CN114436454A - 一种利用微纳米气泡去除水中微小固体悬浮颗粒的装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及污水处理领域，尤其是涉及一种利用微纳米气泡去除水中微小固体悬浮颗粒的装置，其技术方案要点是：包括曝气室、设置在曝气室内部的微纳米气泡曝气器，以及设置在曝气室一侧的泡沫过滤腔，泡沫过滤腔上具有泡沫排出口；泡沫过滤腔上具有用于连通泡沫过滤腔与曝气室的溢流口，曝气室内部设置有用于将泡沫推入溢流口的泡沫刮扫部件；泡沫过滤腔底部设置有泡沫阻隔格栅；达到了有效去除水产养殖系统的水中微小固体悬浮颗粒物的目的。

Description

一种利用微纳米气泡去除水中微小固体悬浮颗粒的装置

技术领域

本申请涉及污水处理领域，尤其是涉及一种利用微纳米气泡去除水中微小固体悬浮颗粒的装置。

背景技术

水产养殖系统的水中微小固体悬浮颗粒物（粒径<100μm）对鱼类的健康极为不利，累积的颗粒物会阻塞鱼腮，进而导致鱼类获取氧气的效率降低；同时累积的颗粒物也会给病原微生物提供更多的繁殖空间。

相关技术中记载的一种水产养殖系统通过饲料配方设计、饲料投喂管理、系统流量调节、使用分离和水处理技术等方式去除水中的微小固体悬浮颗粒物，但应用于水产养殖系统中去除微小固体悬浮颗粒物的装置较少，因此如何有效去除水产养殖系统的水中微小固体悬浮颗粒物成为亟需解决的技术问题。

发明内容

为了有效去除水产养殖系统的水中微小固体悬浮颗粒物，本申请提供一种利用微纳米气泡去除水中微小固体悬浮颗粒的装置。

本申请提供的一种利用微纳米气泡去除水中微小固体悬浮颗粒的装置采用如下的技术方案：

一种利用微纳米气泡去除水中微小固体悬浮颗粒的装置，包括曝气室、设置在曝气室内部的微纳米气泡曝气器，以及设置在曝气室一侧的泡沫过滤腔，泡沫过滤腔上具有泡沫排出口；泡沫过滤腔上具有用于连通泡沫过滤腔与曝气室的溢流口，曝气室内部设置有用于将泡沫推入溢流口的泡沫刮扫部件；泡沫过滤腔底部设置有泡沫阻隔格栅。

通过采用上述技术方案，将水通入曝气室内部，微纳米气泡曝气器向水中输送微纳米气泡，微纳米气泡使得水中的各种颗粒状污垢以及可溶性的有机物上浮，水位的最高位置受到溢流口的限制平衡在溢流口的最低位置处，此时泡沫在水位表面漂浮，泡沫刮扫部件将水位表面的泡沫推入溢流口中，带有颗粒状污垢以及可溶性有机物的泡沫进入到泡沫过滤腔中，其中经过溢流口溢流进泡沫过滤腔的水能够通过泡沫阻隔格栅，而泡沫则被滞留在泡沫阻隔格栅上，可在泡沫排出口处连通用于将泡沫过滤腔中的气泡抽出的泵，进而实现水与气泡的分离，即有效地去除了水产养殖系统的水中微小固体悬浮颗粒物。

可选的，泡沫刮扫部件包括设置在曝气室内部的旋转刮板，以及用于带动旋转刮板在曝气室的水位平面上转动的转轴；旋转刮板的端部在转动的过程中能够进入溢流口内部。

通过采用上述技术方案，旋转刮板转动的过程中，旋转刮板的迎水面将带动水位表面的泡沫向溢流口处聚拢，并将这些泡沫推入溢流口中，实现了泡沫与曝气室中水的分离。

可选的，泡沫过滤腔内部设置有导流板，导流板设置在溢流口位置处，导流板沿从靠近到远离曝气室的方向逐渐靠近泡沫过滤腔的腔底。

通过采用上述技术方案，泡沫进入溢流口内部后将接触导流板，在导流板的导流作用以及后续泡沫的不断涌入等众多因素下，这些泡沫向泡沫过滤腔内部流入，提高了泡沫从曝气室中排出的效率。

