表能表面活性材料的体积百分比为1-50％；体积百分比的配合，可确保所述载体材料的颗粒外表面全部由所述液态的氟碳树脂漆或有机硅包裹，且低表能表面活性材料的厚度具有良好的抗污、不粘结特性。
更进一步的，所述步骤(3)所制得的携氧材料，可通过直接投掷、包装于可透水袋体中或堆积成所需形状和尺寸的方式置于需增氧的水体池中使用。
更进一步的，所述步骤(2)中的风干处理为自然风干或采用热风机设备进行热风干。
更进一步的，具体所述氟碳树脂漆为聚六氟丙烯、聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯(F46)、聚三氟乙烯、聚偏氟乙稀、聚氟乙烯、聚三氟氯乙烯和三氟氯乙烯。
本发明的技术特点和效果为：
本发明提供一种携氧材料，这种材料是根据血红蛋白的载氧机理设计而成，具有亲氧、耐紫外线、耐氧化、耐微生物分解等优良性质，同时基于粉末细小颗粒状的物质形态，可以直接使用或经简单堆积制成所需的形状和尺寸，直接投掷于所需增氧的水体中，可以替代目前水体增氧处理工艺中广泛应用的直接对水体进行的曝气的处理工艺；
当需要对特定的水体增氧时，只需将上述方法制得的携氧材料(颗粒粉末)直接投掷到需要增氧的水池中，当传统的曝气装置从水体底部曝气时，曝起的大量气泡无法直接浮出水面，而是进入本发明所述的携氧材料的粉末层，由于堆积而成的粉末层携氧材料具有细小间隙，可实现对曝气进行细化微分成大量细小微泡(甚至直接溶解，达到无泡浮出)，同时基于携氧材料的粉末层多空隙的缓冲作用，使得大量的曝气气泡缓慢分解，极大增加了氧气在水体中的曝气接触时间，实现了氧气的充分地在水体中的溶解，达到无泡(微泡)曝气的效果，氧气的利用率比传统方法提高2-3倍，氧气溶解率可达到90％。
附图说明
图1-为本发明所述的一种用于水体增氧处理的携氧材料的微观颗粒结构简图；
附图标记：1-载体材料；2-低表能表面活性材料
具体实施方式1
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参照图1，一种用于水体增氧处理的携氧材料，其特征在于：携氧材料是由低表能表面活性材料2和载体材料1制成，载体材料1为颗粒状固体材料，低表能表面活性材料2为液态，基于这样配合，可在确保粉末颗粒状的载体材料1的外表面充分结合，携氧材料的制备方法如下：
(1)将液态的低表能表面活性材料2喷洒于所述载体材料1的表面或者将所述载体材料1充分浸润在所述低表能表面活性材料2中；以确保液态的氟碳树脂漆或胶状的有机硅等低表能表面活性材料2能充分浸润并附着在载体颗粒的外表面；
(2)将经所述低表能表面活性材料喷洒或浸润的载体材料取出，进行风干处理；以期得到载体材料1颗粒的外表面充分裹附有氟碳树脂漆或有机硅材料的携氧材料，且便于使用和储存；
(3)将上述步骤(2)制得的载体材料再次进行粉碎处理，得到所述携氧材料。
低表能表面活性材料2为氟碳树脂漆或有机硅。液态的氟碳树脂漆或有机硅，具有优异的低表面张力的特征，可以确保携氧材料的外表面不易粘结污垢，而影响携氧材料的携氧效果。
低表能表面活性材料2的体积百分比为1％；体积百分比的配合，可确保所述载体材料1的颗粒外表面全部由所述液态的氟碳树脂漆或有机硅包裹，且低表能表面活性材料1的厚度具有良好的抗污、不粘结特性。
步骤(3)所制得的携氧材料2，可通过直接投掷、包装于可透水袋体中或堆积成所需形状和尺寸的方式置于需增氧的水体池中使用。
