本發(fā)明屬于污水處理，具體涉及一種納米氣泡發(fā)生裝置及使用方法。

背景技術(shù)：

1、納米氣泡技術(shù)是一種產(chǎn)生和應(yīng)用尺寸在納米級的氣泡的科學(xué)技術(shù)。納米氣泡具有較大的比表面積和在水中的停留時間，能夠促進(jìn)生物活性，加快污染物的降解，縮短凈化時間。并且納米氣泡的破裂，會產(chǎn)生大量的羥基自由基等活性氧，這些活性氧具有很強的氧化能力，能夠分解水中難降解的有機物?，F(xiàn)有的納米氣泡發(fā)生裝置需要額外的增壓氣泵提供增壓氣體，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，能耗高，穩(wěn)定性差。

2、因此，上述問題亟待解決。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：為了克服以上不足，本發(fā)明提供一種納米氣泡發(fā)生裝置及使用方法，本裝置無需增壓氣泵加壓將空氣溶解于水中，然后通過急速減壓釋放，過飽和的氣體以非常小的氣泡析出，產(chǎn)生出納米級氣泡，整個裝置結(jié)構(gòu)簡單，提高設(shè)備穩(wěn)定性。

2、技術(shù)方案：為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種納米氣泡發(fā)生裝置，包括殼體，殼體內(nèi)部設(shè)有氣液混合裝置，氣液混合裝置連接有進(jìn)氣管、進(jìn)水管、排水管，進(jìn)氣管設(shè)有進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥和氣體流量計，氣體流量計檢測進(jìn)氣管中氣體流量，進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥控制進(jìn)氣量。進(jìn)水管設(shè)有進(jìn)水調(diào)節(jié)閥和液體流量計，液體流量計監(jiān)測進(jìn)水管中水流量，進(jìn)水調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)進(jìn)水量，進(jìn)水管連接的水泵向氣液混合裝置輸送水，氣液混合裝置從進(jìn)氣管抽取氣體，氣液混合裝置將氣體加壓溶于水中。本裝置工作過程中，水泵不斷將水泵入氣液混合裝置，氣液混合裝置轉(zhuǎn)動抽取進(jìn)氣管中氣體，氣體在氣液混合裝置中被加壓混入水中，然后從排水管排出，此時壓力急速降低，過飽和的氣體以非常小的氣泡析出，產(chǎn)生出納米級氣泡。在此過程中，液體流量計和氣體流量計持續(xù)監(jiān)測，控制系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測數(shù)值控制進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥和進(jìn)水調(diào)節(jié)閥維持在一定數(shù)值。進(jìn)水調(diào)節(jié)閥控制啟動過程中水流量從小逐漸增大，避免進(jìn)水速度過快，導(dǎo)致水充滿殼體內(nèi)部。整個裝置無需增壓氣泵，將氣體加壓溶于水中，然后急速減壓產(chǎn)生納米氣泡，整個裝置結(jié)構(gòu)簡單，能耗低，設(shè)備穩(wěn)定性強。

3、進(jìn)一步地，上述的納米氣泡發(fā)生裝置中，氣液混合裝置包括機殼，機殼內(nèi)設(shè)置有葉片，葉片陣列旋轉(zhuǎn)設(shè)置，葉片和電機驅(qū)動連接，葉片偏心設(shè)置，機殼內(nèi)設(shè)有進(jìn)氣口、進(jìn)液口、出液口。進(jìn)氣口和進(jìn)氣管連接，進(jìn)液口和進(jìn)水管連接，出液口和排水管連接。

4、進(jìn)一步地，上述的納米氣泡發(fā)生裝置中，葉片中心位于機殼中心上側(cè)，上側(cè)葉片末端貼靠機殼內(nèi)壁頂部。進(jìn)氣口設(shè)于葉片右側(cè)，進(jìn)液口設(shè)于進(jìn)氣口右側(cè)，出液口設(shè)于葉片中心上側(cè)，進(jìn)氣口和出液口臨近設(shè)置。啟動過程中，葉片轉(zhuǎn)動，水逐漸從進(jìn)液口進(jìn)入機殼，水在葉片帶動下形成水環(huán)，葉片和水環(huán)形成密閉空間，帶動氣體旋轉(zhuǎn)，此時部分氣體隨著水環(huán)的形成變成氣泡溶入水中，進(jìn)氣口處氣體被葉片和水環(huán)形成的密閉空間帶動旋轉(zhuǎn)，進(jìn)氣口處形成負(fù)壓，將進(jìn)氣管中氣體吸入。葉片和水環(huán)形成的密閉空間隨著葉片旋轉(zhuǎn)，該密閉空間越來越小，氣體被壓縮，氣體在高壓下進(jìn)一步溶于水中。然后密閉空間移到出液口位置，水從出液口排出，壓力快速降低，過飽和的氣體以非常小的氣泡析出，形成納米氣泡。