可选的，泡沫过滤腔下方设置有排水腔，排水腔上具有排水管。

通过采用上述技术方案，可将排水管接入生物滤池，排水腔接收通过溢流口溢出的经过微小颗粒去除后的水，并将这部分水排入生物滤池中，进而便于对水进行后续净化处理。

可选的，排水腔内部设置有可对水进行杀菌消毒的水处理组件。

通过采用上述技术方案，实现对经过微小颗粒去除后的水进行初步的杀菌消毒。

可选的，排水腔与泡沫过滤腔之间设置有同时与排水腔和泡沫过滤腔相连通的水过滤腔，水过滤腔内设置有水过滤格栅。

通过采用上述技术方案，实现对通过泡沫阻隔格栅的水进行进一步的过滤处理。

可选的，排水腔内部设置有高液位传感器和低液位传感器，低液位传感器靠近排水腔底部设置，高液位传感器位置高于低液位传感器；排水管上设置有开关电磁阀，高液位传感器和低液位传感器均与开关电磁阀相耦接。

通过采用上述技术方案，当排水腔内部的水水位达到高液位传感器高度时，开关电磁阀打开以使排水腔内部的水通过排水管排出，直至水水位低于低液位传感器，开关电磁阀关闭以使排水腔内部的水逐渐积累，在此过程中水被水处理组件杀菌消毒；高液位传感器与低液位传感器的配合增加了排水腔中水的杀菌消毒时间，进而优化了水的杀菌消毒效果。

可选的，还包括装置本体，以及自上而下依次排布的泡沫过滤抽屉、水过滤抽屉以及排水抽屉，泡沫过滤抽屉、水过滤抽屉以及排水抽屉设置在装置本体的一侧并与装置本体可拆卸连接；曝气室开设在装置本体上，泡沫过滤腔形成在泡沫过滤抽屉中，水过滤腔形成在水过滤抽屉中，排水腔形成在排水抽屉中；溢流口开设在泡沫过滤抽屉靠近装置本体一侧。

通过采用上述技术方案，当需要对泡沫阻隔格栅、水过滤格栅、泡沫过滤腔腔壁、水过滤腔腔壁或排水腔腔壁进行清理或更换时，将泡沫过滤抽屉、水过滤抽屉或排水抽屉相应地拆卸下来即可，方便了装置的后期维护。

可选的，还包括向曝气室内部延伸的进水管，微纳米气泡曝气器的上方设置有位于进水管下方的纳米孔径格栅。

通过采用上述技术方案，实现对水中纳米及以上粒径级别的杂质进行过滤，防止这些杂质接触微纳米气泡曝气器而导致微纳米气泡曝气器的堵塞。

可选的，微纳米气泡曝气器包括主管路，以及多个与主管路连通的支管，每个支管上连通有曝气头。

通过采用上述技术方案，实现对曝气室内部多方位的微纳米气泡输送，进而使得曝气室内的水能够尽可能充分地接触微纳米气泡，优化水中微小颗粒的清除效果。

综上所述，本申请具有以下技术效果：

1.通过设置了曝气室、微纳米气泡曝气器、泡沫过滤腔、泡沫排出口、溢流口、泡沫刮扫部件以及泡沫阻隔格栅，实现水与气泡的分离，即有效地去除了水产养殖系统的水中微小固体悬浮颗粒物；

