等离子纳米气泡发生器

摘要

本发明公开了一种等离子纳米气泡发生器，包括气体离子化单元、气液平衡腔、气液搅扰腔、分压单元、气液喷射腔和变速传动单元，其中气体离子化单元连接气液平衡腔，气液平衡腔、气液搅扰腔和气液喷射腔从上至下依次连接，气液平衡腔和气液喷射腔分别与两侧的分压单元相连，变速传动单元为气液平衡腔提供动力。本发明在常温常压下工作，可安装在污泥里工作，直接吸入污泥，利用离子化气体和污泥产生含有纳米气泡的混合液。产生的等离子纳米气泡与曝气气泡相比具有气泡直径小、内能高、存活时间长、传输距离远、氧利用高等优点。

权利要求

1.一种等离子纳米气泡发生器，其特征在于包括气体离子化单元、气液平衡腔、气液搅扰腔、分压单元、气液喷射腔和变速传动单元，其中气体离子化单元连接气液平衡腔，气液平衡腔、气液搅扰腔和气液喷射腔从上至下依次连接，气液平衡腔和气液喷射腔分别与两侧的分压单元相连，变速传动单元为气液平衡腔提供动力。

2.根据权利要求1所述的等离子纳米气泡发生器，其特征在于：所述气体离子化单元由气泵（1）和离子化装置（26）组成。

3.根据权利要求1所述的等离子纳米气泡发生器，其特征在于：所述气液平衡单元包括进水口（3）及（22）、进气口（23）、平衡板（24）、平衡腔（25）、平衡导流组件（20）、平衡导流腔（21）和平衡组件（4）。

4.根据权利要求1所述的等离子纳米气泡发生器，其特征在于：所述气液搅扰单元包括气泡液分散水路（17）、搅扰组件（18）和搅扰腔（19）。

5.根据权利要求1所述的等离子纳米气泡发生器，其特征在于：所述分压单元包括旁通分压组件（5，8）、旁通分压导流组件（6）和旁通分压腔（7）。

6.根据权利要求1所述的等离子纳米气泡发生器，其特征在于：所述气液喷射腔包括平衡组件（9）、气液导流腔（10）、气泡液喷射组件（11）、防污网（12）和导流板（13）。

7.根据权利要求3所述的等离子纳米气泡发生器，其特征在于：所述变速传动单元包括马达（14）、传动齿轮组（15）、变速齿轮组（16），再通过变速齿轮组传递给传动轴（2），由传动轴（2）驱动平衡板（24）工作。

8.根据权利要求1所述的等离子纳米气泡发生器，其特征在于：所述气液平衡腔、气液搅扰腔、分压单元和气液喷射腔被安置在容器中。

说明书

等离子纳米气泡发生器

技术领域

[0001] 本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种用于污水处理和剩余污泥处理的具有等离子特征的纳米气泡发生装置。

背景技术

[0002] 目前污水处理所使用的曝气设备中使用的微孔曝气头（盘）和射流曝气机。现有曝气装置都采用加压供气方式，主要部件包括风机、带有微孔的曝气头（盘），另一种射流曝气机采用叶轮切割方法，主要部件包括进气管、进水管，混合腔和切割用叶轮。本发明与现有射流曝气技术相同的是进气管、进水管、混合腔。特有的部件是离子化装置、气液平衡腔、气液平衡组件、分压旁通组件、搅扰组件、搅扰腔、气泡液喷射组件、导流板。

[0003] 存在能耗高、气泡尺寸大、氧利用率低等缺陷，本发明产生气泡的尺寸达到纳米级水平，由于具有等离子特性，气泡的氧化能力得到提高，能耗大幅度降低。

发明内容

[0004] 为了解决现有技术中微孔曝气头（盘）和射流曝气机产生的气泡大，能耗高、传播距离短、氧利用率低等缺陷，本发明提供了一种等离子纳米气泡发生器，有效地克服了现有技术存在的不足。

[0005] 本发明所产生的气泡小于曝气气泡，达到纳米级水平，提高了气泡的内能、传播距离、存活时间和氧利用率等特性。本发明将气泡产生过程前的空气源进行离子化处理，使产生出的气泡具备等离子气泡功能。

[0006] 本发明所采用的技术方案是：一种等离子纳米气泡发生器包括气体离子化单元、气液平衡腔、气液搅扰腔、分压单元、气液喷射腔和变速传动单元，其中气体离子化单元连接气液平衡腔，气液平衡腔、气液搅扰腔和气液喷射腔从上至下依次连接，气液平衡腔和气液喷射腔分别与两侧的分压单元相连，变速传动单元为气液平衡腔提供动力。

[0007] 气体离子化单元：空气经加压后进入离子化单元，经高频电流作用产生等离子化、极性化。经离子化后的气体经由输气管路通过进气口进入气液平衡单元。这个单元主要由气泵1和离子化装置26组成。

