CN107922226A - 微纳米气泡和羟基自由基生成器以及使用所述生成器在没有化学品的情况下处理被污染的水的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及微纳米气泡和羟基自由基生成器，并且更具体地涉及用于在没有化学品的情况下处理被污染水的系统，其包括：空气供应单元；入口管，所述入口管连接到所述空气供应单元以用于引入流体；所述微纳米气泡和羟基自由基生成器，所述微纳米气泡和羟基自由基生成器包括连接到所述入口管的泵、连接到所述泵的驱动马达、连接到所述驱动马达的驱动轴的旋转叶片、以及连接到所述泵的内壁且设置在所述旋转叶片之间的固定叶片；以及排放管，所述排放管连接到所述微纳米气泡和羟基自由基生成器，以用于排放生成微纳米气泡的流体，其中，所述旋转叶片或所述固定叶片或二者的周向表面形成为沿一个方向倾斜。如此，本发明提供能够进一步增强溶解率的微纳米气泡和羟基自由基生成器，使得每个叶片的周向表面倾斜以诱发空气和流体的扰动现象，由此促进空气和流体的微粒化和混合。

Description

微纳米气泡和羟基自由基生成器以及使用所述生成器在没有 化学品的情况下处理被污染的水的系统

技术领域

本发明关于微纳米气泡和羟基自由基生成器，其可以通过细化（refine）并混合空气和流体来生成微纳米气泡和羟基自由基并且增加空气或臭氧在流体中的溶解率，并且本发明关于使用所述生成器在没有化学品的情况下处理被污染的水的系统。

背景技术

大体而言，生活在湿地或池塘（诸如高尔夫球场中的障碍区（hazard））中的藻类或者水生植物取决于阳光、水和矿物质养分（诸如溶解在水中的氮或磷）而扩散。矿物质养分包含在流动到池塘中的雨或灌溉水中而被提供。

然而，上述的矿物质养分不断流动，藻类或水生植物过度增殖并且加重水体富营养化，相应地导致赤潮现象。

如果赤潮现象没有被处理，则溶解率降低并且这会导致藻类枯萎等。上述枯萎的藻类等被需氧微生物分解。

如果水还由于不能流动而保持静止，则水中的氧将开始被需氧微生物分解，因此水中的氧变得更加不足。如果其成为没有或缺乏氧的厌氧环境，则厌氧微生物生成硫化氢或甲烷并且这导致池塘散发恶臭。

湿地或河流的水质通常通过使用如下方法来改进：通过在深的部分中安装酸基管来提高水质，从而增加溶解在水中的氧的量来提高需氧微生物的代谢，这主要使用鼓风机。

然而，使用鼓风机的方法具有缺点，诸如酸基管的不良利用和被溶解的氧的不平稳供应。因此，实际上其改进水质的效果不能很好的匹配所投资的设备。

具体地，其不适合作为解决方案，因为夏季藻类增多污染整个湿地并导致恶臭。

此外，高尔夫球场中的湿地或水障碍区被用来作为场地中的景观连同障碍。这些湖泊很快被分解，因为它的地面是用混凝土或防水材料完成的，以防止流率降低，或者当预留的水泄漏到地下时流动回到场地。

另外地，因为频繁地过度使用农业农药来管理场地草坪或绿地，所以残留农业农药泄漏到湖泊中，并且使水质更加恶化。

为此，过去通常采用在湖泊中安装喷泉或使用特定的酶来防止湖泊的污染的方法。然而，安装喷泉只是使水循环，所以其不能有效地净化被污染的水。使用特定的酶能有效地去除污染物，但其产生昂贵的费用。

韩国的未经审查的专利申请的公开文本No.10-2007-0062060（2007年6月15日）是解决上述问题的传统方法。这个专利将沉水植物可以生长的种植袋和包含炭的网连接在一起以使得将其构成为一体式形式。

然而，这种组件不能净化高尔夫球场中的障碍区中的所有水。其仅在有限范围内工作。

而且，应放置大量种植袋来净化或改善所有障碍区的水，因此这是难以装备并维护的。此外，种植袋应被定期替换或更换，或者其应该被按期维护，因此其难以被维护并且维护费用增加。

并且，当前的终端污水处理厂中的溶气浮选式固液分离系统通过安装提供水的泵、引入空气的空气压缩机、以及压力箱以在原水中生成微纳米尺寸的微气泡来将固液分离。

然而，这种系统具有如下缺点：其需要大的泵功率并且其需要包括空气压缩机和压力箱的许多设施。因此，其需要大的面积并且其成本较高。

发明内容

目标

本发明被研发以解决上述问题。通过在泵中的每个叶片的柱状表面上形成倾斜部来导致空气和流体的湍流现象，从而促进空气和流体的细化和混合，并提供可以提高溶解率的微纳米气泡和羟基自由基生成器。

