CN113371853B - 一种基于纳米气泡的污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于纳米气泡的污水处理装置，包括硬质内气管，所述硬质内气管一端与气源连接、另一端密闭；硬质内气管外侧套设有弹性微纳米曝气管，弹性微纳米曝气管两端与硬质内气管外侧密闭连接；对应弹性微纳米曝气管内的硬质内气管侧壁设置有若干第一透气孔；硬质内气管外侧套设有硬质保持管，硬质保持管的两端与硬质内气管外侧均固定连接，弹性微纳米曝气管位于硬质保持管内，弹性微纳米管与硬质保持管之间具有间隙；硬质保持管设置有若干透气通道；硬质保持管外侧覆盖有过滤层；本发明在微纳米曝气管外侧设置限制其膨胀扩张程度的硬质保持管，提高微纳米曝气管各处扩张的均匀性，改善曝气效果；另外提高了供气的均匀性，并减少堵塞。

Description

一种基于纳米气泡的污水处理装置

技术领域

本发明属于污水处理设备技术领域，具体涉及一种基于纳米气泡的污水处理装置。

背景技术

利用鼓风机或空气压缩机将空气通过曝气管输送到水中，再以气泡形式弥散逸出，在气液界面把氧气溶入水中，是提供水中溶解氧的常用方法。

现有的曝气管分为穿孔曝气管和微纳米曝气管。穿孔曝气管是在曝气管两侧开孔径为毫米或厘米级的小孔，曝气时气体从两侧小孔喷出，实现充氧和水力扰动的目的；但是穿孔曝气管的气孔孔径较大，形成的气泡也较大，不利于氧在水中的传质。微纳米曝气管由微孔材料制成管体，压缩空气通过管壁上的微纳米气孔溢出，形成直径为微纳米级的气泡，微纳米曝气管水下曝气增氧能使缺氧的水体下层较多的得到氧气的补充，能使充入水体的空气均匀扩散到各个水层，能使底层在缺氧条件下产生的有毒气体加速向空气中扩散，能减少噪音对鱼类正常活动的干扰。

微纳米曝气管产生的气泡小的多，气泡越小，气液接触面越大，在水中滞留的时间越长，增氧的效果越好。但由于空气阻力随管道长度增加，气泡主要集中在曝气管的前段释放，后段气泡将大大减少。另一方面，微纳米曝气管使用一段时间后，常会被附生藻类滋生或低等无脊椎动物繁殖，菌丝繁殖生长到微孔内堵塞孔道；加之有时大量悬浮有机碎屑、排泄物沉淀附着于表面上，造成微孔通透性能下降，气道内外对流不畅；致使增氧区内水质变差，因此微纳米曝气管需要频繁的换洗。

微纳米曝气管由新型微分子材料制成，其工作原理是：通过空气压缩机或风机加压，使微纳米曝气管均匀扩张并达到设计值，大量微细气泡从管壁冒出，在水中处于烟雾飘散状态，上升速度极慢，溶氧效果显著，从而大幅度提高水中的含氧量，增加水的流动性，提高水质。实际操作中，微纳米曝气管加压过大会导致管体过分膨胀，降低使用寿命甚至直接损坏；加压过小导致曝气效果较差。又因为前述的管道内阻力压力不同，加压相同的情况下，微纳米曝气管各处曝气效果差别较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于纳米气泡的污水处理装置，解决现有技术中问题，提高供气的均匀性，减少堵塞；在微纳米曝气管外侧设置限制其膨胀扩张程度的硬质保持管，提高微纳米曝气管各处扩张的均匀性，改善曝气效果。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于纳米气泡的污水处理装置，包括硬质内气管，所述硬质内气管一端与气源连接、另一端密闭；硬质内气管外侧套设有弹性微纳米曝气管，弹性微纳米曝气管两端与硬质内气管外侧密闭连接；对应弹性微纳米曝气管内的硬质内气管侧壁设置有若干第一透气孔；硬质内气管外侧套设有硬质保持管，硬质保持管的两端与硬质内气管外侧均固定连接，弹性微纳米曝气管位于硬质保持管内，弹性微纳米管与硬质保持管之间具有间隙；硬质保持管设置有若干透气通道；硬质保持管外侧覆盖有过滤层；

