專利名稱：多磁場(chǎng)回旋微細(xì)小氧氣泡發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種多磁場(chǎng)回旋微細(xì)小氧氣泡發(fā)生器，可應(yīng)用在污水、污泥處理和水環(huán)境修復(fù)以及有機(jī)物氧化降解等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前氣液混合技術(shù)領(lǐng)域面臨ー個(gè)技術(shù)性難題，即如何提高氧或臭氧氣泡在液體中的溶解度，使氣泡在液體中停留時(shí)間長(zhǎng)，以提高氧化技術(shù)的要求。在污水處理領(lǐng)域，最常規(guī)的要求就是增加氧在水中的溶解度，提高氧的利用率。常規(guī)使用的手段是采用鼓風(fēng)曝氣與射流曝氣，例如，中國(guó)專利號(hào)“200820080920. 9”公開的ー種旋切式釋放器。從實(shí)際應(yīng)用效果得出，這兩種氣液混合手段增氧效果都不理想，鼓風(fēng)曝氣可以使水中氧溶解濃度(DO)提高4ppm，動(dòng)カ效率為lkg/kw. h，轉(zhuǎn)移效率為6% ;射流曝氣可 使水中氧溶解濃度(DO)提高8ppm，動(dòng)カ效率為2kg/kw. h，轉(zhuǎn)移效率為10% ;而在水處理中，要求氧的濃度達(dá)到24—40ppm，尤其是高濃度的污水處理，如生活垃圾滲濾液、石油化工、紡織印染污水的處理要求水中氧溶解濃度達(dá)到IOOppm — 300ppm。鼓風(fēng)曝氣和射流曝氣法為了滿足高溶解氧濃度的要求，只能依靠大功率設(shè)備進(jìn)行循環(huán)曝氣，井延長(zhǎng)污水處理中的曝氣時(shí)間，靠長(zhǎng)時(shí)間高能耗解決氧的供應(yīng)問題。近年來，為了解決這個(gè)問題，陸續(xù)推出了解決提高氧在水中溶解度的手段，包括化學(xué)手段和物理手段。就物理手段而言，目前最好的解決辦法是使用氣液混合泵，例如中國(guó)專利號(hào)“201010217375. 5”公開的水動(dòng)カ增氧氣泡發(fā)生器，一般可以使水中氧的溶解濃度(DO)提高24ppm，動(dòng)カ效率為3. lkg/kw. h，轉(zhuǎn)移效率為30%。氣液混合泵雖然解決了部分水中溶解氧的問題，但由于其輸入的氣液混合液體中可溶于水的氧氣泡(直徑50微米以下)的比例不超過30%，因此大量的有用氣體仍然沒有溶解于水，形成的DO值不能滿足エ藝技術(shù)要求，只能靠延長(zhǎng)污水處理的時(shí)間而解決氧氣供應(yīng)問題。并且氣液混合泵的氣泡在水中停留時(shí)間比較短，單機(jī)功率不大(最大功率7. 5kw)，不能滿足較大污水量的處理要求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有氣液混合技術(shù)存在的上述問題，提供ー種多磁場(chǎng)回旋微細(xì)小氧氣泡發(fā)生器，采用本實(shí)用新型可產(chǎn)生使各種難溶解氣體以比較高的溶解度溶解于液體或液態(tài)有機(jī)物中的氣泡，可在污水、污泥處理和水環(huán)境修復(fù)以及有機(jī)物氧化降解領(lǐng)域，解決氧和臭氧在液體或液態(tài)有機(jī)物中的溶解度問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下—種多磁場(chǎng)回旋微細(xì)小氧氣泡發(fā)生器，其特征在于包括高壓氣水混合室和旋轉(zhuǎn)壓縮腔，所述高壓氣水混合室呈圓筒狀，一端封閉，另一端與旋轉(zhuǎn)壓縮腔連通，沿高壓氣水混合室的切線設(shè)置有帶壓氣水進(jìn)ロ，旋轉(zhuǎn)壓縮腔內(nèi)壁上設(shè)置有磁片層，旋轉(zhuǎn)壓縮腔一端與高壓氣水混合室連通，另一端設(shè)置有氣泡水出ロ。