2.通过设置了旋转刮板，旋转刮板的迎水面将带动水位表面的泡沫向溢流口处聚拢，并将这些泡沫推入溢流口中，实现了泡沫与曝气室中水的分离；

3.通过设置了水过滤格栅、水处理组件等，实现对水的进一步净化处理。

附图说明

图1是实施例一中的利用微纳米气泡去除水中微小颗粒的装置的结构示意图，图中对泡沫过滤抽屉、水过滤抽屉和排水抽屉进行剖视处理；

图2是实施例一中的利用微纳米气泡去除水中微小颗粒的装置的整体结构示意图；

图3是实施例一中的利用微纳米气泡去除水中微小颗粒的装置的俯视图，图中未示出泡沫刮扫部件和纳米孔径格栅；

图4是实施例一中的利用微纳米气泡去除水中微小颗粒的装置在另一视角的整体结构示意图；

图5是实施例二中的利用微纳米气泡去除水中微小颗粒的装置的整体结构示意图。

图中，1、曝气室；2、泡沫过滤腔；3、微纳米气泡曝气器；31、主管路；32、支管；33、曝气头；4、泡沫排出口；5、溢流口；6、泡沫刮扫部件；61、旋转刮板；62、转轴；63、潜水电机；64、吹气斗；65、送气管；7、泡沫阻隔格栅；8、导流板；9、排水腔；10、排水管；11、紫外线杀菌灯管；12、水过滤腔；13、水过滤格栅；14、高液位传感器；15、低液位传感器；16、装置本体；17、泡沫过滤抽屉；18、水过滤抽屉；19、排水抽屉；20、进水管；21、纳米孔径格栅。

具体实施方式

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“水平”、“旋转”、“上方”等均为基于附图所示的相对关系，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工艺或模块必须具有特定的方位、状态和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

实施例一：

参照图1和图2，本申请提供了一种利用微纳米气泡去除水中微小固体悬浮颗粒的装置，包括装置本体16、开设在装置本体16上且开口向上的曝气室1，以及嵌设在装置本体16一侧的泡沫过滤抽屉17、水过滤抽屉18和排水抽屉19，泡沫过滤抽屉17、水过滤抽屉18以及排水抽屉19自上而下依次分布，其中泡沫过滤抽屉17内部形成泡沫过滤腔2，水过滤抽屉18内部形成水过滤腔12，排水抽屉19内部形成排水腔9，泡沫过滤抽屉17靠近装置本体16的一侧开设有用于连通水过滤抽屉18与曝气室1的溢流口5，溢流口5靠近水过滤抽屉18的顶部开设。

再结合图3，曝气室1内部设置有用于向曝气室1内部输送微纳米气泡的微纳米气泡曝气器3，且曝气室1内部设置有用于将漂浮于水水位表面的泡沫向溢流口5内部推扫的泡沫刮扫部件6；泡沫过滤抽屉17的底部为置于泡沫过滤腔2与水过滤腔12之间的泡沫阻隔格栅7，泡沫阻隔格栅7本身可阻碍泡沫向下进入水过滤腔12内部，而泡沫过滤格栅上的网孔可供水通过并进入水过滤腔12内部，泡沫过滤抽屉17的侧壁上开设有与泡沫过滤腔2连通的泡沫排出口4，泡沫排出口4连接有用于将泡沫过滤腔2内部的泡沫抽出的泵（图中未示出）。

此外，曝气室1的内壁上预设有最低液位和最高液位，最低液位高于微纳米气泡曝气器3，最高液位与溢流口5的最低位置处齐平；当曝气室1内的水位升高至最低液位处时，微纳米气泡曝气器3启动并向曝气室1中的水输送微纳米气泡；当曝气室1内的水位继续升高至最高液位处时，泡沫刮扫部件6启动并将漂浮于水水位表面的泡沫向溢流口5内部推扫；最低液位处和最高液位处可采用相应的液位传感器，其中最高液位处采用的液位传感器为可检测泡沫液位的传感器，这两个液位传感器配套相应的控制模块控制微纳米气泡曝气器3或泡沫刮扫部件6启动。