本发明通过引入使旋转叶片和固定叶片一侧是倾斜的涡流促进部分来促进空气和流体的湍流现象。

本发明通过使旋转叶片和固定叶片的布局结构合理化来延长流动路径的长度并且通过控制由每个叶片产生的撞击流率来更高效地生成微纳米气泡和羟基自由基。

本发明通过引入泵的流出管上的隔板来通过排出流体的压力变化使气穴效应最大化。

本发明通过使用微纳米气泡和羟基自由基生成器来构成被污染水的非化学处理系统以低成本来处理污水并且同时防止凝结剂聚合物的二次污染，这由于上述特征通过减少终端污水处理厂的压力浮选箱的功率并降低设施的数量和安装面积从而具有巨大的经济效益。

用于解决问题的手段

本发明的微纳米气泡和羟基自由基生成器由如下特征来构成：泵，泵能够使流体流入和流出；驱动马达，驱动马达连接到上述泵的一侧；旋转叶片，旋转叶片安装在上述驱动马达的旋转轴线上并由分类成大直径部和小直径部的若干叶片的层叠结构构成；固定叶片，固定叶片安装在上述泵的内壁侧上，固定叶片响应于上述旋转叶片的大直径部和小直径部以插入式组合方式以特定距离来设置并且由分类成大直径部和小直径部的若干叶片的层叠结构构成；若干叶轮，若干叶轮被安装在上述驱动马达的旋转轴线上并且在上述旋转叶片和固定叶片的前方被放置在泵的入口上；若干腔室，若干腔室被放置在每个叶轮之间以使使上述叶轮的旋转所载送的流体来通过；空气供应部分，空气供应部分供应空气、氧气或臭氧中的至少一者，空气供应部分作为上述泵的流入部分；以及再循环管，再循环管被构成为通过连接上述泵的流入侧和流出侧来使排放到上述流出侧的流体再循环回到流入侧。空气供应部分被连接到上述再循环管。上述空气供应管和再循环管的相连接部分由文丘里管构成，文丘里管由瓶颈式部分和管膨胀部分构成。

本发明的微纳米气泡和羟基自由基生成器的旋转叶片的特征在于包括更多的第一倾斜部，即每个叶片的柱状表面倾斜部朝向与旋转叶片的旋转方向相反的方向而形成。

本发明的微纳米气泡和羟基自由基生成器的固定叶片的特征在于包括更多的第二倾斜部，即每个叶片的柱状表面倾斜部朝向与旋转叶片的第一倾斜部相反的方向而形成。

本发明的微纳米气泡和羟基自由基生成器的旋转叶片、固定叶片或两种叶片的特征在于形成涡流促进部分，涡流促进部分形成为朝向半径线倾斜。

本发明的旋转叶片由以层叠构造布置在驱动马达的旋转轴线上的若干第一小直径部和布置在第一小直径部之间的若干第一大直径部构成。

本发明的固定叶片由若干第二小直径部和第二大直径部构成，第二小直径部通过被固定在泵的内壁侧且对应于旋转叶片的第一大直径部以层叠构造来布置，第二大直径部被布置在第二小直径部之间并对应于旋转叶片的第一小直径部。

放置在本发明的旋转叶片和固定叶片的每个小直径部之间的每个大直径部以单层或多层的方式来层叠构造，但层的数量在流体的出口上而不是入口上进行增加。

其特征在于，在流出管上装备更多的分隔件以通过导致被排放的流体的压力发生改变来加快微纳米气泡的生成。

本发明的隔膜被连接到装备在上述流出管上的壁，若干小直径部分形成在壁和小直径部分上。其由包括扩张的大直径部分而构成。

本发明的隔膜由多个隔膜构成。因为它们彼此分开，所以在隔膜之间形成气穴空间。

依照本发明，提供使用如上面所描述而构成的微纳米气泡和羟基自由基生成器的被污染水的非化学处理系统。在这种系统中，具有固定宽度和长度的一个或多个箱连接或布置成一排。上述箱被隔膜分隔，并且用于移动或排放箱内的经处理水的排出口形成在每个隔膜上。上述箱被分隔成流入水处理腔室和经处理水储存器。与上述泵的流出侧和流入侧相连接的经处理水传递管和经处理水返回管被分别插入到上述流入水处理腔室和经处理水储存器。供应管通过原水入口连接到前方的箱的流入水处理腔室以供应被污染的原水。上述流入水处理腔室和经处理水储存器被构成为使得经处理水从上述处理腔室通过通孔流动到储存器，通孔形成在使这两者分隔的壁上。其被构成为：上述经处理水储存器中的流体的至少一些通过上述微纳米气泡和羟基自由基生成器被供应到上述流入水处理腔室。在上述流入水处理腔室中，微纳米气泡撞击的截断阀被装备在上述通孔和经处理水传递管的端部之间的特定位置处。在上述流入水处理腔室的上侧上，装备具有多个传递板的传送器装置，其过滤出在被污染的原水或流入水中的污物和杂质。

发明的技术效果

本发明的微纳米气泡和羟基自由基生成器通过如下方法可以进一步改善溶解率：通过在泵的每个叶片的柱状表面上形成倾斜部来导致湍流现象从而加速空气和流体的细化和混合。

本发明可以通过引入涡流促进部分进一步加速空气和流体的湍流现象从而使溶解率最大化并生成羟基自由基，涡流促进部分形成为使得旋转叶片和固定叶片的侧面是倾斜的。

本发明可以通过如下方法来增强装置的可靠性：通过合理化旋转叶片和固定叶片的布置结构来控制每个叶片的撞击流率从而延长流动路径的长度来更有效地生成微纳米气泡。

本发明将隔膜引入到流出管并且导致通过隔膜的被排放流体的压力发生改变。为此，隔膜装备小口径部和将小口径部连接到壁的扩大的大口径部。通过由于多个隔膜彼此分开而形成气穴空间，随着被排放流体相继通过隔膜、气穴空间和隔膜，气穴可以被最大化。