所述弹性微纳米曝气管的端部通过抱箍与硬质内气管连接；抱箍设置于弹性微纳米曝气管外侧、将弹性微纳米曝气管的端部压紧在硬质内气管外侧；

所述硬质内气管和硬质保持管均为金属管；

所述过滤层为纱布或海绵；

所述硬质保持管为网状管；硬质保持管具有均匀分布的网孔，网孔为所述透气通道。

本发明的有益效果如下：

本发明在弹性微纳米曝气管外侧设置限制其膨胀扩张程度的硬质保持管，硬质保持管能够在较大压力下避免弹性微纳米曝气管过度膨胀、能够均衡各处膨胀扩张程度，提高弹性微纳米曝气管各处扩张的均匀性，从而使管体各处均匀产生微细气泡，改善曝气效果，延长使用寿命；

本发明在弹性微纳米曝气管内侧设置有硬质内气管，将加压气源先通入硬质内气管，避免直接通入弹性微纳米曝气管出现各处阻力压力差别过大的现象，硬质内气管内气压更加均衡，能够更加均匀的向弹性微纳米曝气管各处供气；配合硬质保持管，使曝气更加均匀，改善弹性微纳米曝气管末端曝气效果较差的现象；

本发明在硬质保持管外侧设置过滤层，过滤层采用纱布或海绵，不影响气泡的输出，减少弹性微纳米曝气管的堵塞，便于换洗。

附图说明

图1为本发明的第一实施例截面示意图。

图2为本发明的第一实施例硬质保持管示意图。

图3为本发明的第二实施例截面示意图。

图4为本发明的第二实施例硬质保持管内侧面展开示意图。

图中：1、硬质内气管，2、弹性微纳米曝气管，3、硬质保持管，4、过滤层，5、第一透气孔，6、网孔，7、第二透气孔，8、网格状凹槽。

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，所描述的实施例仅仅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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中间”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

参阅图1和2，本实施例提供一种基于纳米气泡的污水处理装置，包括硬质内气管1，所述硬质内气管1一端与气源连接、另一端密闭；硬质内气管1外侧套设有弹性微纳米曝气管2，弹性微纳米曝气管2两端与硬质内气管1外侧密闭连接；对应弹性微纳米曝气管2内的硬质内气管1侧壁设置有若干第一透气孔5；硬质内气管1外侧套设有硬质保持管3，硬质保持管3的两端与硬质内气管1外侧均固定连接，弹性微纳米曝气管位2于硬质保持管3内，弹性微纳米管2与硬质保持管3之间具有间隙；硬质保持管3设置有若干透气通道；硬质保持管3外侧覆盖有过滤层4。

本实施例中，所述弹性微纳米曝气管2的端部与硬质内气管1外侧粘接。弹性微纳米曝气管2端部与硬质内气管1密闭粘接，使硬质内气管1从第一透气孔5输出的空气全部进入弹性微纳米曝气管2内侧。

本实施例中，所述硬质内气管1和硬质保持管3均为金属管。金属管刚性高、能够保证硬质内气管1和硬质保持管3在加压状态变形小。硬质内气管1和硬质保持管3的形状相配合，在实际应用中，可采用螺旋形、具有开口的环形等各种形状。

本实施例中，所述过滤层4为纱布。过滤层4过滤水中大部分的杂质，减少弹性微纳米曝气管2的堵塞；成本较低，便于换洗。

本实施例中，所述硬质保持管3为网状管；硬质保持管3具有均匀分布的网孔6，网孔6为所述透气通道。硬质保持管3在限制弹性微纳米曝气管2扩张程度的同时，保证弹性微纳米曝气管2输出的微细气泡进入水中。

实施例2

参阅图3和4，本实施例提供一种基于纳米气泡的污水处理装置，包括硬质内气管1，所述硬质内气管1一端与气源连接、另一端密闭；硬质内气管1外侧套设有弹性微纳米曝气管2，弹性微纳米曝气管2两端与硬质内气管1外侧密闭连接；对应弹性微纳米曝气管2内的硬质内气管1侧壁设置有若干第一透气孔5；硬质内气管1外侧套设有硬质保持管3，硬质保持管3的两端与硬质内气管1外侧均固定连接，弹性微纳米曝气管位2于硬质保持管3内，弹性微纳米管2与硬质保持管3之间具有间隙；硬质保持管3设置有若干透气通道；硬质保持管3外侧覆盖有过滤层4。

