CN202006090U - 微纳气泡发生器 - Google Patents

Abstract

一种微纳气泡发生器。该微纳气泡发生器包括进水管及出水管，进水管的一端连接有增压泵，增压泵另一端通过管线与溶气罐顶部密封连接，管线上设有电磁流量计，溶气罐顶部密封连通有进气管，进气管上设有的电磁阀位于控制箱内，溶气罐内设有射流喷嘴、射流喉室、液位浮球、溶气水吸收管，射流喷嘴与管线连接，射流喷嘴下方与其对应处设有射流喉室，射流喷嘴与射流喉室之间为气液腔，可编程序控制器控制电磁阀开关，溶气水吸收管延伸至溶气罐外与出水管连接。本新型能有效去除均匀分散于水中油滴粒径等于小于10um的分散油；同时通过使用不同的气源种类在提高气浮浮油的基础上，实现对含油污水的氧化除硫处理或加氮气去除溶解氧处理。

Description

微纳气泡发生器

技术领域

本实用新型属于水处理领域，特别是一种微纳气泡发生器。

背景技术

在含油污水的处理中，常用方法是气浮净化法，所谓气浮法是利用微气泡和混凝剂、絮凝剂的作用，将含油污水中的油量物质及悬浮物凝聚，然后上浮至水体表面，从而达到将污物分离，再通过排污设备将污物排除的一种方法。而微气泡是对直径50μm以下气泡的总称。微气泡的生成主要是以泵前吸气加压溶解或曝气机形式吸空气入水下后通过叶轮的高速旋转打成气泡的方法实现。溶气设备运行中产生的气泡颗粒直径大，必需投加絮凝剂否则悬浮物及油类产生的絮体无法上浮。另外, 以往设备单以空气作为气源，与水混合产生微气泡。运行处理效果过于单一。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本实用新型提供了一种微纳气泡发生器，该微纳气泡发生器可取代现有气浮设备中的曝气机及溶气装置并可应用于原有沉降罐改造，通过增加微纳气泡发生器提高罐的除油效果。本新型产生气泡的颗粒直径在10um-300nm，溶气水呈牛奶状乳白色，无需添加破乳剂，就能有效去除均匀分散于水中油滴粒径等于小于10um的分散油。同时通过使用不同的气源种类在提高气浮浮油的基础上，实现对含油污水的氧化除硫处理或加氮气去除溶解氧处理。

本实用新型所采用的技术方案是：该微纳气泡发生器包括进水管及出水管，进水管的一端连接有增压泵，增压泵另一端通过管线与溶气罐顶部密封连接，管线上设有电磁流量计，溶气罐顶部密封连通有进气管，进气管上设有的电磁阀，进气管的另一端连接供气系统，溶气罐内设有射流喷嘴、射流喉室、液位浮球、溶气水吸收管，射流喷嘴与管线连接，射流喷嘴下方与其对应处设有射流喉室，射流喷嘴与射流喉室之间为气液腔，液位浮球将信号传递给控制箱内的可编程序控制器，可编程序控制器控制电磁阀开关，溶气水吸收管延伸至溶气罐外与出水管连接。

本新型所具有的有益效果是：（1）水源选择的多样化，设备运行增压泵使用水源可使用气浮出水、待处理污水、污水投加混凝剂后水源。分别采用了空气、氧气、氮气及臭氧。通过使用不同的气源种类在提高气浮浮油的基础上，实现对含油污水的氧化除硫处理或加氮气去除溶解氧处理。（2）微纳气泡的扩散渗透性强、气泡的延续时间长，使污水中的有机物、离子、细菌能够有足够的接触反应时间，从而提高气体的利用率；（4）装置对于气源的要求具有多元性，能够很好用于空气、氧气、臭氧及氮气等气体与含油污水的混合，满足不同的处理要求；（5）应用于气浮设备时可减少高分子絮凝剂的投加，利于含油污水中油的回收利用；（6）由于采用罐内射流，充分利用泵压，降低了能量消耗。进水水压在0.25Mpa设备就能正常运行；（7）定量吸气，气水混合充分，无游离气泡，提高了溶气气浮效率。溶气气水比在1%以下；（8）气液混合罐内不加填料，不会堵塞，放宽了污水水质要求，适应多种水质，提高了设备的适应性。该设备运用油水双膜边界理论，产生气泡的颗粒直径在10um-300nm。溶气水呈牛奶状乳白色，无需添加破乳剂，就能有效去除均匀分散于水中、 油滴粒径等于小于10um的分散油。（9）本实用新型实现了自动化控制。