当需要去除水中的各种颗粒状污垢以及可溶性的有机物时，将待处理水通入曝气室1内部，随着水位的不断升高，水位率先到达最低液位，此时微纳米传感器启动并向水内部不断通入微纳米气泡，各种颗粒状污垢以及可溶性的有机物吸附在微纳米气泡上，并随着微纳米气泡的上浮堆积在水的水位表面；后续的水不断通入，水的水位表面及堆积的泡沫逐渐接触上升，直至泡沫上移至最高液位处，泡沫刮扫部件6启动并将这些泡沫通过溢流口5推扫进泡沫过滤腔2中；当水的液位上升至溢流口5位置处时，水的水位达到动态稳定的位置，随着后续水的不断通入，部分水同样通过溢流口5进入到泡沫过滤腔2中。

由于泡沫阻隔格栅7的设置，使得进入到泡沫过滤腔2中的泡沫被阻隔在泡沫过滤抽屉17中，并被泵通过泡沫排出口4抽出泡沫过滤抽屉17；而溢流的水则通过泡沫阻隔格栅7并进入到水过滤抽屉18中；这样实现泡沫与水的分离，即水中各种颗粒状污垢以及可溶性的有机物的去除。

参照图3，具体的，微纳米气泡曝气器3包括安装于曝气室1底部的主管路31、多个与主管路31连通的支管32，以及安装于支管32端部并与支管32连通的曝气头33，其中支管32的轴线水平设置且多个支管32设置在围绕主管路31的周向间隔均布；通过主管路31及各个支管32向相应的曝气头33中通入气体，曝气头33进而产生微纳米气泡并向水内部输送；多个曝气头33环布的分布方式实现对曝气室1内部多方位的微纳米气泡输送，进而使得曝气室1内的水能够尽可能充分地接触微纳米气泡，优化了水中微小颗粒的清除效果。

参照图2和图3，通入至曝气室1内部的待处理水中含有纳米级粒径及更大粒径的杂质，这些杂质易对微纳米级别的曝气头33造成堵塞或损坏，为此曝气室1内部固定有水平设置且覆盖曝气室1横截面的纳米孔径格栅21，纳米孔径格栅21设置在微纳米气泡曝气器3的上方；装置本体16上设置有通入曝气室1内部的进水管20，进水管20的的出水口位于纳米孔径格栅21的上方；纳米孔径格栅21可供水通过，并将纳米级及以上粒径的杂质隔离在纳米孔径格栅21上方，进而实现曝气头33与小粒径杂质的分离。

参照图2，在本实施例中，泡沫刮扫部件6包括设置在曝气室1内部的旋转刮板61、固接于旋转刮板61上并与曝气室1同轴设置的转轴62，以及用于驱动转轴62围绕自身轴线定轴转动的潜水电机63，旋转刮板61向转轴62的两侧延伸，潜水电机63的机体固定在纳米孔径格栅21上，旋转刮板61的迎水面竖直设置，且当旋转刮板61的端部转动至溢流口5位置处时，旋转刮板61的端部延伸至溢流口5内部；转轴62带动旋转刮板61转动的过程中，旋转刮板61的迎水面推动漂浮在水水位表面的泡沫向溢流口5处聚拢，并将这些泡沫推入溢流口5中，实现了曝气室1中泡沫与水的分离。

参照图1和图4，当旋转刮板61推动泡沫通过溢流口5后，为了减少泡沫在溢流口5位置处的堆积，泡沫过滤抽屉17开设有溢流口5的一侧固定有位于泡沫过滤抽屉17内部的导流板8，导流板8的上边沿贴合溢流口5的底边，导流板8沿着从靠近到远离溢流口5的方向向下倾斜；这样当泡沫被旋转刮板61推入溢流口5内后，泡沫将沿着导流的倾斜方向自发滑入泡沫过滤腔2内部，提高了泡沫从曝气室1中排出的效率。