本实施例中，所述弹性微纳米曝气管2的端部与硬质内气管1外侧粘接。弹性微纳米曝气管2端部与硬质内气管1密闭粘接，使硬质内气管1从第一透气孔5输出的空气全部进入弹性微纳米曝气管2内侧。

本实施例中，所述硬质内气管1和硬质保持管3均为金属管。金属管刚性高、能够保证硬质内气管1和硬质保持管3在加压状态变形小。硬质内气管1和硬质保持管3的形状相配合，在实际应用中，可采用螺旋形、具有开口的环形等各种形状。

本实施例中，所述过滤层4为纱布。过滤层4过滤水中大部分的杂质，减少弹性微纳米曝气管2的堵塞；成本较低，便于换洗。

本实施例中，所述硬质保持管3设置若干第二透气孔7，第二透气孔7为所述透气通道。硬质保持管3在限制弹性微纳米曝气管2扩张程度的同时，保证弹性微纳米曝气管2输出的微细气泡进入水中。

本实施例中，所述硬质保持管3内壁设置有网格状凹槽8，所述第二透气孔7位于网格状凹槽8的相交处的槽底。硬质保持管3在限制弹性微纳米曝气管2扩张程度的同时，网格状凹槽8保证弹性微纳米曝气管2具有更大的输出微细气泡的表面积。

本发明工作时，硬质内气管1的进气端与空气压缩机或罗茨风机连接；高压气源进入到硬质内气管1中；硬质内气管1采用刚性较大的硬质金属，通过若干第一透气孔5排气，使硬质内气管1各处压力更加均匀，提高远端第一透气孔5的排气量，各个第一透气孔5排气量更加均衡，实现均匀排气。

高压空气从第一透气孔5进入弹性微纳米曝气管2内侧，使弹性微纳米曝气管2扩张，弹性微纳米曝气管2的扩张侵占其外侧与硬质保持管3的间隙，硬质保持管3限制了弹性微纳米曝气管2的扩张程度，避免弹性微纳米曝气管2靠近进气端过度膨胀、避免远端膨胀不足，保证弹性微纳米曝气管2各处微孔扩至设计值，大量气泡均匀从弹性微纳米曝气管2各处管壁冒出；从而避免弹性微纳米曝气管2靠近进气端扩张损坏，改善远端曝气效果。

硬质内气管1配合硬质保持管3，使高压气体输送、曝气更加均匀，阻力减小；弹性微纳米曝气管2各处扩张程度均匀，弹性微纳米曝气管2各处压力与曝气压力设计值更加接近，提高弹性微纳米曝气管2曝气的均衡性，延长使用寿命。

硬质保持管3的管壁设置有透气通道，从弹性微纳米曝气管2管壁冒出的微细气泡穿过硬质保持管3的透气通道和过滤层4进入水中，空气与水充分接触，实现污水曝气处理；过滤层4既不影响微细气泡的穿过，还能减少水中杂质对弹性微纳米曝气管2的堵塞。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (1)

1.一种基于纳米气泡的污水处理装置，包括硬质内气管，其特征在于：所述硬质内气管一端与气源连接、另一端密闭；硬质内气管外侧套设有弹性微纳米曝气管，弹性微纳米曝气管两端与硬质内气管外侧密闭连接；对应弹性微纳米曝气管内的硬质内气管侧壁设置有若干第一透气孔；硬质内气管外侧套设有硬质保持管，硬质保持管的两端与硬质内气管外侧均固定连接，弹性微纳米曝气管位于硬质保持管内，弹性微纳米管与硬质保持管之间具有间隙；硬质保持管设置有若干透气通道；硬质保持管外侧覆盖有过滤层；

所述弹性微纳米曝气管的端部通过抱箍与硬质内气管连接；抱箍设置于弹性微纳米曝气管外侧、将弹性微纳米曝气管的端部压紧在硬质内气管外侧；

所述硬质内气管和硬质保持管均为金属管；

所述过滤层为纱布或海绵；

所述硬质保持管为网状管；硬质保持管具有均匀分布的网孔，网孔为所述透气通道。

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