CN110015710A - 用纳米气泡处理液体的方法 - Google Patents

Abstract

一种处理液体的方法，包括在目标液体内生成期望气体的纳米气泡和使所述期望气体与所述目标液体的目标成分反应。可以选择期望气体以与所述目标成分反应，且可在所述期望气体与所述目标成分反应之后形成期望液体。

Description

用纳米气泡处理液体的方法

技术领域

本发明大体涉及一种用纳米气泡处理液体的方法，以达到除去杂质或改变其化学成分的目的。

背景技术

常常期望处理液体以便调整或改变其化学成分。可能需要从液体中除去杂质，或可能期望增加溶解溶质的浓度。

发明内容

本申请的典型实例是污水处理。期望除去杂质以使得水可饮用或可用。

本发明涉及一种用纳米气泡处理液体的方法，以达到除去杂质或改变其化学成分的目的。

气泡是可在液体或固体中形成的充气的腔。本发明涉及液体和/或行为有点像液体的物质中的气泡，例如乳液或凝胶。为简便起见，本发明意欲术语“液体”包括液体、凝胶、乳液，或其他流体物质，所述其他流体物质呈现它们容器的形状，而这样体积基本不会膨胀。

术语“微泡”和“纳米气泡”已被用于非常小的气泡。为了本发明的目的，术语“纳米气泡”将用以描述小于一微米(μm)或1000纳米(nm)的任何气泡。

最近的改进已导致可行地生产期望特性的纳米气泡。本发明涉及一种使用特定的纳米气泡来纯化或改变液体成分的方法。

具体实施方式

在详细地解释本发明之前，应理解，本发明并不局限于所描述的特定实施例的细节，而是其可以各种方式实践、构造或执行。

当已展示和描述了本发明的实施例时，本领域普通技术人员在不脱离本发明的精神和教导的情况下可作出修改。本文描述的实施例仅仅是示例性的，而不是限制性的。

本文公开的具体结构和功能性细节不应解释为限制性的，而仅仅是作为权利要求的基础，和作为教导本领域普通技术人员以不同方式使用本发明实施例的代表性基础。本文公开的实施例的许多变化和修改是可能的，且是在本发明的范围内。

其中，已明确地阐明了数值范围或限制，此种范围或限制应理解为包括在明确规定的范围或限制内的相似幅度的迭代范围或限制。

当结合权利要求和/或说明书中的术语“包括”使用时，词语“一”的使用可意味着“一个”，但是其也与“一或多个”、“至少一个”和“一个或一个以上”的意义相一致。

关于权利要求的任何元素的术语“任选地”的使用，用来意味着本元素是需要的，或者不需要的，两种选择都意欲在权利要求的范围内。上位术语(例如)“包括”、“具有”等的使用应理解为，对下位术语(例如)“由....组成”、“基本由...组成”、“实质上由...组成”等提供支持。

因此，保护范围不受本文描述的限制，而是仅由随后的权利要求来限制，包含权利要求的主题的所有等同物。因此，每个权利要求作为本发明的实施例并入说明书。因而，权利要求是进一步的描述，且是对本发明实施例的附加。

包含或讨论参考文献并非是承认其是本发明的现有技术。因此，本文引用的所有专利、专利申请和出版物的公开内容以引用方式并入，达到他们提供背景知识的程度；或对本文所阐述内容补充示例性、程序性或其他细节。

本发明的实施例大体涉及一种用纳米气泡处理液体的方法，以达到除去杂质或改变其化学成分的目的。

一种处理液体的方法，其包括在目标液体内生成期望气体的纳米气泡和使所述期望气体与所述目标液体的目标成分反应。可以选择期望气体以与所述目标成分反应，且在所述期望气体与所述目标成分反应之后可形成期望液体。

气泡是液体和固体内的气体腔。液体内大的气泡通常快速而直接地上升至表面。纳米气泡是具有小于1微米(μm)直径的非常小的气泡。纳米气泡可以在液体内长时间稳定存在，且由于浮力较小和布朗运动效应而不会像大气泡那样快速上升至表面。