本发明可以通过引入再循环管以将排放到流出管的流体引导回到流入管来产生更理想的微纳米气泡。

本发明可以通过如下方法来减少电力消耗：通过在再循环管中装备文丘里管并将空气供应部分连接到文丘里管来使用通过文丘里管的循环流体的压力改变在不没有动力的情况下从空气供应部分吸入空气。本发明也可以改善经济可行性，因为其不需要附加设施来强制吸入空气。

本发明可以将终端污水处理厂的压力浮选箱的气泡生成器的泵功率减小50%并且减少设施数量和安装面积，因为其不需要用于空气喷射的压缩机和压力箱设施。以此方式，其可以显著地增强经济可行性。

附图说明

图1是示出本发明的微纳米气泡和羟基自由基生成器的实施示例1的横截面图。

图2是示出在图1的组件中发生在泵的周围和内部的流体的流动的展开的横截面图。

图3是从不同位置绘制的横截面图，其示出在组成图2中的泵的旋转叶片和固定叶片之间的组合状态。

图4是使得组成图3的每个叶片的边缘的角度处于不同形式的横截面图。

图5是示出在图1的组件中定位在流出管上的隔膜的截面结构的图，其中（a）是纵截面图，并且（b）是横截面图。

图6是示出依照图5的流体流动穿过隔膜的图。

图7是示出本发明的微纳米气泡和羟基自由基生成器的实施示例2的图。

图8是示出在图7的组件中发生在泵的周围和内部的流体的流动的展开的图。

图9是示出本发明的被污染水的非化学处理系统的（a）主视图和（b）平面图，该系统通过使用图1的微纳米气泡和羟基自由基生成器在不具有终端污水处理厂的压力浮选箱系统的用于空气喷射的压缩机和压力箱的情况下来将固体液体分离。

图10是示出每个箱的组成的草图，特别地，该箱是图9的被污染水的非化学处理系统的箱1，其不具有终端污水处理厂的现有固液分离系统的用于空气喷射的压缩机和压力箱设施。

具体实施方式

以下，将通过参考附图更具体地描述本发明的微纳米气泡和羟基自由基生成器。

本发明的微纳米气泡和羟基自由基生成器可以被提供以实现如下目的：通过生成微纳米气泡和羟基自由基从而细化和混合选择性地并供应到高尔夫球场中的湿地、障碍区或其他贮器、污水处理厂、鱼箱或养鱼场的流体中的诸如空气、氧气和臭氧的气体来增加溶解率从而改善水质。微纳米气泡和羟基自由基生成器可以被用于净化和清洁食物、除臭、清洁系统、皮肤护理等。作为参考，OH自由基是在等离子体状态下生成的负氧离子物质。其也被称为羟基自由基。其是OH-的自由基离子。其具有强有力的氧化能力，特别是在净化、消毒、除臭和分解方面。不过，由于其在与污染物反应之后分解成氧和水，所以其对人体无害。其具有是臭氧的2000倍并且是太阳紫外线的180倍的净化速度。并且其具有通过与空气和水中的几乎所有的污染物反应来除臭和分解的作用。

图1和图6示出了本发明的微纳米气泡和羟基自由基生成器的实施示例1。基本上，微纳米气泡和羟基自由基生成器（1）作为组件被提供，组件包括：多个叶轮（370）；泵（300），叶片（330，340）被嵌入该泵；驱动马达（320）；流入管（200），其被连接到管（300）的流入部分以供应由各种污水或循环流体（诸如经处理水）组成的流体；流出管（400），其响应于上述流入管被连接到泵（300）的流出部分；空气供应部分（100），其被准备在上述泵（300）的流入部分上以供应来自外部的空气或从空气提取的气体，包括臭氧、氧气、氢气、氮气等；以及再循环管（600），其通过连接上述流入管（200）和流出泵（400）使得从上述流出管排出的流体再循环到泵（300）的流入部分。

空气供应部分（100）也可以被连接到流入管，但是其也可以被构成为通过如图1所示连接再循环管（600）的进入流入管（200）的一侧来选择性地在流体（包括通过上述流入管（200）来供应的污水或经处理水）中混合外部空气或诸如氧气或臭氧的气体。

为此，虽然附图中未示出，但是空气供应部分（100）可以选择性地包括从外部空气生成氧的氧生成器、通过使得外部空气与上述氧生成器产生的氧组合来生成臭氧的臭氧生成器、或者通过进行相应选择来供应诸如氢气或氮气的其他气体的某种空气供应装置。空气供应部分也可以装备有在空气供应管的中间处的流率控制器，以使得当诸如空气、氧气或臭氧的气体通过空气供应管（100）进入再循环管（600）或流入管（200）时，这些气体可以以适当流率被供应。

