CN113060788A - 一种新型微纳米气浮机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型微纳米气浮机，包括气浮箱体，在气浮箱体内设有微纳米气泡发生装置，在气浮箱体上方设有气泡刮除装置，在气浮箱外侧设有高压进水装置和气源装置，所述的微纳米气泡发生装置包括外管和内管，所述的内管悬空置于内管中，所述的外管两端密封，所述的内管为核孔膜管式膜，所述的内管左端和/或右端设有进气口，在外管上开设有高压进水口和出水口。本发明产生的微纳米气泡的直径小，在单位体积内的微纳米气泡的数量多、表面积大，产生的微纳米气泡能够在单位体积内吸附的颗粒物多，且因为气泡的直径小，气泡在气浮箱体上浮的速度慢，停留在气浮箱体内的时间长，其外表面吸附颗粒物更充分，有效提高了除污效率。

Description

一种新型微纳米气浮机

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种新型微纳米气浮机。

背景技术

气浮机的原理是利用溶气装置在水体中能产生大量的微气泡，水体的中的微气泡与悬浮物结构，细小颗粒物粘附在微气泡外壁上，使得悬浮物在污水中的比重变小，直至附上水体表面，形成大量浮渣，再由气浮池上的刮沫机将其浮渣刮除，达到污水净化的效果。气浮的处理效果与气浮面积直接相关，即单位体积内，气浮面积越大，气浮净化效果越好，气浮面积即气泡的表面积，气泡直径越小，单位体积内气泡的表面积越大。

现有的气浮机采用的是传统的涡凹气浮、多相溶气气浮处理，现有气浮机产生的气泡的直径相对较大，一般有50um～400um，气泡尺寸与水体中的细小颗粒物的粒径相差较大，不利于粘附，污水处理效果不好。介于此，需要研发一款新的气浮机。

发明内容

本发明提供一种新型微纳米气浮机，有效解决了现有气浮机所产生的气泡直径大、单位体积内气泡数量少、污水处理效果不佳、运行成本高等技术问题。

本发明提供一种新型微纳米气浮机，包括气浮箱体，在气浮箱体内设有微纳米气泡发生装置，在气浮箱体上方设有气泡刮除装置，在气浮箱外侧设有高压进水装置和气源装置，所述的微纳米气泡发生装置包括外管和内管，所述的内管悬空置于内管中，所述的外管两端密封，所述的内管为核孔膜管式膜，所述的内管左端和/或右端设有进气口，进气口与气源装置连接，在外管上开设有高压进水口和出水口，所述的高压进水装置与高压进水口连接，在气浮箱体内底部设有排污管，所述的气浮箱体外侧底部设有与排污管连接的污泥槽。

优选的，所述的内管与外管同轴心设置，所述的内管和外管的横截面为圆形。

优选的，所述的内管为两根以上。

优选的，所述的内管之间有空隙，所述的内管外壁与外管内壁之间有空隙。

优选的，所述的高压进水口位于外管的底面，所述的出水口位于外管的顶面，所述的高压进水口和出水口分别位于外管的右左两端。

优选的，所述的气泡刮除装置一侧设有排污斜口，所述的污泥槽延伸至排污斜口的下方。

优选的，所述的内管包括支撑层和核孔膜层，所述的核孔膜层热压复合在支撑层上，所述的核孔膜层上均匀分布有孔道。

优选的，所述的核孔膜层的厚度为5-150微米；孔道的直径为0.01-40微米；孔密度为1×10⁴个/平方厘米-5×10⁹个/平方厘米。

优选的，所述的高压进水装置包括进水管、增压进水泵、水池，所述的进水管的进水端与增压进水泵连接，所述的进水管的出水端与外管的高压进水口连接，所述的增压进水泵位于水池内。