5、進(jìn)一步地，上述的納米氣泡發(fā)生裝置中，排水管出水口設(shè)有二次混合剪切裝置，二次混合剪切裝置將水和氣體二次剪切混合。二次混合剪切裝置包括管體，管體包括上流道和下流道，上流道末端向下傾斜設(shè)置，下流道末端向上傾斜設(shè)置。當(dāng)水從出液口進(jìn)入排水管，水在二次混合剪切裝置引導(dǎo)下從上流道和下流道分流，從上流道和下流道排出過程中發(fā)生剪切混合，使更多氣體溶于水中，產(chǎn)生更多的納米氣泡，提高本裝置納米氣泡發(fā)生效率。

6、進(jìn)一步地，上述的納米氣泡發(fā)生裝置中，上流道和下流道分別為波浪形，所述上流道和下流道出口為細(xì)窄口。水高速流過波浪形的上流道和下流道時，產(chǎn)生湍流，將氣泡進(jìn)一步粉碎，形成更多的納米氣泡，提高裝置發(fā)生效率。

7、進(jìn)一步地，上述的納米氣泡發(fā)生裝置中，為了維持氣液混合裝置內(nèi)部穩(wěn)定壓力，氣液混合裝置和氣體流量計之間設(shè)有氣體單向閥。氣液混合裝置和液體流量計之間設(shè)有液體單向閥。

8、進(jìn)一步地，上述的納米氣泡發(fā)生裝置中，為了維持排水管中壓力，排水管連接有穩(wěn)壓罐。

9、上述的納米氣泡發(fā)生裝置的使用方法，其特征在于：包括如下步驟：

10、步驟一：啟動水泵向氣液混合裝置內(nèi)部輸入水，水不應(yīng)充滿氣液混合裝置內(nèi)部。

11、步驟二：啟動氣液混合裝置，電機帶動葉片旋轉(zhuǎn)，葉片攪動氣液混合裝置內(nèi)部的水，水在氣液混合裝置內(nèi)部形成水環(huán)，水環(huán)和偏心設(shè)置的葉片形成一個個密閉空間，上部的密閉空間相對于下部的密閉空間小。

12、步驟三：葉片旋轉(zhuǎn)過程密閉空間由大變小，密閉空間中的氣體受到水環(huán)擠壓，氣體發(fā)生壓縮，氣體被加壓溶于水中。直至密閉空間移動至出液口，密閉空間中的水和氣體從出液口進(jìn)入排水管。

13、步驟四：葉片繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，在帶走進(jìn)氣口處氣體，進(jìn)氣管內(nèi)形成負(fù)壓，進(jìn)氣管吸入氣體。進(jìn)水管注入水。

14、步驟五：排水管連接的二次混合剪切裝置對水和氣體二次混合剪切。

15、進(jìn)一步地，上述使用方法，步驟三中氣體體積縮小75%及以上。

16、進(jìn)一步地，上述使用方法，在步驟一到步驟五過程中，氣體流量計持續(xù)將氣體流量轉(zhuǎn)換成模擬量信號發(fā)送給控制器，上述控制器控制進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥控制進(jìn)氣量。液體流量計監(jiān)測進(jìn)水管中液體流量，液體流量計將液體流量轉(zhuǎn)換成模擬量信號發(fā)送給控制器，上述控制器控制進(jìn)水調(diào)節(jié)閥控制進(jìn)水量。

17、上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有如下有益效果：本發(fā)明納米氣泡發(fā)生裝置及使用方法，無需增壓氣泵，將氣體加壓溶于水中，然后急速減壓，過飽和的氣體以非常小的氣泡析出，產(chǎn)生納米氣泡，整個裝置結(jié)構(gòu)簡單，能耗低，穩(wěn)定性高。從上流道和下流道排出過程中發(fā)生剪切混合，使更多氣體溶于水中，產(chǎn)生更多的納米氣泡。水高速流過波浪形的上流道和下流道時，產(chǎn)生湍流，將氣泡粉碎，形成更多的納米氣泡，提高裝置發(fā)生效率。