再循环管（600）使在泵（300）中被初级混合和细化的流体再循环回到泵（300）的内部，从而通过这两个过程实现流体的更理想的混合和细化。为此，再循环管（600）连接到泵的流入管（200）和流出管（400）中每个的连结部（J）并且通过返回到流入管（200）使被排放到流出管（400）的流体中的至少一些再循环。

另一方面，空气供应管（120）和再循环管（600）交汇的部分连接到三通阀形式的文丘里管（700）。在穿过文丘里管（700）的瓶颈式部位的同时，通过空气供应管所供应的诸如空气、氧气或臭氧的气体与通过再循环管（600）所运输的被排放的流体混合。在此时，被排放的流体自然地吸收通过空气供应管（120）所运输的气体，因为在穿过文丘里管（700）的瓶颈式部位的同时其压力突然地下降并且流率极大地增加。

当如此引入文丘里管（700）时，由于根据伯努利原理压力和流率发生突变的缘故，流动通过空气供应管（12）的空气或气体（诸如氧气和臭氧）可以被平缓地吸收并混合到流体中。这具有改善经济可行性的优点，例如因为其不需要额外电功率，所以显著减少电力消耗。此外，通过再循环管（600）的被排放的流体的再循环可以根据需要被控制成实施一次以上，并且装置的可靠性可以得到更大的加强，因为通过其可以生成更完整的微纳米气泡。

如所提到的，泵的流入管（200）和流出管（400）分别与在连结部上居中的再循环管（600）连接。开放和关断阀（210）、（410）可以被装备在流入管（200）和流出管（400）中，以便控制被供应或被排放流体的流率并且开放和关断流动路径。

本发明的微纳米气泡和羟基自由基生成器（1）通过利用多个叶片（330、340）撞击通过流入管（200）所供应的污水或经处理水和诸如空气、氧气或臭氧的气体来制造气穴从而生成微纳米气泡。为此，随着马达轴线（360）的驱动而旋转的多个叶轮（370）、固定在泵外壳（310）的内壁上的固定叶片（340）、以及沿着上述马达轴线（360）旋转驱动且导致与上述固定叶片（340）的相对旋转的旋转叶片（340）被装备到泵（300）的内部。适当地，叶轮（370）定位在靠近泵（300）的流入部分的位置上，并且旋转叶片（330）和固定叶片（340）被放置在叶轮（370）后方与叶轮（370）间隔开的上部位置上，并且旋转叶片通过在马达轴线（360）上的组合成为一体式的方式来提供。而且，适当的是，通过叶轮（370）的旋转所运输的水（被污染的或经处理的）和外部空气或者气体（诸如氧气和臭氧）的所通过的一个或多个腔室应该被布置在泵（300）内部的每个叶轮（370）之间。

在这种多层泵结构中，叶轮（370）和腔室（380）被依次重复布置。叶轮（370）通过马达轴线（360）的驱动而旋转。由于其旋转动力，水和空气、氧气或臭氧混合而成的流体在泵（300）的流入部分上被泵送并且被输送到定位在叶轮（370）的上侧处的叶片（330、340）。而且，随着水和空气、氧气或臭氧混合而成的流体在这个过程中穿过多个叶轮（370）和连接这些叶轮的多个腔室（380），通过由马达轴线（360）的驱动导致的旋转叶片（330）和固定叶片（340）的相互作用（即，相应旋转），被输送到叶片（330、340）的水中的上述气体的溶解率产生微纳米气泡，并且还通过流动路径（316）在泵外壳（310）的上侧处从排放出口（315）排放到泵的流出侧。

图2中所示的未描述的附图标记“349”是紧固螺栓。这将固定叶片（340）紧固到泵外壳（310）的内壁（311）。旋转叶片（330）和固定叶片（340）是每个叶片均是以层叠的方式组合成具有特定厚度的多层结构的形式。在对向的旋转叶片（330）和固定叶片（340）的相遇表面上，形成多个小口径部（333）、（343）和在这些小口径部（335）、（345）之间以一定长度突出的多个大口径部（335）、（345）。在此，适当的是，每个大口径部（335）、（345）和小口径部（333）、（343）的尖端被成形为尖锐边缘（见图3）。此外，旋转叶片（330）和固定叶片（340）的每个大口径部可以被放置成在底部处具有一个大口径部，该大口径部是流体流入的入口，并且被放置成具有采用在流体流出的顶部处的层叠形式的多个大口径部。

这通过如下方式使得水和气体的混合更平缓并且使得可以生成更细化的微纳米气泡：当还没有生成微纳米气泡的混合流体在底部处流入时（即流体的入流部分）利用一个大口径叶片来撞击流体从而初始地生成微纳米气泡（尽管是少量的）并且通过在顶部（即流体的流出部分）利用多个层叠的叶片的大口径部二次撞击形成初级微纳米气泡的流体。

此外，适当的是，使得本发明的旋转叶片（330）和固定叶片（340）的大口径部（335）、（345）之间的插入深度比叶片长度长0.5倍，如图2所示的那样。这可以通过使得每个叶片的大口径部（335）、（345）能够被插入得尽可能深而获得延长流动路径的长度的效果。并且由此，因为每个叶片和流体的连接区域加宽，所以这可以撞击更大量的混合流体并且产生水和气体的更平缓的混合和细化。