优选的，所述的气源装置包括气源部件和输气管，所述的输气管的进气口与气源部件连接，所述的输气管的出气口与内管的进气口连接。

本发明提供一种新型微纳米气浮机，将核孔膜管式膜运用到微纳米气浮机上，产生的微纳米气泡的直径小，在单位体积内的微纳米气泡的数量多、表面积大，产生的微纳米气泡能够在单位体积内吸附的颗粒物多，且因为气泡的直径小，气泡在气浮箱体上浮的速度慢，停留在气浮箱体内的时间长，其外表面吸附颗粒物更充分，微纳米气泡利用率高，有效提高了除污效率。采用核孔膜管式膜，其具有不易堵塞的特性，能长期在复杂的环境下面运行。本发明整体结构简单，操作方便，相对于传统气溶设备节省能耗，降低了运行成本。

本发明通过微纳米气泡发生装置的设置，向内管充气，内管外壁与外管内部之间通过高压进水组件进水，形成气液混合体，由于内管采用核孔膜管式膜，利用核孔膜孔径均一、密度高等特点，在气液混合的过程中，能够产生小直径的微纳米气泡，且数量很多。内管进气，核孔膜管式膜表面产生微纳米气泡，内管与外管高压进水，管内高速流过的液体将核孔膜管表面形成的微纳米及时带走，从出水口混合流出，形成微纳米气泡水。本装置利用表面张力、浮力、惯性力的综合作用，流出管外的气体形成微纳米气泡，并从管壁上分离，管外高速流过的剪切流把气泡带走，形成气液混合流，通过微纳米气泡水的外壁吸附水体内的颗粒物，附着有颗粒物的微纳米气泡上浮至气浮箱体顶面，由气泡刮除装置将其刮除，通过排污斜口，排入污泥槽，从而净化水体。

进气口可以根据需要设置在内管的一端或两端，进气口和高压进水口设置在不同端的情况下，管外高速流过的剪切流最大，能够快速将微纳米气泡从管壁上分离开，效果最佳。内管与外管不接触，能够保证内管产出的气泡最多，液体与气体混合均匀，单位体积内产生的微纳米气泡数量多，且气泡的大小均匀，气泡外壁对于颗粒物的吸附效果好；内管设置两根以上，能够根据应用环境进行设置，满足大区域水域的治疗，污水净化效率高。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明微纳米气泡发生装置结构示意图。

图3为本发明内管剖切结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

此外，若有“第一”、“第二”等术语仅用于描述目的，主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

具体实施例一

如附图1-3所示，本发明提供一种新型微纳米气浮机，包括气浮箱体1，在气浮箱体内设有微纳米气泡发生装置2，在气浮箱体上方设有气泡刮除装置3，在气泡刮除装置一侧设有排污斜口8，在气浮箱体内底部设有排污管6，所述的气浮箱体外侧底部设有与排污管连接的污泥槽，所述的污泥槽延伸至排污斜口的下方。由微纳米气泡发生装置产生大量的微纳米气泡水，气泡水在起伏箱体内吸附颗粒物，外壁附着有颗粒物的气泡从箱体内上浮至表面，由气泡刮除装置将附着有颗粒物的气泡水刮除，从排污斜口排出只污泥槽，完成污水净化过程。

在气浮箱外侧设有高压进水装置4和气源装置5，所述的微纳米气泡发生装置2包括外管21和内管22，所述的外管为PVC管，所述的内管悬空置于内管中，所述的外管和内管均为空心管，所述的内管位于外管的空腔内，所述的内管最大外径小于外管的最小内径，即外管和内管之间留有便于液体通过的空隙，所述的外管两端密封，所述的内管为核孔膜管式膜，所述的内管左端和/或右端设有进气口23，即进气口可以设置在内管的一端，或者两端都设置，具体的设置方式可以根据应用场景设置，进气口与气源装置连接，在外管上开设有高压进水口24和出水口25，所述的高压进水装置与高压进水口连接，所述的高压进水口位于外管的底面，所述的出水口位于外管的顶面，所述的高压进水口和出水口分别位于外管的右左两端。进水口和出水口的方向可以是多角度、多方位的，具体可以根据产品需求调整。在本实施例中，优选的方案是在进气口和进水口分别位于外管的两端。