附图说明：  

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型控制系统电路图。

图中：1-出水管，2-药洗出口，3-出水压力变送器，4-进水压力变送器，5-溶气罐，6-电磁流量计，7-增压泵，8-药洗进口，9-进水管，10-止回阀，11-射流喷嘴，12-射流喉室，13-液位浮球，14-气液腔，15-溶气水吸收管，16-进气管，17-电磁阀，18-控制箱，19-底座，20-管线，PLC-可编程序控制器，QF-空气断路器，1QF-空气断路器，2QF-空气断路器，VVVF-变频器，KM-交流接触器，DP-开关电源，ST-接线端子排，POD-触摸屏，PLC A/D-模拟量模块，DL1-加气状态，DL2-水压报警，DL3-气压报警，KA1-继电器，KA2-继电器及GL-信号离隔器。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型进一步说明：如附图1中所示，该微纳气泡发生器包括进水管9及出水管1，进水管9的一端与增压泵7通过法兰加胶垫密封连接，增压泵7另一端通过管线20与溶气罐5顶部密封固定连接，管线20上设有电磁流量计6，溶气罐5顶部密封连通有进气管16，进气管16上设有的电磁阀17，进气管16的另一端连接供气系统，溶气罐5内设有射流喷嘴11、射流喉室12、液位浮球13、溶气水吸收管15，射流喷嘴11与管线20通过法兰固定连接，射流喷嘴11下方与其对应处设有射流喉室12，射流喉室12通过支架固定于溶气罐5底部，射流喷嘴11与射流喉室12之间为气液腔14，气液在气液腔14处混合，当溶气罐5内的液位低于设定液位时，液位浮球13将信号传递给控制箱18内的可编程序控制器21，可编程序控制器PLC将电磁阀17关闭停止进气，当溶气罐5内的液位高于设定液位时，液位浮球13将信号传递给控制箱18内的可编程序控制器PLC，可编程序控制器PLC将电磁阀17打开继续进气，溶气水吸收管15延伸至溶气罐5外与出水管1连接，溶气水吸收管15底部口与罐底保持10-15cm距离，与罐表面为焊接。

出水管1上设有药洗出口2和出水压力变送器3，进水管9上设有药洗进口8，药洗出口2和药洗进口8用于整体设备长期运行后油污及垢类物质的清洗。

管线20上依次设有止回阀10及进水压力变送器4，进水压力变送器4、出水压力变送器3便于监测设备的运行状态，止回阀10的设置防止设备停机后水的倒流情况发生。

溶气罐5及增压泵7分别固定在底座19上。

微纳气泡发生器运行过程为：水源首先通过增压泵7增压经管线20、电磁流量计6至溶气罐5，气体由进气管16进入溶气罐5内，水源进溶气罐5首先通过射流喷嘴11经由气液腔14，带气水进入射流喉室12，射流喉室12水满溢出至罐内，溶气水经溶气水吸收管15喷出罐外，经由出水压力变送器3、药洗出口2至出水管1。同时液位浮球13反馈气体的消耗情况，根据需求开关进气电磁阀17。混合液体中的气源可根据工艺要求使用空气、氧气、臭氧及氮气等，氧气用于气浮设备浮油及去除水中杂质。氧气、臭氧在气浮处理效果的基础上，用于氧化水中的还原性物质可用于去除油田污水中的硫化物，减少工艺中除硫剂的投加。氮气气源在气浮处理效果的基础上，针对油田污水中的溶解氧起到去除效果，减少工艺中除氧剂的投加。