当需要对特定的水体增氧时，只需将上述方法制得的携氧材料(颗粒粉末)直接投掷到需要增氧的水池中，当传统的曝气装置从水体底部曝气时，曝起的大量气泡无法直接浮出水面，而是进入本发明所述的携氧材料的粉末层，由于堆积而成的粉末层携氧材料具有细小间隙，可实现对曝气进行细化微分成大量细小微泡(甚至直接溶解，达到无泡浮出)，同时基于携氧材料的粉末层多空隙的缓冲作用，使得大量的曝气气泡缓慢分解，极大增加了氧气在水体中的曝气接触时间，实现了氧气的充分地在水体中的溶解，氧气的利用率比传统方法提高2-3.5倍，氧气溶解率可达到95％。
步骤(2)中的风干处理为自然风干或采用热风机设备进行热风干。
具体的，氟碳树脂漆为聚六氟丙烯、聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯(F46)、聚三氟乙烯、聚偏氟乙稀、聚氟乙烯、聚三氟氯乙烯和三氟氯乙烯。
这种材料是根据血红蛋白的载氧机理设计而成，具有亲氧、耐紫外线、耐氧化、耐微生物分解等优良性质，同时基于粉末细小颗粒状的物质形态，可以直接使用或经简单堆积制成所需的形状和尺寸，直接投掷于所需增氧的水体中，可以替代目前水体增氧处理工艺中广泛应用的直接对水体进行的曝气的处理工艺。
具体实施方式2
请参照图1，一种用于水体增氧处理的携氧材料，其特征在于：携氧材料是由低表能表面活性材料2和载体材料1制成，载体材料1为颗粒状固体材料，低表能表面活性材料2为液态，基于这样配合，可在确保粉末颗粒状的载体材料1的外表面充分结合，携氧材料的制备方法如下：
(1)将液态的低表能表面活性材料2喷洒于所述载体材料1的表面或者将所述载体材料1充分浸润在所述低表能表面活性材料2中；以确保液态的氟碳树脂漆或胶状的有机硅等低表能表面活性材料2能充分浸润并附着在载体颗粒的外表面；
(2)将经低表能表面活性材料2喷洒或浸润的载体材料1取出，进行风干处理；以期得到载体材料1颗粒的外表面充分裹附有氟碳树脂漆或有机硅材料的携氧材料，且便于使用和储存；
(3)将上述步骤(2)制得的载体材料再次进行粉碎处理，得到所述携氧材料。
低表能表面活性材料2为氟碳树脂漆或有机硅。液态的氟碳树脂漆或有机硅，具有优异的低表面张力的特征，可以确保携氧材料的外表面不易粘结污垢，而影响携氧材料的携氧效果。
低表能表面活性材料2的体积百分比为50％；体积百分比的配合，可确保所述载体材料1的颗粒外表面全部由所述液态的氟碳树脂漆或有机硅包裹，且低表能表面活性材料1的厚度具有良好的抗污、不粘结特性。
步骤(3)所制得的携氧材料2，可通过直接投掷、包装于可透水袋体中或堆积成所需形状和尺寸的方式置于需增氧的水体池中使用。
当需要对特定的水体增氧时，只需将上述方法制得的携氧材料(颗粒粉末)直接投掷到需要增氧的水池中，当传统的曝气装置从水体底部曝气时，曝起的大量气泡无法直接浮出水面，而是进入本发明所述的携氧材料的粉末层，由于堆积而成的粉末层携氧材料具有细小间隙，可实现对曝气进行细化微分成大量细小微泡(甚至直接溶解，达到无泡浮出)，同时基于携氧材料的粉末层多空隙的缓冲作用，使得大量的曝气气泡缓慢分解，极大增加了氧气在水体中的曝气接触时间，实现了氧气的充分地在水体中的溶解，氧气的利用率比传统方法提高2-3.5倍，氧气溶解率可达到95％。
步骤(2)中的风干处理为自然风干或采用热风机设备进行热风干。
具体的，氟碳树脂漆为聚六氟丙烯、聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯(F46)、聚三氟乙烯、聚偏氟乙稀、聚氟乙烯、聚三氟氯乙烯和三氟氯乙烯。
这种材料是根据血红蛋白的载氧机理设计而成，具有亲氧、耐紫外线、耐氧化、耐微生物分解等优良性质，同时基于粉末细小颗粒状的物质形态，可以直接使用或经简单堆积制成所需的形状和尺寸，直接投掷于所需增氧的水体中，可以替代目前水体增氧处理工艺中广泛应用的直接对水体进行的曝气的处理工艺。
具体实施方式3