上述气源装置包括气源部件51和输气管52，所述的输气管的进气口与气源部件连接，所述的输气管的出气口与内管的进气口连接，气源部件可以是风机或空气压缩机，风机或空气压缩机向内管充气，加速气泡的产生。开启风机，内管外表面产生微纳米气泡，打开高压进水装置，高压水流流入内管，管内高速流过的液体将内管表面形成的微纳米气泡及时带走，从出水口混合流出，形成微纳米气泡水。

上述的高压进水装置4包括进水管41、增压进水泵42、水池43，所述的进水管的进水端与增压进水泵连接，所述的进水管的出水端与外管的高压进水口连接，所述的增压进水泵位于水池内。所述的增压进水泵能够满足一定流速的水泵即可，例如管道泵，自吸泵，增压泵，隔膜泵，潜水泵等。所述的增压进水泵上设有调节阀，可以根据气液比调解进水压力值。

在本实施例中，所述的内管为一根，所述的内管与外管同轴心设置，所述的内管和外管的横截面为圆形。

内管为核孔膜管式膜，内管22包括支撑层221和核孔膜层222，所述的核孔膜层热压复合在支撑层上，符合后的的材料缠绕形成管式结构，所述的核孔膜层设置在支撑层的内和/或外侧，即核孔膜层可以设置在支撑层的内侧或外侧或内外两侧均设置，可以根据产品的需要来确定，所述的核孔膜层上均匀分布有孔道。核孔膜层的厚度为5-150微米；孔径为0.01-40微米；孔密度为1×10⁴个/平方厘米-5×10⁹个/平方厘米，核孔膜层的材料选自PET、PC、PP、PVDF、PTFE或PI中一种，支撑层为无纺布，无纺布由PP、PET或PE制得。所述的内管外壁不与外管内壁接触，即内管悬空在外管的空腔内，所述的内管与外管同轴心设置，所述的内管和外管的横截面为圆形。内管外壁与外管内壁之间有空隙，能够保证水流快速流过，水流对内管外壁的气泡施加剪切力，能够把内管产生的气泡及时带走，形成气液混合流。

具体实施例二

与实施例一不同的是内管根数的不同，在本实施例中，内管为两根以上，内管的数量可以根据实际需要来确定，根数越多，气量越大，各内管呈串联排置，且各内管之间有空隙，所述的内管外壁与外管内壁之间有空隙，在本实施例中，优选的，所述内管之间等距平行设置，相邻两根内管之间的间距大于等于10毫米，两根内管之间保持一定的间距，内管与外管之间保持一定间距，能够更好的产出微纳米气泡，内管的管内径大于5毫米，管壁厚度大于等于10微米。

本发明提供一种新型微纳米气浮机，代替了传统的向水中溶气的引气设备，将核孔膜管式膜运用到微纳米气浮机上，产生的微纳米气泡的直径小，在单位体积内的微纳米气泡的数量多、表面积大，产生的微纳米气泡能够在单位体积内吸附的颗粒物多，且因为气泡的直径小，气泡在气浮箱体上浮的速度慢，停留在气浮箱体内的时间长，其外表面吸附颗粒物更充分，微纳米气泡利用率高，有效提高了除污效率。采用核孔膜管式膜，其具有不易堵塞的特性，能长期在复杂的环境下面运行。本发明整体结构简单，操作方便，相对于传统气溶设备节省能耗，降低了运行成本。

新型微纳米气浮机将溶解在水中的空气从水中释放出来，形成粒径为微纳米级的微纳米气泡，微纳米气泡同污水中的悬浮物结合，使悬浮物在污水中的比重变小，直至浮上水体表面，形成大量浮渣，再由气浮箱体上安装的气泡刮除装置，气泡刮除装置不断转动，把浮渣清除至，达到污水净化效果。在气浮箱体底部安装有污泥管，用于排出沉积于箱底的沉积物，箱体上部设有污泥槽，槽上有刮板，刮板不断转动，连续将上浮的污泥沫刮到污泥槽内，达到去除固体悬浮物和满足化学需氧量的目的。