技術(shù)特征：

1.一種納米氣泡發(fā)生裝置，其特征在于：包括殼體（1），所述殼體（1）內(nèi)部設(shè)有氣液混合裝置（2），所述氣液混合裝置（2）連接有進(jìn)氣管（21）、進(jìn)水管（22）、排水管（23），所述進(jìn)氣管（21）設(shè)有進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥（211）和氣體流量計（212），所述氣體流量計（212）檢測進(jìn)氣管（21）中氣體流量，所述進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥（211）控制進(jìn)氣量；所述進(jìn)水管（22）設(shè)有進(jìn)水調(diào)節(jié)閥（221）和液體流量計（222），所述液體流量計（222）監(jiān)測進(jìn)水管（22）中水流量，所述進(jìn)水調(diào)節(jié)閥（221）調(diào)節(jié)進(jìn)水量，所述進(jìn)水管（22）連接的水泵（223）向氣液混合裝置（2）輸送水，所述氣液混合裝置（2）從進(jìn)氣管（21）抽取氣體，所述氣液混合裝置（2）將氣體加壓溶于水中。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米氣泡發(fā)生裝置，其特征在于：所述氣液混合裝置（2）包括機殼（24），所述機殼（24）內(nèi)設(shè)置有葉片（25），所述葉片（25）陣列旋轉(zhuǎn)設(shè)置，所述葉片（25）和電機驅(qū)動連接，所述葉片（25）偏心設(shè)置，所述機殼（24）內(nèi)設(shè)有進(jìn)氣口（241）、進(jìn)液口（242）、出液口（243），所述進(jìn)氣口（241）和進(jìn)氣管（21）連接，所述進(jìn)液口（242）和進(jìn)水管（22）連接，所述出液口（243）和排水管（23）連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的納米氣泡發(fā)生裝置，其特征在于：所述葉片（25）中心位于機殼（24）中心上側(cè)，上側(cè)所述葉片（25）末端貼靠機殼（24）內(nèi)壁頂部；所述進(jìn)氣口（241）設(shè)于葉片（25）右側(cè)，所述進(jìn)液口（242）設(shè)于進(jìn)氣口（241）右側(cè)，所述出液口（243）設(shè)于葉片（25）中心上側(cè)，所述進(jìn)氣口（241）和出液口（243）臨近設(shè)置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米氣泡發(fā)生裝置，其特征在于：所述排水管（23）出水口設(shè)有二次混合剪切裝置（231），所述二次混合剪切裝置（231）將水和氣體二次剪切混合；所述二次混合剪切裝置（231）包括管體（2311），所述管體（2311）包括上流道（2312）和下流道（2313），所述上流道（2312）末端向下傾斜設(shè)置，所述下流道（2313）末端向上傾斜設(shè)置。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的納米氣泡發(fā)生裝置，其特征在于：所述上流道（2312）和下流道（2313）分別為波浪形，所述上流道（2312）和下流道（2313）出口為細(xì)窄口。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米氣泡發(fā)生裝置，其特征在于：所述氣液混合裝置（2）和氣體流量計（212）之間設(shè)有氣體單向閥（213）；所述氣液混合裝置（2）和液體流量計（222）之間設(shè)有液體單向閥（224）。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米氣泡發(fā)生裝置，其特征在于：所述排水管（23）連接有穩(wěn)壓罐（26）。

8.一種用于權(quán)利要求1-7任一項所述的納米氣泡發(fā)生裝置的使用方法，其特征在于：包括如下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的使用方法，其特征在于：步驟三中氣體體積縮小75%及以上。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的使用方法，其特征在于：在步驟一到步驟五過程中，所述氣體流量計（212）將氣體流量轉(zhuǎn)換成模擬量信號發(fā)送給控制器，上述控制器控制進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥（211）控制進(jìn)氣量；所述液體流量計（222）監(jiān)測進(jìn)水管（22）中液體流量，所述液體流量計（222）將液體流量轉(zhuǎn)換成模擬量信號發(fā)送給控制器，上述控制器控制進(jìn)水調(diào)節(jié)閥（221）控制進(jìn)水量。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種納米氣泡發(fā)生裝置及使用方法，包括殼體，殼體內(nèi)部設(shè)有氣液混合裝置，氣液混合裝置連接有進(jìn)氣管、進(jìn)水管、排水管，進(jìn)氣管設(shè)有進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥和氣體流量計，氣體流量計檢測進(jìn)氣管中氣體流量，進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥控制進(jìn)氣量。進(jìn)水管設(shè)有進(jìn)水調(diào)節(jié)閥和液體流量計，液體流量計監(jiān)測進(jìn)水管中水流量，進(jìn)水調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)進(jìn)水量，進(jìn)水管連接的水泵向氣液混合裝置輸送水，氣液混合裝置抽取氣體，氣液混合裝置將氣體加壓溶于水中。本裝置無需增壓氣泵，將氣體加壓溶于水中，然后急速減壓產(chǎn)生納米氣泡，整個裝置結(jié)構(gòu)簡單，能耗低，機構(gòu)穩(wěn)定性高。

技術(shù)研發(fā)人員：劉浩,張偉棟
受保護的技術(shù)使用者：江蘇長志環(huán)?？萍加邢薰?br/>技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/18