而且，旋转叶片（330）和固定叶片（340）的这种形式可以被布置成大口径部（335）、（345）通过彼此交叉而被插入的形式。适当的是，从叶轮（370）输送的混合流体的特定宽度的流动间隙被形成在以这种状态彼此配对的每个大口径部（335）、（345）和小口径部（343）、（333）之间（见图2或图4）。

更具体地，旋转叶片的大口径部（335）以如下状态被干预，在所述状态中，它们以一定距离（即上述流动间隙）被插入在上述固定叶片的大口径部之间。而且，反之，固定叶片（340）的大口径部（345）以如下状态被干预，在所述状态中，它们以一定距离（即上述流动间隙）被插入在上述旋转叶片（330）的大口径部（345）之间。

当马达（330）由这种结构驱动时，结合在马达轴线（360）上的旋转叶片（330）一起旋转。并且由此,因为小口径部（333）和大口径部（335）分别在固定叶片（340）的大口径部（345）和小口径部（343）之间旋转，所以相应的旋转发生在旋转叶片（330）和固定叶片（340）的大口径部（335）、（345）和小口径部（343）、（333）之间。

此时，流动到旋转叶片（330）和固定叶片（340）之间的流动间隙的混合流体被进一步细化并混合，这是因为其由通过大口径部（335）、（345）和小口径部（343）、（333）之间发生的相应旋转而分裂成碎片。此时，如果旋转叶片（330）在某一高的速度之上旋转，则混合流体被细化和混合成在5微米之下的微纳米尺寸。因此，能够进一步增加流体中的溶解率。

具体地，对于本发明的微纳米气泡和羟基自由基生成器，适当的是，旋转叶片（330）和/或固定叶片（340）中每个叶片的柱体表面被成形为朝向相同方向倾斜以便平稳地生成微纳米尺寸的微气泡（以下称为“微纳米气泡”）（见图4）。对此，旋转叶片（330）的每个叶片的柱体表面的倾斜（α）被形成为朝向与旋转叶片（330）的旋转方向相反的方向。具体地，假设旋转叶片（330）的旋转方向是顺时针旋转的倾斜部1（331），则倾斜部1（331）在旋转方向上较高且在相反方向上较低（见图4a）。响应于此，其可以选择性地构成为倾斜部2（341），这是固定叶片（340）中的每个叶片的柱体表面的倾斜部，该倾斜部被成形为朝向与上述旋转叶片（330）的倾斜部1（331）相反的方向（即与旋转叶片（330）的旋转方向相反的方向）。在这种情况下，倾斜部2（341）可以形成为使得：与倾斜部1（331）相反的方向是较低的并且相对的部分是较高的（见图4b）。

因此，当旋转叶片（330）旋转时，倾斜部1（331）在接近倾斜部2（341）时首先在每个倾斜部的上止点（dead center）处相遇。随着旋转继续，随着每个叶片面向彼此,在柱体表面之间形成空间。这个过程在混合流体中形成突然的涡流并且使气穴最大化。

另一方面，可以考虑每个叶片的柱体表面的长度和宽度以及流入的混合流体的流率或流速来确定倾斜部1（331）和倾斜部2（341）的角度。每个倾斜部的角度可以根据上述因素被制造成是相等的或具有不同角度。

参考图4中的图（a），旋转叶片（330）和固定叶片（340）可以通过使叶片的一侧倾斜成相对于半径线为特定角度（β）来构成涡流促进部分以促进混合流体中的涡流生成。

对于涡流促进部分（337）、（347），每个叶片的侧面朝向与流入的混合流体的流动方向相反的方向而斜向地突出。因此，促进了与其相遇的混合流体的湍流。由于这所导致的气穴现象的发生，可以促进微纳米气泡的生成。

在这种情况下，适当的是，形成在旋转叶片（330）和固定叶片（#40）中的每个叶片中的涡流促进部分（337）、（347）的角度被相等地制造。然而，可以多方面地考虑各种因素来确定设定角度，所述因素包括每个叶片的尺寸和长度以及混合流体的行为（conduct），而不限于上述推荐。

在附图中，示出的是，涡流促进部分形成在旋转叶片（330）或者固定叶片（340）中任一者上。然而，其可以形成在旋转叶片（330）和固定叶片（340）二者上。而且，如图4中的图(b)所示，涡流促进部分可以被形成在旋转叶片（330）和固定叶片（340）中的每个叶片的两侧上。

依照图1，排放出口（315）至少形成在泵（300）的顶部的一部分处，以使得可以排放包含由泵（300）内部的旋转叶片（330）和固定叶片（340）的相互作用所生成的微纳米气泡的混合流体。提供沿着泵的高度方向形成的流动路径，以使得离开上述排放出口（315）的流体可以朝向泵外壳（310）及其内壁（311）之间的泵（300）的流出侧而流动。通过这个流动路径下降的流体通过流出管（400）以包含微纳米气泡的状态被排放到外部。