[0009]所述旋轉(zhuǎn)壓縮腔呈圓臺(tái)狀，氣泡水出口設(shè)置在圓臺(tái)的小圓上。采用本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于一、本實(shí)用新型包括高壓氣水混合室和旋轉(zhuǎn)壓縮腔，所述高壓氣水混合室呈圓筒狀，一端封閉，另一端與旋轉(zhuǎn)壓縮腔連通，沿高壓氣水混合室的切線設(shè)置有帶壓氣水進(jìn)口，旋轉(zhuǎn)壓縮腔內(nèi)壁上設(shè)置有磁片層，旋轉(zhuǎn)壓縮腔一端與高壓氣水混合室連通，另一端設(shè)置有氣泡水出口，采用此結(jié)構(gòu)，可將氣液混合液體中的氣泡極限壓縮，使輸入氣泡中95%以上的氣泡直徑小于50微米，最小直徑可以達(dá)到10納米左右，并在氣泡上附加上高密度的宏觀能量，從而使輸入液體中的氣體絕大部分以溶解態(tài)和假溶解態(tài)進(jìn)入液體中，溶解態(tài)氧氣泡在水中停留時(shí)間很長(zhǎng)，能正常發(fā)揮溶解氧氣體的作用。二、本實(shí)用新型中，所述旋轉(zhuǎn)壓縮腔呈圓臺(tái)狀，氣泡水出口設(shè)置在圓臺(tái)的小圓上，采用此結(jié)構(gòu)使旋轉(zhuǎn)壓縮腔的腔體直徑逐步縮小，液體渦旋轉(zhuǎn) 速逐步增加，液體內(nèi)部壓力隨著液體轉(zhuǎn)速增加而逐步加大，液體運(yùn)動(dòng)的線速度也隨之增加，到達(dá)回轉(zhuǎn)體終點(diǎn)輸出口時(shí)，液體的轉(zhuǎn)速、壓力和線速度達(dá)到最大，在氣泡水出口形成了液體的高壓快速噴射。

圖I為本實(shí)用新型剖面結(jié)構(gòu)示意圖圖2為圖I的俯視剖面結(jié)構(gòu)示意圖圖中標(biāo)記為1、高壓氣水混合室，2、旋轉(zhuǎn)壓縮腔，3、帶壓氣水進(jìn)口，4、磁片層，5、氣泡水出口。
具體實(shí)施方式
一種多磁場(chǎng)回旋微細(xì)小氧氣泡發(fā)生器，包括高壓氣水混合室I和旋轉(zhuǎn)壓縮腔2，所述高壓氣水混合室I呈圓筒狀，一端封閉，另一端與旋轉(zhuǎn)壓縮腔2連通，沿高壓氣水混合室I的切線設(shè)置有帶壓氣水進(jìn)口 3，旋轉(zhuǎn)壓縮腔2內(nèi)壁上設(shè)置有磁片層4，例如磁鐵層或磁鋼層，旋轉(zhuǎn)壓縮腔2 —端與高壓氣水混合室I連通，另一端設(shè)置有氣泡水出口 5。氣壓水混合室I中的進(jìn)口壓力一般為O. 25—0. 4MPa，出水口瞬時(shí)壓力為I. 6MPa。本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式為，所述旋轉(zhuǎn)壓縮腔2呈圓臺(tái)狀，氣泡水出口 5設(shè)置在圓臺(tái)的小圓上，此為優(yōu)選方式，并不局限于此方式。