CN108671777A - 一种纳米级气泡发生装置 - Google Patents

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周金生
黄意卿
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Abstract

本发明公开了一种纳米级气泡发生装置，包括溶气缶和文丘里射流器，溶气缶上设有入口和出口，入口通过管道连接文丘里射流器的出液口，文丘里射流器的进气口连接有气源，文丘里射流器的进液口连接有提供水的水源；出口通过管道连接有超滤膜，超滤膜为环形柱状，其一端封闭，另一端中心空腔口与出口连通。本发明的有益效果为：本申请的纳米级气泡发生装置通过文丘里射流器将压缩空气与清洁水进行初步混合，之后进入溶气缶内，溶气缶内设置的螺旋形盘管以及螺旋形盘管孔径从入口连接处逐渐变小，可以进一步的将气水混合均匀，之后将混合均匀的气水混合物逆向通入到孔径小于0.5μm超滤膜或微滤膜内，在压力下，通过超滤膜或微滤膜喷射出0.1‑50μm的气泡。

Description

一种纳米级气泡发生装置
技术领域
本发明涉及一种气泡发生装置，尤其涉及一种纳米级气泡发生装置。
背景技术
现有的曝气技术中，主要是曝气鼓风机连接管道通过曝气头等曝气器向曝气池通过空气，以达到预期的目的，但是此方式曝气有很多不足之处，首先，尤其曝气器的构造比较单一，在水中形成的气泡较大，因此通过空气中氧的利用率很低，并且由于曝气池中的水量越大，则选择的风机型号则越大，电能消耗也越大，并且噪音大。
目前还有一种用来产生气泡的气泡发生装置，首先用水泵和气体压缩机生成水气混合液并储存在压力溶气罐内，之后通过喷头装置将水气混合液变成气泡喷出，其喷头机构包括注射腔、连接板和喷嘴；其中，注射腔包括入口端和出口端，该注射腔能够用于使流入的水气混合液发生高速回旋；连接板可以与注射腔的出口端连通，该连接板能够用于使水气混合液形成负压；喷嘴可以与连接板的出口侧连通，该喷嘴能够用于使水气混合液进一步形成负压，并形成5μm-30μm直径气泡液喷出。
根据目前的研究，微纳米气泡通常是指直径 在50μm以下的气泡，且直径在1μm以上的微小气泡被称为微米级气泡，直径小于1μm且大于1nm的超微小气泡被进一步称为纳米级气泡。进一步地，微纳米气泡破裂瞬间，由于气液界面消失的剧烈变化，界面上集聚的高浓度离子将积蓄的化学能一下子释放出来，此 时可激发产生大量的羟基自由基；同时，羟基自由基具有超高的氧化还原电位，其产生的超强氧化作用可降解水中正常条件下难以氧化分解的污染物如苯酚等，实现对水质的净化作用。
因此，目前在河道整治、工业废水治理等多方面，微纳米气泡发生装置是一种新的发展趋势，微纳米级气泡发生装置产生的微纳米气泡越小，其产生的效果越明显，研究发现，气泡的上升速度随着气泡直径的减小而减小，当直径接近3µm时，其上升速度近似于0；而当小于3µm时，气泡反而以1m/h的速度下降。这一特性可以增长气液的接触时间，提高增氧动力效率，另一方面也可以通过下沉的方式实现向下“浮选”的固液分离。但是，上述的设备只能产生5μm-30μm直径的微米级气泡，不能满足节能高效和水体净化高标准的要求，因此，需要一种真正含义上的纳米级气泡发生装置。
发明内容
本发明的目的是要提供一种纳米级气泡发生装置。
为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：一种纳米级气泡发生装置，包括溶气缶和文丘里射流器，所述溶气缶上设有入口和出口，所述入口通过管道连接文丘里射流器的出液口，所述文丘里射流器的进气口连接有提供压缩空气的气源，所述文丘里射流器的进液口连接有提供清洁水的水源；所述出口通过管道连接有超滤膜或微滤膜，所述超滤膜或微滤膜为环形柱状，其一端封闭，另一端中心空腔口与出口连通。