另一方面，对于定位在泵的流出侧上的流出管（400），如果通过其所排放的流体可以通过改变压力被再次细化和混合，则流体中的溶解率可以得到增加。对此，这种实施示例提供了如图1所示的将隔膜（500）布置在流出管（400）内部的组件。根据图5和图6，隔膜由在上述流出管（400）中朝向流动路径并排布置在顶侧和底侧的许多壁（510）构成。在该点上，由于被排放的流体在离开小口径部（520）之后在通过大口径部（530）的同时因压力变化而进一步细化，所以可以促进气穴现象。

此外，对于隔膜（520）适当的是，在小口径部（500）和大口径部（530）的连续的形式之间布置特定尺寸的空间。通过其的被排放的流体可以进一步细化并混合被排放的流体，因为随着压力的突然降低进一步促进气穴现象。在这种情况下，适当的是，将隔膜的小口径部（520）和大口径部（530）的连续性和重复的数量确定成使得可以将流体的排放压力维持在近似4kg/㎡处。

仅通过考虑诸如驱动马达（320）的输出或流率的各种因素并将这些因素反映到设计过程中，可以确定上面所描述的隔膜（500）的排放压力和设计尺寸。

图7或图8是本发明的微纳米气泡和羟基自由基生成器的实施示例2。基本上，其示出了增加压力泵（P）以将特定压力的流体供应到微纳米气泡和羟基自由基生成器的形式。在此，提供了将压力泵（P）连接到微纳米气泡和羟基自由基生成器的流入侧的组件。在微纳米气泡和羟基自由基生成器（1’）中，旋转叶片（330）和固定叶片（340）如图1所示的那样被装备在泵（300）内部。在压力泵中，叶轮和腔室（未示出）如图1所示的那样被装备。微纳米气泡和羟基自由基生成器借助于连结部连接到压力泵（P）的流出管（400）。连结部可以装备有开放和关断阀以控制被供应的流体或使被供应的流体开放和关断。

泵马达（PM）的驱动轴线和泵马达（PM）上安装的叶轮（未示出）可以被包括在压力泵（P）中。用以将压力流体从压力泵（P）的流出管（400）再循环到流入管（200）的再循环管（600）可以借助于连结部而连接。在这种情况下，空气供应部分（100）的空气供应管（120）可以如图1所示的那样被连接到再循环管（600）。因为文丘里管（700）被连接到空气供应管（120）和再循环管（600）交汇的部分，所以可以提供上文提到的效果。

由该组件，由压力泵（P）加压的流体通过连接管（385）在形成于泵（300）的底部处的入口处流入。水中的气体由每个叶片撞击产生的压力而被精细地研磨和混合并且通过布置在泵的顶部处的出口（383）被排放。在这种情况下，排放管（800）连接到出口（383），并且因为安装了开放和关断阀，所以排放管（800）还控制被排放流体的流率或者使被排放流体的流率打开和关断。此外，上面所描述的组件的隔膜（500）可以被安装到排放管（800）并且通过其可以促进二次气穴，如上文提到的那样。

之后，将描述被污染水的非化学处理系统，其通过使用本发明的微纳米气泡和羟基自由基生成器在不使用化合物的情况下来处理来自湖泊、溪流、家庭或工厂的在地面上的各种污水。

图9或图10通过示例示出本发明的被污染水的非化学处理系统，该系统通过使用图1的微纳米气泡和羟基自由基生成器（或图7的微纳米气泡和羟基自由基生成器）在不具有终端污水处理厂的压力浮选系统的用于空气喷射的压缩机或压力箱的情况下来分离固体液体。图9是本发明的被污染水的非化学处理系统的（a）主视图和（b）平面图。图10是通过示例示出图9中的被污染水的非化学处理系统的每个箱（尤其是箱1）的草图，其没有装备有现有终端污水处理厂的固液分离系统的用于空气喷射的压缩机和压力箱设施。依照图9a和图9b，被污染水的非化学处理系统具有处于一排的多个箱（T1、T2、T3）的形式。每个箱具有特定的宽度和长度并且朝向宽度或长度方向彼此连接。

作为示例，每个箱（T1、T2、T3）由形成在一个箱中的壁以一定距离而分隔。因此，其可以被提供为连接到宽度方向的形式，如图9所示。其被构成为使得：因为排出口（37）形成在将箱分隔的壁上，所以每个箱中的经处理水移动到下一个箱。

通过参考图10观察每个箱的具体形式，箱（T1、T2、T3）被分隔成流入水处理腔室（20）和经处理水储存器（40）。连接到微纳米气泡和羟基自由基生成器（1）的流出管（400）和流入管（200）的经处理水运输管（6）和经处理水返回管（5）被分别插入到每个箱中的流入水处理腔室（20）和经处理水储存器（40）。在被插入到每个箱的流入水处理腔室（20）的处理运输管（6）的端部处，可以装备有可获得微纳米气泡和压力流体的高压喷雾的喷雾喷嘴。