本實(shí)用新型的工作原理如下如圖所示，帶壓氣液混合液體從高壓氣水混合室的帶壓氣水進(jìn)口以切線進(jìn)入，沿高壓氣水混合室內(nèi)壁做圓周旋轉(zhuǎn)進(jìn)入旋轉(zhuǎn)壓縮腔，在旋轉(zhuǎn)壓縮腔內(nèi)壁實(shí)現(xiàn)加速和加壓后，以高速渦旋狀態(tài)旋轉(zhuǎn)到頂點(diǎn)后，從頂點(diǎn)的氣泡水出口以高速渦旋噴出，高壓高速渦旋氣液混合液體噴射到外部液體的環(huán)境中，對(duì)外部液體產(chǎn)生電離、溶解等作用，在渦旋過程中，液體中混合的氣泡被加速，并且隨著加速過程的推進(jìn)，液體內(nèi)部壓力逐漸增高，氣泡被極限壓縮，形成高能帶電的界觀尺寸微小氣泡。本實(shí)用新型適合一定壓力O. 25—I. OMPa的氣液混合液體加速壓縮,制造高能帶電的界觀尺寸微小氣泡。本實(shí)用新型可以使用機(jī)械精密加工完成，使用的材料包括工程塑料如PVC和聚四氟乙烯、不銹鋼等。[0022]采用本實(shí)用新型后，氣液混合液體以一定的壓力和流量輸入到高壓氣水混合室中，再進(jìn)入旋轉(zhuǎn)壓縮腔，在導(dǎo)流作用下液體沿旋轉(zhuǎn)壓縮腔內(nèi)壁做渦旋運(yùn)動(dòng)，最后從旋轉(zhuǎn)壓縮腔的氣泡水出口輸出，在保持恒定壓力和流量的條件下，因旋轉(zhuǎn)壓縮腔直徑逐步縮小，液體渦旋轉(zhuǎn)速逐步增加，液體內(nèi)部壓力隨著液體轉(zhuǎn)速增加而逐步加大，液體運(yùn)動(dòng)的線速度也隨之增加，到達(dá)氣泡水出口時(shí)，液體的轉(zhuǎn)速、壓力和線速度達(dá)到最大，在回轉(zhuǎn)多磁場(chǎng)腔體輸出口形成了液體的高壓快速噴射。本實(shí)用新型還具有電 離作用旋轉(zhuǎn)壓縮腔內(nèi)壁上設(shè)置有磁片層，形成多磁場(chǎng)，由于氣液混合液體中的氣泡是經(jīng)過多磁場(chǎng)，因此形成的氣泡帶有電離產(chǎn)生的離子，使氣泡形成了離子氣團(tuán)。這些離子氣團(tuán)以比較高的線速度噴射到液體中后，對(duì)液體產(chǎn)生了強(qiáng)烈的機(jī)械切割電離作用和離子放電電離效應(yīng)，使液體中產(chǎn)生了大量的正負(fù)離子并包圍了氣泡，在這些離子的作用下，氣泡表面張力逐步增高，使氣泡的直徑越來越小，并隨著離子的溶解而逐步溶解在水中，且這種離子作用力和表面張力全部或部分抵制了液體對(duì)氣泡產(chǎn)生的浮力作用，使氣泡在液體中不再是直線上升，而是長(zhǎng)時(shí)間停留或者徹底溶解于液體中。本實(shí)用新型還具有分子間能作用任何分子之間都存在分子間的作用力，稱為分子間能。含有氣泡的水溶液噴射之前，氣泡因壓力的作用壓縮到最小，氣泡直徑壓縮到微米或納米級(jí)別，分子間能蓄積達(dá)到最高，氣泡破裂或溶解后，氣體分子自由熱運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，可以隨時(shí)加入到水分子共價(jià)鍵中成為溶解氧，也可以隨時(shí)斷裂其他物質(zhì)與水分子形成的共價(jià)鍵，氧化還原其物質(zhì)。本實(shí)用新型因壓壞作用產(chǎn)生爆炸能在水體中，由于微納米氣泡受到水的物理(水的流動(dòng)過程產(chǎn)生的壓縮和膨脹，旋渦流等)作用后，會(huì)因瞬間絕熱壓縮而產(chǎn)生超高壓超高溫的極限反應(yīng)場(chǎng)，這個(gè)極限反應(yīng)場(chǎng)能與周圍的水作用生成高效的OH等的自由基，而自由基分子是非常不穩(wěn)定的活性物質(zhì)，為了從其他的分子奪取電子以求自身的電離平衡，會(huì)發(fā)揮出極強(qiáng)的氧化能力，可以分解難分解的有害化學(xué)物質(zhì)。