进一步，作为一种优选，所述超滤膜或微滤膜可以为废旧超滤膜，超滤膜或微滤膜的主要材质有聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯腈等。超滤膜或微滤膜的使用寿命到期后，这些旧膜的材质的处理是一个问题，填埋、焚烧等传统处理方式会对生态环境造成负担，影响健康，具有危害性，本申请采用废旧超滤膜或微滤膜，一方面满足本申请技术方案的实施，另一面对这些废旧超滤膜或微滤膜再利用，具有巨大的社会效益。
进一步，作为上述技术方案的改进，所述入口设置在溶气缶的中部，出口设置在溶气缶的两端；溶气缶内部设有螺旋形盘管，盘管中部设有开口与入口连通，盘管两端分别与对应侧的出口连通。
进一步，作为上述技术方案的改进，所述盘管管径从与入口连接处向两端逐渐变小。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本申请的纳米级气泡发生装置通过文丘里射流器将压缩空气与水进行初步混合，之后进入溶气缶内，溶气缶内设置的螺旋形盘管以及螺旋形盘管孔径从入口连接处逐渐变小，可以进一步的将气水混合均匀，之后将混合均匀的气水混合物逆向通入到超滤膜或微滤膜内，在压力下，通过超滤膜或微滤膜喷射出0.1-50μm的气泡。
附图说明
图1为超滤膜或微滤膜截面的电镜图。
图2为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1所示，超滤膜或微滤膜上含有大量孔径范围为0.01-0.5微米的微孔。
如图2所示，一种纳米级气泡发生装置，包括溶气缶1和文丘里射流器2，所述溶气缶1上设有入口101和出口102，所述入口101通过管道连接文丘里射流器的出液口201，所述文丘里射流器的进气口202连接有提供压缩空气的气源，所述文丘里射流器的进液口203连接有提供清洁水的水源；所述出口102通过管道连接有超滤膜或微滤膜3，所述超滤膜或微滤膜3为环形柱状，其一端封闭，另一端中心空腔口与出口102连通。
作为一种优选，所述超滤膜或微滤膜3为废旧超滤膜或微滤膜，超滤膜或微滤膜3的主要材质有聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯腈等。目前市场上，通常聚偏氟乙烯（PVDF）内带偏织管占主流产品。超滤膜或微滤膜3的使用寿命到期后，这些旧膜的材质的处理是一个问题，填埋、焚烧等传统处理方式会对生态环境造成负担，影响健康，具有危害性，本申请采用废旧超滤膜或微滤膜3，一方面满足本申请技术方案的实施，另一面对这些废旧超滤膜3或微滤膜再利用，具有巨大的社会效益。
作为上述技术方案的改进，所述入口101设置在溶气缶1的中部，出口102设置在溶气缶1的两端；溶气缶1内部设有螺旋形盘管103，盘管103中部设有开口与入口101连通，盘管103两端分别与对应侧的出口102连通。
作为上述技术方案的改进，所述盘管103管径从与入口连接处向两端逐渐变小。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种纳米级气泡发生装置，其特征在于：包括溶气缶和文丘里射流器，所述溶气缶上设有入口和出口，所述入口通过管道连接文丘里射流器的出液口，所述文丘里射流器的进气口连接有提供压缩空气的气源，所述文丘里射流器的进液口连接有提供清洁水的水源；所述出口通过管道连接有超滤膜或微滤膜，所述超滤膜或微滤膜为环形柱状，其一端封闭，另一端中心空腔口与出口连通。
2.根据权利要求1所述的纳米级气泡发生装置，其特征在于：所述超滤膜或微滤膜可以使用废旧超滤膜或微滤膜。
3.根据权利要求1所述的纳米级气泡发生装置，其特征在于：所述入口设置在溶气缶的中部，出口设置在溶气缶的两端；溶气缶内部设有螺旋形盘管，盘管中部设有开口与入口连通，盘管两端分别与对应侧的出口连通。
4.根据权利要求3所述的纳米级气泡发生装置，其特征在于：所述盘管管径从与入口连接处向两端逐渐变小。
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