此外，对于箱1（T1），水供应管（4）可以通过原水入口（33）而连接以供应被污染的原水，如图10所示。箱1或箱3（T1、T2、T3）通过形成在其之间的分隔壁上的排出口（37）而连接。每个箱的流入水处理腔室（20）和经处理水储存器（40）通过形成在使它们分隔的壁（31）上的通孔（34）而连接。如果条件允许的话，则连接流入水处理腔室（20）和经处理水储存器（40）的通孔（34）应该形成在分隔壁（31）的底部处。在每个箱的流入水处理腔室（20）中，在上述通孔（34）和经处理水运输管（6）的末端尖端之间的特定位置处可以装备某种截断阀（32）。该截断阀将防止没有被微纳米气泡和羟基自由基生成装置（1）所提供的高压微纳米气泡处理的被污染水或流入水在没有经处理的情况下移动到下一个箱。在经处理水运输管（6）的端部处的喷雾喷嘴应该定位在截断阀（32）的顶部处。

用以过滤出被污染的原水或流入水中所包括的污物或外来物质的污物去除装置（10）被装备在每个箱（T1、T2、T3）的流入水处理腔室（20）的顶部处。污物去除装置（10）具有多个运输板（14）被安装在传送带或链（13）的表面上的结构。通过由驱动轴（11a）来旋转链轮（12）从而驱动构成每个污物去除装置（10）的传送带（13），该驱动轴（11a）跨过每个箱的顶部并从马达（11）延伸。由此，带的表面的运输板（14）过滤出在流入水处理腔室（20）中悬浮在被污染原水或流入水的顶部上的污物或外来物质，并且通过定位在流入水处理腔室（20）的顶部后侧上的污物排放通路（35、36）来排出。

通过参考本文中图9或图10描述本发明的被污染水的非化学处理系统的操作，在被污染水通过水供应管（4）流动到箱1（T1）中之后，微纳米气泡和羟基自由基生成器1（1）通过将被净化水（经处理水）从经处理水储存器（40）抽吸通过经处理水返回管（5）而生成微纳米气泡。然后，其将生成的微纳米气泡通过经处理水运输管（6）供应到箱1（T1）的流入水处理腔室（20）。被排放到箱1（T1）的流入水处理腔室（20）中的微纳米气泡冲撞到截断阀（32）上并且然后漂浮在处理腔室的顶部上。此时，被污染原水中包含的污物或外来物质随微纳米气泡漂浮到顶部。随着去除装置被驱动，漂浮到流入水处理腔室（20）的顶部的污物或外来物质被运输板（14）过滤到后方。相应被过滤出的污物或外来物质通过定位在流入水处理腔室（20）的顶部后侧处的污物排出通路（35、36）排放到外部。

另一方面，在箱1（T1）的流入水处理腔室（20）中去除污物等之后通过形成在分隔壁（31）上的通孔（34）运输到经处理水储存器（40）的经处理水再次通过排出口（37）移动到箱2（T2）的流入水处理腔室（20）。其中的一些通过经处理水返回管（5）供应到微纳米气泡和羟基自由基生成器1（1），如上面所述的那样。

在额外的污物或外来物质利用与箱1相同的方法由微纳米气泡和羟基自由基生成器2（2）漂浮到处理腔室（20）的顶部并被污物去除装置过滤出之后，流动到箱2（T2）的流入水处理腔室（20）中的箱1（T1）的经处理水通过形成在分隔壁（31）上的通孔移动到经处理水储存器（40）。在经处理水储存器（40）中的经处理水生成微纳米气泡，其中的一些通过经处理水返回管（5）再次被供应到微纳米气泡和羟基自由基生成器2（2），与此同时，其通过排出口（37）移动到箱3（T3）的流入水处理腔室（20）。

在额外的污物或外来物质利用与箱1相同的方法由微纳米气泡和羟基自由基生成器3（3）漂浮到处理腔室（20）的顶部并被污物去除装置过滤出之后，流动到箱3（T3）的流入水处理腔室（20）中的箱2（T2）的经处理水通过形成在分隔壁（31）上的通孔移动到经处理水储存器（40）。经处理水储存器（40）中的经处理水重复生成微纳米气泡的过程，其中的一些通过经处理水返回管（5）被供应到微纳米气泡和羟基自由基生成器3（3），与此同时，其最终通过排出口（37）排放到外部。

类似地，在本发明的被污染水的非化学处理系统中，由来自微纳米气泡和羟基自由基生成器1或3的有利的压力所排出的微纳米气泡，流入的原水中的污物和其他外来物质漂浮到箱的顶部。诸如污物的漂浮的外来物质由污物去除装置运输并且被排放到外部。由这个过程净化的流体流动到第二和第三箱中并且可以最终被使用。经处理流体可以非常有助于恢复生态系统，因为混浊和重的金属被污物的羟基自由基和微纳米气泡分解，并且包含高溶解氧和负离子。

此外，经本发明处理的流体可以被再循环，因为其具有消毒能力。其使用如下去除污染物的方法：使用微纳米气泡和羟基自由基而不使用像先前方法的凝结式化学处理，从而防止由于凝结剂聚合物流动到溪流等中而导致的二次污染。而且，上述系统组件不需要现有的终端污水处理厂的压力箱和压力压缩机。因此，其非常具有成本效益，因为功率消耗率减小多于50%。

本发明的微纳米气泡和羟基自由基生成器基于参考附图的具体形式和方向而被解释。然而，本发明可以被相关技术领域的技术人员修改和改变。应理解的是，这样的修改和改变被包括在本发明的权利要求的范围中。