参照图1，进入到泡沫过滤腔2内部的水通过泡沫阻隔格栅7进入到水过滤腔12内部后，需要对水进行进一步的过滤杀菌，为此泡沫过滤抽屉17的底部设置为水过滤格栅13，水过滤格栅13的孔径小于泡沫阻隔格栅7的孔径；排水腔9的内腔壁上固定有多个用于对水进行杀菌消毒的水处理组件，其中水处理组件可采用紫外线杀菌灯管11或臭氧微纳米气泡发生器的输出管路，在本实施例中采用紫外线杀菌灯管11；排水抽屉19的底部固定有与排水腔9连通的排水管10，排水管10通入生物滤池。

用于对水中的大粒径杂质被泡沫阻隔格栅7隔离并滞留在水过滤抽屉18中，经过初步过滤的水进入到排水腔9内部并在紫外线杀菌灯管11的作用下实现进一步的杀菌消毒，经过杀菌消毒后的水通过排水管10流入后续的净化处理工序中。

为了使得水在排水腔9内部能够经过充分的杀菌消毒，排水抽屉19内部设置有高液位传感器14和低液位传感器15，低液位传感器15靠近排水抽屉19的底部设置，高液位传感器14靠近水过滤格栅13设置；排水管10的管径大于进水管20的管径，排水管10上设置有用于控制排水管10通断的开关电磁阀（图中未示出），开关电磁阀耦接有控制模块（图中未示出），高液位传感器14和低液位传感器15同时与控制模块耦接；当排水腔9内部的水水位达到高液位传感器14高度时，开关电磁阀打开以使排水腔9内部的水通过排水管10排出，直至水水位下降至低液位传感器15位置处，开关电磁阀关闭以使排水腔9内部的水逐渐积累，在此过程中水被水处理组件杀菌消毒；高液位传感器14与低液位传感器15的配合增加了排水腔9中水的杀菌消毒时间，进而优化了水的杀菌消毒效果。

参照图2，由于泡沫阻隔格栅7和水过滤格栅13在使用一段时间后将积累大量的污垢杂质，因此需要及时对阻隔格栅和水过滤格栅13进行更换或清洗，为了对此实现便利，泡沫过滤抽屉17、水过滤抽屉18以及排水抽屉19均与装置本体16之间可拆卸连接，具体的泡沫过滤抽屉17、水过滤抽屉18以及排水抽屉19可采用水平推拉的形式实现安装或拆卸；据此，装置本体16上应开设有管路，泵与该管路连通，当泡沫过滤抽屉17安装在装置本体16上后，泡沫排出口4与该管路密封连通。

综上所述，本申请的使用过程为：当需要去除水中微小固体悬浮颗粒物时，微纳米气泡曝气器3启动并向水内部不断通入微纳米气泡，各种微小固体悬浮颗粒物吸附在微纳米气泡上，并随着微纳米气泡的上浮堆积在水的水位表面；旋转刮板61转动并将这些泡沫通过溢流口5推扫进泡沫过滤腔2中；进入到泡沫过滤腔2中的泡沫被阻隔在泡沫过滤抽屉17中，并被泵通过泡沫排出口4抽出泡沫过滤抽屉17，这样实现泡沫与水的分离，即水中各种颗粒状污垢以及可溶性的有机物的去除；进入到水过滤腔12中的水经过水过滤格栅13的过滤作用以及紫外线杀菌灯管11的杀菌消毒作用后，通过排水管10流入后续的净化处理工序中。