溶气罐5内混合作用原理：根据电磁流量计6显示流量，通过变频器VVVF控制增压泵7以定量的加压水作为射流器的动力水，水流以30-40米/秒的高速紊流束从射流喷嘴11喷出，穿过气液腔14，在气液腔14内形成稳定的负压，吸入罐顶部的气体。气水混合物在射流喉室12内剧烈紊动、撞击、剪切，形成乳化状态，使气体溶于水中。使气体溶于水中。根据罐顶气体的体积，及时补充溶气所需的气体。气液腔14定量吸入罐顶气体，根据罐顶气体的体积，设备能及时补充溶气所需要的气体。不存在常规溶气罐吸入过量的气体和放出多余的气体的情况。

为了便于现场人员对设备的操作及管理，通过触摸屏显示、可编程序控制器PLC程序控制，实现对微纳气泡发生器设备的运行状态的监控显示、数据记录、报警及操作调整，本实用新型的采用自动化控制。

控制系统由可编程序控制器通讯模块、空气断路器QF、空气断路器1QF、空气断路器2QF、变频器VVVF、交流接触器KM、开关电源DP、接线端子排ST、可编程序控制器PLC、触摸屏POD、模拟量模块PLC A/D、加气状态DL1、水压报警DL2、气压报警DL3、继电器KA1、继电器KA2及信号离隔器GL组成。

一、控制系统对各种传感器输入量如进水压力CH1、产水压力CH2、空气压力CH3、进水流量CH4进行检测，对各种类型故障进行报警。并具备实时数据和历史数据的保存及处理能力，对工艺流程进行动态模拟、制表。对主要数据永久性保存。且显示整个工艺流程或局部环节的直观动态彩色画面，动态显示工艺流程各部件的运行状态。

控制系统可通过可编程序控制器通讯模块实现与监控微机的联网功能。方便用户远程查询设备的运行情况。

二、实时工艺控制：

1、水量检测；根据电磁流量计6的输入量，经可编程序控制器PLC上传至触摸屏POD显示。

2、压力控制；由现场进水压力变送器4、出水压力变送器3测定的输入量，经可编程序控制器PLC控制变频器VVVF调整增压泵7压力。

3、液位控制；由可编程序控制器PLC根据液位浮球13的输入量，显示并控制电磁阀17动作。

Claims (4)

1.一种微纳气泡发生器，包括进水管(9)及出水管(1)，进水管(9)的一端与增压泵(7)的进口连接，其特征在于：所述的增压泵(7)出口通过管线(20)与溶气罐(5)顶部密封连接，管线(20)上设有电磁流量计(6)，溶气罐(5)顶部密封连通有进气管(16)，进气管(16)上设有的电磁阀(17)，进气管(16)的另一端连接供气系统，溶气罐(5)内设有射流喷嘴(11)、射流喉室(12)、液位浮球(13)、溶气水吸收管(15)，射流喷嘴(11)与管线(20)连接，射流喷嘴(11)下方与其对应处设有射流喉室(12)，射流喷嘴(11)与射流喉室(12)之间为气液腔(14)，液位浮球(13)将信号传递给控制箱(18)内的可编程序控制器(PLC)，可编程序控制器(PLC)控制电磁阀(17)开关，溶气水吸收管(15)延伸至溶气罐(5)外与出水管(1)连接。

2.根据权利要求1所述的微纳气泡发生器，其特征在于：出水管(1)上设有药洗出口(2)和出水压力变送器(3)，进水管(9)上设有药洗进口(8)。

3.根据权利要求1所述的微纳气泡发生器，其特征在于：管线(20)上依次设有止回阀(10)及进水压力变送器(4)。

4.根据权利要求1所述的微纳气泡发生器，其特征在于：溶气罐(5)及增压泵(7)分别固定在底座(19)上。

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