附图标记说明

P：压力泵

PM：泵马达

J：连结部

100：空气供应部分

110：流率控制仪

120：空气供应管

200：流入管

210：开放和关断阀

300：泵

310：泵外壳

311：内壁

315：排放出口

320：驱动马达

330：旋转叶片

331：倾斜部1

333：小口径部1

335：大口径部1

337：涡流促进部分1

340：固定叶片

341：倾斜部2

343：小口径部2

345：大口径部2

347：涡流促进部分2

349：紧固螺栓

360：马达轴线（轴）

370：叶轮

380：腔室

381：入口

383：出口

385：连接管

400：流出管

410：开放和关断阀

420：流出管

500：隔膜

510：壁

520：小口径部分

530：大口径部分

540：空间

600：再循环管

700：文丘里管

800：排放管

Claims (7)

1.一种微纳米气泡和羟基自由基生成器，包括：

泵，所述泵被构造成允许流体被引入和排出；

驱动马达，所述驱动马达连接到所述泵的一侧；

旋转叶片，所述旋转叶片安装在所述驱动马达的旋转轴上并且具有多个叶片堆叠而成的结构，所述多个叶片划分成大直径叶片和小直径叶片；

固定叶片，所述固定叶片安装在所述泵的内壁上并且具有多个叶片堆叠而成的结构，所述多个叶片被划分成大直径叶片和小直径叶片并且配合到且联接到所述旋转叶片的多个叶片中以在其之间具有预定距离，以使得所述固定叶片的小直径叶片和大直径叶片对应于所述旋转叶片的大直径叶片和小直径叶片；

多个叶轮，所述多个叶轮安装在所述驱动马达的旋转轴上并且在所述旋转叶片和所述固定叶片的前方设置在所述泵的前部分上；

多个腔室，所述多个腔室被设置在所述叶轮之间以使得由所述叶轮的旋转引入的流体通过所述多个腔室；

空气供应单元，所述空气供应单元被构造成将空气、氧气、以及臭氧中的至少一者供应到所述泵的入口侧；以及

再循环管，所述再循环管被构造成将所述泵的入口侧和出口侧连接以使得排放到所述出口侧的流体再循环到所述入口侧。

2.根据权利要求1所述的微纳米气泡和羟基自由基生成器，其特征在于，所述空气供应单元连接到所述再循环管，并且所述空气供应管和所述再循环管的连接部分包括具有瓶颈式部分和膨胀部分的文丘里管。

3.根据权利要求1所述的微纳米气泡和羟基自由基生成器，其特征在于，定位在所述旋转叶片和所述固定叶片中的每一者的至少一侧处的叶片包括具有倾斜结构的周向表面，其中，所述旋转叶片中的每个叶片的周向表面的斜度沿与所述旋转叶片的旋转方向相反的方向而形成，并且所述固定叶片中的每个叶片的周向表面的斜度沿与形成所述旋转叶片中的每个叶片的周向表面的斜度所沿的方向相反的方向而形成。

4.根据权利要求1所述的微纳米气泡和羟基自由基生成器，其特征在于，所述旋转叶片和所述固定叶片中的一者或两者包括具有涡流促进部分的叶片侧表面，所述涡流促进部分形成为相对于其半径线而倾斜。

5.根据权利要求1所述的微纳米气泡和羟基自由基生成器，其特征在于，所述泵的出口侧还提供有分隔壁部分，所述分隔壁部分诱发被排出流体的压力的变化以有助于微纳米气泡的生成；以及

所述分隔壁部分包括：

提供在所述出口侧处的分隔壁主体；

形成在所述分隔壁主体上的多个小直径部分；以及

连接到所述小直径部分并扩大的多个大直径部分。

6.根据权利要求5所述的微纳米气泡和羟基自由基生成器，其特征在于，所述分隔壁部分包括彼此间隔开并在其之间具有空间部分的多个分隔壁部分。

7.一种用于使用根据权利要求1-6中的任一项所述的微纳米气泡和羟基自由基生成器在没有化学品的情况下处理被污染水的系统，其特征在于，所述系统包括一个或多个水箱，所述一个或多个水箱具有预定宽度和长度并串联连接或布置，其中：

所述水箱被分隔壁分隔，所述分隔壁中的每个具有排放孔，所述水箱内的处理水通过所述排放孔而流动或被排放；

所述水箱被分隔成流入水处理室和处理水储存室；

连接到泵的出口侧和入口侧的处理水传递管和处理水返回管分别设置在所述流入水处理室和所述处理水储存室中；

最靠前的水箱的流入水处理室通过用于供应被污染的源水的源水进入端口来连接到水供应管；

所述处理水从所述流入水处理室通过壁的通孔流动到所述处理水储存室，所述流入水处理室和所述处理水储存室由所述壁分隔；

所述处理水储存室内部的流体的至少一部分经由所述微纳米气泡和羟基自由基生成器而供应到所述流入水处理室；

在所述通孔和所述处理水传递管的端部之间的预定位置处与微纳米气泡撞击的阻挡板被提供在所述流入水处理室中；以及

具有多个传递板的传送器单元被提供在所述流入水处理室的上部分中，所述多个传递板过滤包括在所述被污染的源水或流入水中的污物或杂质。