请参照图1，一种用于水体增氧处理的携氧材料，其特征在于：携氧材料是由低表能表面活性材料2和载体材料1制成，载体材料1为颗粒状固体材料，低表能表面活性材料2为液态，基于这样配合，可在确保粉末颗粒状的载体材料1的外表面充分结合，携氧材料的制备方法如下：
(1)将液态的低表能表面活性材料2喷洒于所述载体材料1的表面或者将所述载体材料1充分浸润在所述低表能表面活性材料2中；以确保液态的氟碳树脂漆或胶状的有机硅等低表能表面活性材料2能充分浸润并附着在载体颗粒的外表面；
(2)将经低表能表面活性材料2喷洒或浸润的载体材料1取出，进行风干处理；以期得到载体材料1颗粒的外表面充分裹附有氟碳树脂漆或有机硅材料的携氧材料，且便于使用和储存；
(3)将上述步骤(2)制得的载体材料再次进行粉碎处理，得到所述携氧材料。
低表能表面活性材料2为氟碳树脂漆或有机硅。液态的氟碳树脂漆或有机硅，具有优异的低表面张力的特征，可以确保携氧材料的外表面不易粘结污垢，而影响携氧材料的携氧效果。
低表能表面活性材料2的体积百分比为25％；体积百分比的配合，可确保所述载体材料1的颗粒外表面全部由所述液态的氟碳树脂漆或有机硅包裹，且低表能表面活性材料1的厚度具有良好的抗污、不粘结特性。
步骤(3)所制得的携氧材料2，可通过直接投掷、包装于可透水袋体中或堆积成所需形状和尺寸的方式置于需增氧的水体池中使用。
当需要对特定的水体增氧时，只需将上述方法制得的携氧材料(颗粒粉末)直接投掷到需要增氧的水池中，当传统的曝气装置从水体底部曝气时，曝起的大量气泡无法直接浮出水面，而是进入本发明所述的携氧材料的粉末层，由于堆积而成的粉末层携氧材料具有细小间隙，可实现对曝气进行细化微分成大量细小微泡(甚至直接溶解，达到无泡浮出)，同时基于携氧材料的粉末层多空隙的缓冲作用，使得大量的曝气气泡缓慢分解，极大增加了氧气在水体中的曝气接触时间，实现了氧气的充分地在水体中的溶解，氧气的利用率比传统方法提高2-3.5倍，氧气溶解率可达到95％。

Claims (7)

1.一种用于水体增氧处理的携氧材料，其特征在于：携氧材料是由低表能表面活性材料和载体材料制成，所述载体材料为颗粒状固体材料，所述低表能表面活性材料为液态，所述携氧材料的制备方法如下：
(1)将所述液态的低表能表面活性材料喷洒于所述载体材料的表面或者将所述载体材料充分浸润在所述低表能表面活性材料中；
(2)将经所述低表能表面活性材料喷洒或浸润的载体材料取出，进行风干处理；
(3)将上述步骤(2)制得的载体材料再次进行粉碎处理，得到所述携氧材料。
2.按权利要求1所述的一种用于水体增氧处理的携氧材料，其特征在于：所述低表能表面活性材料为氟碳树脂漆或有机硅。
3.按权利要求1所述的一种用于水体增氧处理的携氧材料，其特征在于：所述低表能表面活性材料的体积百分比为1-50％。
4.按权利要求1所述的一种用于水体增氧处理的携氧材料，其特征在于：所述载体材料为石英沙、火山岩粉末或活性炭粉末。
5.按权利要求1所述的一种用于水体增氧处理的携氧材料，其特征在于：所述步骤(3)所制得的携氧材料可通过直接投掷、包装于麻袋中或堆积成所需形状和尺寸的方式置于需增氧的水体池中使用。
6.按权利要求1所述的一种用于水体增氧处理的携氧材料，其特征在于：所述步骤(2)中的风干处理为自然风干或采用热风机设备进行热风干。
7.按权利要求2所述的一种用于水体增氧处理的携氧材料，其特征在于：
所述氟碳树脂漆为聚六氟丙烯、聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯(F46)、聚三氟乙烯、聚偏氟乙稀、聚氟乙烯、聚三氟氯乙烯和三氟氯乙烯。
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