由于气泡的内压力取决于气泡直径，较小的气泡具有较高的内压力且可将气体释放至周围液体中。以与带电油水乳液、胶体和纳米颗粒大致相同的方式，纳米气泡具有自组织的趋势。这归因于它们的负电荷与远程吸引的结合。

由于纳米气泡的这些特性，可以将期望气体引入液体中，期望气体是稳定的，直到发现目标成分进行反应。由于纳米气泡尺寸较小，实现了每给定体积大的多的气泡表面面积，从而为在所述期望气体与所述目标成分之间发生的反应提供大的面积。

可以实施所述方法以纯化水、调整液体的化学浓度和除去杂质等。

在实施例中，期望气体与目标成分反应以形成可饮用的成分、化学稳定成分或沉淀物。

本方法还可以包括在目标液体内生成期望气体的纳米气泡之前过滤目标液体的步骤，以及在引入纳米气泡之后过滤期望液体的步骤。通过这种过滤工艺可以除去任何形成的沉淀物。

示例性的期望气体包括，但不局限于：氨、臭氧、氯、二氧化硫、碳酸盐、氧化物或二氧化碳。可基于气体与目标液体中目标成分的反应性来选择它们。本领域普通技术人员可选择适合所选应用的任何气体。

示例性的目标成分包括，但不限于：一价盐、二价盐、其他盐、氯化物、硝酸盐、亚硝酸盐、氟化物、溴化物、磷酸盐、硫酸盐、挥发性有机化合物(VOC)、汞或金属。

下文提供污水处理实例：

可以使用本发明的方法处理各种来源的污水，例如，油和气操作产生的流出物。

在这个实施例中，可以在引入纳米气泡之前过滤目标液体(流出物)。首先，可以使用振动器来除去大的颗粒或材料块。然后，可以使用一或多个水力旋风分离器来除去尺寸大于80至100微米的颗粒。

在振动器中，流体送入网筛，流体穿过其中，而大尺寸的颗粒被网筛保留以便处理。

在水力旋风分离器中，随着液体流过锥形下部，液流与其中液体螺旋加速的圆柱形上部成切线地送入。当液体螺旋时，离心力将稠密成分抽吸至液体旋转柱的外部，而液体的低密度成分迁移至中心柱区域。稠密成分通过锥形下部的下底流口排出，而低密度成分向上穿过位于中心的溢流口或出口。

在初始过滤之后，将期望气体的纳米气泡引入溶液中以与目标成分反应并形成沉淀物，沉淀物根据需要退出溶液或与絮凝物反应。然后，可使用本领域普通技术人员所知的任何装置来凝结沉淀物或絮凝物。

可再次过滤流出物以除去凝结的沉淀物/絮凝剂，从而得到期望液体。

虽然本发明强调了实施例，应理解，在附加的权利要求的范围内，本发明可体现在本文具体描述之外的其它内容中。

Claims (9)

1.一种处理液体的方法，包括：

a.在目标液体内生成期望气体的纳米气泡；和

b.使所述期望气体与目标液体的目标成分反应；且

其中，选择所述期望气体以与所述目标成分反应，且进一步地，其中，在所述期望气体与所述目标成分反应之后形成期望液体。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述期望气体与所述目标成分反应以形成可饮用的成分。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述期望气体与所述目标成分反应以形成化学稳定的成分。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述期望气体与所述目标成分反应以形成沉淀物。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在所述目标液体内生成所述期望气体之前过滤所述目标液体的步骤。

6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括过滤所述期望液体的步骤。

7.根据权利要求1所述方法，其中，所述目标成分包括：

a.一价盐；

b.二价盐；

c.氯化物；

d.硝酸盐；

e.亚硝酸盐；

f.氟化物；

g.溴化物；

h.磷酸盐；

i.硫酸盐；

j.挥发性有机化合物(VOC)；

k.汞；或

l.金属。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述期望气体包括：

a.氨；

b.臭氧；

c.氯；

d.二氧化硫；

e.碳酸盐；

f.氧化物；或

g.二氧化碳。

9.根据权利要求4所述方法，进一步包括，过滤所述期望液体以除去沉淀物的步骤。