CN117023768A - 一种用于水处理的纳米气泡***及产生方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于水处理的纳米气泡***及产生方法，其包括混合罐，所述的混合罐一端设有进水口，另一端设有出水口，顶部设有进气口，所述的混合罐内间隔设置多排多列气泡发生器，气泡发生器包括膜板，所述的膜板内设有内部气道，膜板的端部设置与内部气道连通的进气通道，进气通道与进气口连通，膜板的外表面包覆碳化硅膜，碳化硅膜上设置膜孔，所述的膜孔与内部气道连通。本发明通过在碳化硅膜中通入臭氧，加压臭氧后利用碳化硅膜本身的超细膜孔将臭氧从膜孔中排出，并且在混合罐中利用水流将碳化硅膜表面的气泡切割带走与污水混合，后续通过水泵的叶轮再次切割混合，形成超细纳米级气泡，本发明能耗低，气体传输效率高。
Description
技术领域
本发明属于水处理设备技术领域，具体为一种用于水处理的纳米气泡***及产生方法。
背景技术
污水处理为使污水达到排入某一水体或再次使用的水质要求对其进行净化的过程。人类进行水处理的方式已经有相当多年历史，物理方法包括利用各种孔径大小不同的滤材，利用吸附或阻隔方式，将水中的杂质排除在外，目前常见的水处理设备通过将臭氧通入到污水内，进行臭氧净化处理。
现有通过在污水中通入臭氧的方法主要有以下几种：
(1)气液旋流式，臭氧的输送效率为65％，设备运行成本为1m3气体/14kw.hr；
(2)射流式：臭氧的输送效率为35％，设备运行成本为1m3气体/16kw.hr；
(3)蜂窝式：臭氧的输送效率为35％，设备运行成本为1m3气体/18kw.hr；以上几种方式均存在臭氧输送效率低，设备运行成本大的问题。
发明内容
基于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种节能高效型的用于水处理的纳米气泡***及产生方法。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种用于水处理的纳米气泡***，其包括混合罐，所述的混合罐一端设有进水口，另一端设有出水口，顶部设有进气口，所述的混合罐内间隔设置多排多列气泡发生器，气泡发生器包括膜板，所述的膜板内设有内部气道，膜板的端部设置与内部气道连通的进气通道，进气通道与进气口连通，膜板的外表面包覆碳化硅膜，碳化硅膜上设置膜孔，所述的膜孔与内部气道连通。
优选地，所述的出水口连接水泵。
优选地，所述的进气口连接气泵。
优选地，所述的膜板为扁平的长方体结构，内部气道设有多个且间隔排列，膜板的端部设置分流通道，进气通道与分流通道连通，分流通道的分流口与内部气道一一对应。
优选地，所述碳化硅膜上膜孔的孔径为40-100nm。
优选地，每列气泡发生器中相邻气泡发生器之间的间隔为4-8cm，相邻两列气泡发生器的距离为4-10cm。
一种用于水处理的纳米气泡***的纳米气泡产生方法，其包括以下步骤：
步骤一：水泵在混合罐的出水端负压抽吸，水从混合罐进水口进入到混合罐中；
步骤二：在混合罐的进气口中通入臭氧气体，臭氧气体经过纳米气泡发生器，从纳米气泡发生器上碳化硅膜的膜孔中排出并在碳化硅膜表面形成微气泡；
步骤三：水流从碳化硅膜表面流过，并将碳化硅膜表面的微气泡切割带走；
步骤四：微气泡随水流从出水口排出，进入到水泵中，通过水泵的叶轮高速切割混合形成纳米级超细气泡。
优选地，所述的混合罐内水的流速为1m/s。
优选地，所述臭氧气体在碳化硅膜的膜孔中与混合罐中水的压差为1-2kg/cm2。
本发明与现有技术相比，至少具有以下明显优点和效果：
1、本发明通过在碳化硅膜中通入臭氧，加压臭氧后利用碳化硅膜本身的超细膜孔将臭氧从膜孔中排出，并且在混合罐中利用水流将碳化硅膜表面的气泡切割带走与污水混合，后续通过水泵的叶轮再次切割混合，形成超细纳米级气泡。
2、本发明还可以适应任何气体到任何液体的混合，气体传输效率超过90％。与常规的超细气泡曝气相比所需的空气量减少75％,设备的运行成本只有1m3气体/kw.hr。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中混合罐内气泡发生器的排列示俯视结构图；
图3是本发明中气泡发生器的结构示意图；
图4是本发明中气泡发生器产气示意图；
图5是本发明实施例2中气泡与气泡发生器分离示意图；
本发明中的部件列表
1、混合罐；2、气泡发生器；3、水泵；4、气泵；11、进水口；12、出水口；13、进气口；21、膜板；22、内部气道；23、进气通道；24、分流通道；25、碳化硅膜；26、膜孔。
具体实施方式