氧氣泡進(jìn)入水中后，因氣泡內(nèi)部壓力比較高，導(dǎo)致氣泡壁具有比較高的張力，在發(fā)生碰撞或其他條件導(dǎo)致氣泡破裂或溶解時(shí)，氣泡壁的張力作用將釋放巨大的爆炸能量——超聲波能量，這種超聲波具有很強(qiáng)的殺菌作用，可以產(chǎn)生大量的負(fù)離子，同時(shí)可以促使氧分子溶解于水，破壞污染物與水的共價(jià)鍵連接，也可以破壞污染物內(nèi)部的化學(xué)鍵連接，完成氧化降解污染物。微納米氧氣炮的殺菌過程包括吸引與殺滅兩個(gè)過程，這種帶電的氣泡可以吸附水體中的細(xì)菌與病毒，隨著氣泡的破裂，激發(fā)大量的自由基及破裂所產(chǎn)生的超高溫高壓，把吸附的細(xì)菌病毒殺死。這過程在環(huán)境消毒領(lǐng)域中具有更實(shí)用的意義。微氣泡自身具有較強(qiáng)的表面張力，高速射入水中時(shí)在外圍水壓的作用下又被進(jìn)一步不斷壓縮，而形成氣液臨界表面積更大的超細(xì)微氣泡，最后收縮到一定程度則消失溶解于水體中，這是它具有強(qiáng)大溶解性的原因所在。而且在收縮的過程中，隨著氣泡的縮小，氣泡內(nèi)的氣壓呈反比例地迅速提高，使泡內(nèi)氣體處于超高壓狀態(tài)，這種超高壓狀態(tài)與超高溫效應(yīng)結(jié)合，是微氣泡產(chǎn)生超聲波性狀的重要原因所在。
權(quán)利要求1.一種多磁場(chǎng)回旋微細(xì)小氧氣泡發(fā)生器，其特征在于包括高壓氣水混合室(I)和旋轉(zhuǎn)壓縮腔(2)，所述高壓氣水混合室(I)呈圓筒狀，一端封閉，另一端與旋轉(zhuǎn)壓縮腔(2)連通，沿高壓氣水混合室(I)的切線設(shè)置有帶壓氣水進(jìn)口(3)，旋轉(zhuǎn)壓縮腔(2)內(nèi)壁上設(shè)置有磁片層(4)，旋轉(zhuǎn)壓縮腔(2) —端與高壓氣水混合室(I)連通，另一端設(shè)置有氣泡水出口(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多磁場(chǎng)回旋微細(xì)小氧氣泡發(fā)生器，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)壓縮腔(2)呈圓臺(tái)狀，氣泡水出口(5)設(shè)置在圓臺(tái)的小圓上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種多磁場(chǎng)回旋微細(xì)小氧氣泡發(fā)生器，包括高壓氣水混合室和旋轉(zhuǎn)壓縮腔，所述高壓氣水混合室呈圓筒狀，一端封閉，另一端與旋轉(zhuǎn)壓縮腔連通，沿高壓氣水混合室的切線設(shè)置有帶壓氣水進(jìn)口，旋轉(zhuǎn)壓縮腔內(nèi)壁上設(shè)置有磁片層，旋轉(zhuǎn)壓縮腔一端與高壓氣水混合室連通，另一端設(shè)置有氣泡水出口。采用本實(shí)用新型可產(chǎn)生使各種難溶解氣體以比較高的溶解度溶解于液體或液態(tài)有機(jī)物中的氣泡，可在污水、污泥處理和水環(huán)境修復(fù)以及有機(jī)物氧化降解領(lǐng)域，解決氧和臭氧在液體或液態(tài)有機(jī)物中的溶解度問題。
文檔編號(hào)C02F1/72GK202638304SQ201220315219
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月2日
發(fā)明者張培君, 張思思 申請(qǐng)人:西藏國(guó)策環(huán)?？萍脊煞萦邢薰境啥挤止?br>