[0008] 气液平衡腔：等离子化气体与水在这个单元经高速搅拌和分压实现气液平衡，平衡后的气水流进入气液搅扰单元。这个单元包括进水口3和22、进气口23、平衡板24、平衡腔25平衡导流组件20、平衡导流腔21及平衡组件4。进水口3和22位于平衡腔25的两侧、与平衡腔25相通，进气口23位于平衡腔25上部、与平衡腔25相通，平衡板24固定在传动轴2两侧，平衡导流腔21位于平衡腔25下部，平衡组件4固定在平衡导流腔21顶部，平衡导流组件20固定在平衡腔25底部与平衡腔25相通。

[0009] 气液搅扰单元：气水流在腔内经高速搅扰产生细小气泡。这个单元包括：气泡液分散水路17、搅扰组件18和搅扰腔19。搅扰腔19与平衡导流组件20相通，搅扰组件18固定在传动轴2两侧，气液分散水路17位于搅扰腔19底部。

[0010] 分压单元：分压单元对气液搅扰腔内产生的压力进行分压以维持腔内压力的平衡。这个单元包括：旁通分压组件5、旁通分压导流组件6、旁通分压腔7和旁通分压组件8。旁通分压腔7位于搅扰腔19两侧、与搅扰腔19相通，旁通分压组件5、旁通分压导流组件16和旁通分压组件8自上而下依次安置在分压旁通腔7内部并相互连通。

[0011] 气液喷射腔：搅扰腔出来的气泡流经气液喷射腔内压力喷嘴的高速喷射使气泡进一步细小化，达到纳米级水平，经导流板排出。这个单元包括：平衡组件9、气液导流腔10、气泡液喷射组件11、防污网12和导流板13。气液导流腔10位于搅扰腔19的下部、与搅扰腔19相通，平衡组件9位于导流腔10的顶部，气泡液喷射组件11位于导流腔下部、与导流腔相通，防污网12位于导流板13外部，导流板13位于气泡液喷射组件11下部与传动轴2相连。

[0012] 动力单元：为气液平衡腔提供动力。这个单元包括：马达14、传动齿轮组15和变速齿轮组16，再通过变速齿轮组传递给传动轴2，由传动轴2驱动平衡板24工作。

[0013] 气液平衡腔、气液搅扰腔、分压单元和气液喷射腔被安置在容器中。

[0014] 本发明等离子纳米气泡发生器在常温常压下工作，可安装在污泥里工作，直接吸入污泥，在发生器内利用离子化气体和污泥产生含有纳米气泡的混合液。产生的等离子纳米气泡与曝气气泡相比具有气泡直径小、内能高、存活时间长、传输距离远、氧利用高等优点。本发明用于河流水污染治理、污水处理方面可提高氧利用率、COD等污染物降解效率，消除水体黑臭；用于剩余污泥处理方面可实现污泥脱臭、杀灭活性微生物、细胞破壁、减量等效果。

附图说明

[0015] 图1是本发明装置结构示意图。

[0016] 图1中的附图标记见下表。

[0017]部件编号 部件名称 部件编号 部件名称
1 气泵 14 马达
2 传动轴 15 传动齿轮组
3 进水口 16 变速齿轮组
4 平衡组件 17 气泡液分散水路
5 旁通分压组件 18 搅扰组件
6 旁通分压导流组件 19 搅扰腔
7 旁通分压腔 20 平衡导流组件
8 旁通分压组件 21 平衡导流腔
9 平衡组件 22 进水口
10 气液导流腔 23 进气口
11 气泡液喷射组件 24 平衡板
12 防污网 25 平衡腔
13 导流板 26 离子化装置

具体实施方式

[0018] 空气经气泵1加压进入气体离子化装置26，经离子化处理后的气体经进气口23进入平衡腔25，在平衡腔内与经进水口3和进水口22进入的水在由传动轴2驱动的平衡板24和平衡组件4的作用达到超平衡状态。超平衡状态气水流在气泵1的压力作用下进入平衡导流腔21，经过平衡导流组件20进入搅扰腔19，在搅扰腔内由搅扰组件18进行4级平衡搅扰产生细小气泡后进入气泡液分散水路17。

[0019] 平衡腔内产生过大压力时气体被引入两侧的旁通分压腔7，经分压组件5、分压导流组件6分压组件8的作用缓冲压力后进入平衡组件9，在平衡组件9内与来自气泡液分散水路17的气泡液冲击混合后，进入气液导流腔10，再经由气泡液喷射组件11喷射到导流板13，经喷射导流的气泡液经由防污网12排出设备。

[0020] 马达14产生的动力经由传动齿轮组15传递给变速齿轮组16，再通过变速齿轮组传递给传动轴2，由传动轴2驱动平衡板24工作。