本发明通过微纳米气泡发生装置的设置，向内管充气，内管外壁与外管内部之间通过高压进水组件进水，形成气液混合体，由于内管采用核孔膜管式膜，利用核孔膜孔径均一、密度高等特点，在气液混合的过程中，能够产生小直径的微纳米气泡，且数量很多。内管进气，核孔膜管式膜表面产生微纳米气泡，内管与外管高压进水，管内高速流过的液体将核孔膜管表面形成的微纳米及时带走，从出水口混合流出，形成微纳米气泡水。本装置利用表面张力、浮力、惯性力的综合作用，流出管外的气体形成微纳米气泡，并从管壁上分离，管外高速流过的剪切流把气泡带走，形成气液混合流，通过微纳米气泡水的外壁吸附水体内的颗粒物，附着有颗粒物的微纳米气泡上浮至气浮箱体顶面，由气泡刮除装置将其刮除，通过排污斜口，排入污泥槽，沉积在气浮箱体底部的污泥通过排污管，将污泥排出到污泥槽内，从而净化水体。

进气口可以根据需要设置在内管的一端或两端，进气口和高压进水口设置在不同端的情况下，管外高速流过的剪切流最大，能够快速将微纳米气泡从管壁上分离开，效果最佳。内管与外管不接触，能够保证内管产出的气泡最多，液体与气体混合均匀，单位体积内产生的微纳米气泡数量多，且气泡的大小均匀，气泡外壁对于颗粒物的吸附效果好；内管设置两根以上，能够根据应用环境进行设置，满足大区域水域的治疗，污水净化效率高。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型微纳米气浮机，其特征在于：包括气浮箱体(1)，在气浮箱体内设有微纳米气泡发生装置(2)，在气浮箱体上方设有气泡刮除装置(3)，在气浮箱外侧设有高压进水装置(4)和气源装置(5)，所述的微纳米气泡发生装置(2)包括外管(21)和内管(22)，所述的内管悬空置于内管中，所述的外管两端密封，所述的内管为核孔膜管式膜，所述的内管左端和/或右端设有进气口(23)，进气口与气源装置连接，在外管上开设有高压进水口(24)和出水口(25)，所述的高压进水装置与高压进水口连接，在气浮箱体内底部设有排污管(6)，所述的气浮箱体外侧底部设有与排污管连接的污泥槽(7)。

2.如权利要求1所述的新型微纳米气浮机，其特征在于：所述的内管与外管同轴心设置，所述的内管和外管的横截面为圆形。

3.如权利要求1所述的新型微纳米气浮机，其特征在于：所述的内管为两根以上。

4.如权利要求3所述的新型微纳米气浮机，其特征在于：所述的内管之间有空隙，所述的内管外壁与外管内壁之间有空隙。

5.如权利要求1所述的新型微纳米气浮机，其特征在于：所述的高压进水口位于外管的底面，所述的出水口位于外管的顶面，所述的高压进水口和出水口分别位于外管的右左两端。

6.如权利要求1所述的新型微纳米气浮机，其特征在于：所述的气泡刮除装置一侧设有排污斜口(8)，所述的污泥槽延伸至排污斜口的下方。

7.如权利要求1所述的新型微纳米气浮机，其特征在于：所述的内管(22)包括支撑层(221)和核孔膜层(222)，所述的核孔膜层热压复合在支撑层上，所述的核孔膜层上均匀分布有孔道。

8.如权利要求7所述的新型微纳米气浮机，其特征在于：所述的核孔膜层的厚度为5-150微米；孔道的直径为0.01-40微米；孔密度为1×10⁴个/平方厘米-5×10⁹个/平方厘米。

9.如权利要求1所述的新型微纳米气浮机，其特征在于：所述的高压进水装置(4)包括进水管(41)、增压进水泵(42)、水池(43)，所述的进水管的进水端与增压进水泵连接，所述的进水管的出水端与外管的高压进水口连接，所述的增压进水泵位于水池内。

10.如权利要求1所述的新型微纳米气浮机，其特征在于：所述的气源装置包括气源部件(51)和输气管(52)，所述的输气管的进气口与气源部件连接，所述的输气管的出气口与内管的进气口连接。

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