结合附图和以下说明描述了本发明的特定实施例以教导本领域技术人员如何制造和使用本发明的最佳模式。为了教导发明原理，已简化或省略了一下常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施例的变形落在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式结合以形成本发明的多个变型。本发明中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。由此，本发明并不局限于下述特定实施例，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例涉及一种用于水处理的纳米气泡***，其包括混合罐1，所述的混合罐1一端设有进水口11，另一端设有出水口12，顶部设有进气口13，所述的混合罐1内间隔设置多排多列气泡发生器2，气泡发生器2包括膜板21，所述的膜板21内设有内部气道22，膜板21的端部设置有与内部气道22连通的进气通道23，进气通道23与进气口13连通，膜板21的外表面包覆碳化硅膜25，碳化硅膜25上设有膜孔26，所述的膜孔26与内部气道23连通，本申请通过水泵负压吸水的方式驱动污水以1m/s的流速流动，因此在出水口12连接水泵3，水泵3的叶轮在告诉转动过程中能够切割混合气泡与污水，进气口1处连接气泵4将臭氧压入气泡发生器2，气泡发生器2中气体与混合罐1的里的液体之间压差需要达到1-2kg/cm2。
每列气泡发生器2中相邻气泡发生器2之间的间隔为5m，相邻两列气泡发生器2的距离为7cm，合理设置相邻气泡发生器2之间的距离，能够提高气泡与污水混合的效率，从而提高气体的传输效率，申请中气体传输的效率能够达到90％以上。
具体地，所述的膜板21为扁平的长方体结构，内部气道23设有多个且间隔排列，膜板21的端部设置分流通道24，进气通道23与分流通道24连通，分流通道24的分流口与内部气道22一一对应。
本申请中的碳化硅膜可通过中国发明专利CN201811638063.4中的技术制备得到，本实施例中碳化硅膜中的膜孔26孔径为40-100nm不等。
实施例2
本实施例公开了用于水处理的纳米气泡产生方法，具体包括以下步骤：
步骤一：水泵在混合罐的出水端负压抽吸，污水从混合罐进水口进入到混合罐中，混合罐中污水的流速达到1m/s；
步骤二：在混合罐的进气口中通入臭氧气体，臭氧气体经过纳米气泡发生器，从纳米气泡发生器上碳化硅膜的膜孔中排出并在碳化硅膜表面形成微气泡；
步骤三：水流从碳化硅膜表面流过，并将碳化硅膜表面的微气泡切割带走混合于水中；
步骤四：微气泡随水流从出水口排出，进入到水泵中，通过水泵的叶轮高速切割混合形成纳米级超细气泡。
本发明方法首先通过向纳米气泡发生器中通入臭氧，臭氧从膜孔中排出后就能得到微气泡，微气泡通过叶轮切割可得到超细气泡，因此整个过程能耗设备少，耗能也就少，1m3的臭氧气体综合耗能只有1kw.hr。
由于本领域技术人员能够很容易想到，利用发明的构思和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (9)
1.一种用于水处理的纳米气泡***，其特征在于，其包括混合罐，所述的混合罐一端设有进水口，另一端设有出水口，顶部设有进气口，所述的混合罐内间隔设置多排多列气泡发生器，气泡发生器包括膜板，所述的膜板内设有内部气道，膜板的端部设置有与内部气道连通的进气通道，进气通道与进气口连通，膜板的外表面包覆碳化硅膜，碳化硅膜上设有膜孔，所述的膜孔与内部气道连通。
2.根据权利要求1所述的用于水处理的纳米气泡***，其特征在于，所述的出水口连接水泵。
3.根据权利要求1所述的用于水处理的纳米气泡***，其特征在于，所述的进气口连接气泵。
4.根据权利要求1所述的用于水处理的纳米气泡***，其特征在于，所述的膜板为扁平的长方体结构，内部气道设有多个且间隔排列，膜板的端部设置分流通道，进气通道与分流通道连通，分流通道的分流口与内部气道一一对应。
5.根据权利要求1所述的用于水处理的纳米气泡***，其特征在于，所述碳化硅膜上膜孔的孔径为40-100nm。
6.根据权利要求1所述的用于水处理的纳米气泡***，其特征在于，每列气泡发生器中相邻气泡发生器之间的间隔为4-8cm，相邻两列气泡发生器的距离为4-10cm。
7.一种如权利要求1-6中任一所述的用于水处理的纳米气泡***的纳米气泡产生方法，其特征在于，其包括以下步骤：
步骤一：水泵在混合罐的出水端负压抽吸，水从混合罐进水口进入到混合罐中；
步骤二：在混合罐的进气口中通入臭氧气体，臭氧气体经过纳米气泡发生器，从纳米气泡发生器上碳化硅膜的膜孔中排出并在碳化硅膜表面形成微气泡；
步骤三：水流从碳化硅膜表面流过，并将碳化硅膜表面的微气泡切割带走；
步骤四：微气泡随水流从出水口排出，进入到水泵中，通过水泵的叶轮高速切割混合形成纳米级超细气泡。
8.根据权利要求7所述的用于水处理的纳米气泡***的纳米气泡产生方法，其特征在于，所述的混合罐内水的流速为1m/s。
9.根据权利要求7所述的用于水处理的纳米气泡***的纳米气泡产生方法，其特征在于，所述臭氧气体在碳化硅膜的膜孔中与混合罐中水的压差为1-2kg/cm2。
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