实施例二：

参照图5，本实施例与实施例一的区别在于泡沫刮扫结构不同，在本实施例中泡沫刮扫部件6包括设置在装置本体16上的送气管65以及与送气管65连通的吹气斗64，吹气斗64为扁平状并水平正对溢流口5，吹气斗64通过向溢流口5吹送空气以将漂浮在水水位表面的泡沫吹入溢流口5中。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种利用微纳米气泡去除水中微小固体悬浮颗粒的装置，其特征在于：包括曝气室(1)、设置在曝气室(1)内部的微纳米气泡曝气器(3)，以及设置在曝气室(1)一侧的泡沫过滤腔(2)，泡沫过滤腔(2)上具有泡沫排出口(4)；泡沫过滤腔(2)上具有用于连通泡沫过滤腔(2)与曝气室(1)的溢流口(5)，曝气室(1)内部设置有用于将泡沫推入溢流口(5)的泡沫刮扫部件(6)；泡沫过滤腔(2)底部设置有泡沫阻隔格栅(7)。

2.根据权利要求1所述的一种利用微纳米气泡去除水中微小固体悬浮颗粒的装置，其特征在于：泡沫刮扫部件(6)包括设置在曝气室(1)内部的旋转刮板(61)，以及用于带动旋转刮板(61)在曝气室(1)的水位平面上转动的转轴(62)；旋转刮板(61)的端部在转动的过程中能够进入溢流口(5)内部。

3.根据权利要求2所述的一种利用微纳米气泡去除水中微小固体悬浮颗粒的装置，其特征在于：泡沫过滤腔(2)内部设置有导流板(8)，导流板(8)设置在溢流口(5)位置处，导流板(8)沿从靠近到远离曝气室(1)的方向逐渐靠近泡沫过滤腔(2)的腔底。

4.根据权利要求1所述的一种利用微纳米气泡去除水中微小固体悬浮颗粒的装置，其特征在于：泡沫过滤腔(2)下方设置有排水腔(9)，排水腔(9)上具有排水管(10)。

5.根据权利要求4所述的一种利用微纳米气泡去除水中微小固体悬浮颗粒的装置，其特征在于：排水腔(9)内部设置有可对水进行杀菌消毒的水处理组件。

6.根据权利要求4所述的一种利用微纳米气泡去除水中微小固体悬浮颗粒的装置，其特征在于：排水腔(9)与泡沫过滤腔(2)之间设置有同时与排水腔(9)和泡沫过滤腔(2)相连通的水过滤腔(12)，水过滤腔(12)内设置有水过滤格栅(13)。

7.根据权利要求5所述的一种利用微纳米气泡去除水中微小固体悬浮颗粒的装置，其特征在于：排水腔(9)内部设置有高液位传感器(14)和低液位传感器(15)，低液位传感器(15)靠近排水腔(9)底部设置，高液位传感器(14)位置高于低液位传感器(15)；排水管(10)上设置有开关电磁阀，高液位传感器(14)和低液位传感器(15)均与开关电磁阀相耦接。

8.根据权利要求6所述的一种利用微纳米气泡去除水中微小固体悬浮颗粒的装置，其特征在于：还包括装置本体(16)，以及自上而下依次排布的泡沫过滤抽屉(17)、水过滤抽屉(18)以及排水抽屉(19)，泡沫过滤抽屉(17)、水过滤抽屉(18)以及排水抽屉(19)设置在装置本体(16)的一侧并与装置本体(16)可拆卸连接；曝气室(1)开设在装置本体(16)上，泡沫过滤腔(2)形成在泡沫过滤抽屉(17)中，水过滤腔(12)形成在水过滤抽屉(18)中，排水腔(9)形成在排水抽屉(19)中；溢流口(5)开设在泡沫过滤抽屉(17)靠近装置本体(16)一侧。

9.根据权利要求1所述的一种利用微纳米气泡去除水中微小固体悬浮颗粒的装置，其特征在于：还包括向曝气室(1)内部延伸的进水管(20)，微纳米气泡曝气器(3)的上方设置有位于进水管(20)下方的纳米孔径格栅(21)。

10.根据权利要求1所述的一种利用微纳米气泡去除水中微小固体悬浮颗粒的装置，其特征在于：微纳米气泡曝气器(3)包括主管路(31)，以及多个与主管路(31)连通的支管(32)，每个支管(32)上连通有曝气头(33)。

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