一种纳米曝气装置的制作方法

本实用新型涉及一种曝气装置，尤其涉及到一种纳米曝气装置。

背景技术：

曝气复氧法处理景观污染水体时，曝气是处理的主要环节与过程，因此其动力消耗占成本的绝大部分，氧传质系数与曝气动力密切相关。影响曝气氧传质的两个关键性因素，一是气液相浓度差，另一个是气泡的比表面积。微纳米曝气技术因其气泡细小的优势，越来越受到关注。

微纳米曝气技术切割出的微纳米级气泡是现今投入应用曝气器里面气泡尺寸最小的。气泡尺寸大小直接影响了气泡与液体的接触面积。对水体曝气时，氧向液相传递的影响因素除了浓度差出现的推动力外，还有一个关键因素就是气泡与液体的接触面积。因为在氧浓度差相同的情况下，气液接触面积大，则会有更多的气液传质现象发生，加速氧的传质，达到迅速恢复水体溶氧的目的。同时，由于气泡的大小也影响着曝气气浮性，微纳米曝气技术因其气泡小，具有良好的气浮性，可以去除水体中一些悬浮物质，恢复水体透明度。

碳纳米管是由碳原子构成的石墨片卷曲而成的一维中空管状结构，这种结构上的特殊性和独特的物理化学性能，使得碳纳米管自从发现以来就备受关注。碳纳米管的憎水性及原子级光滑的内表面，可大大减小流体通过时的吸附力及摩擦力。理论和实验研究表明，流体在碳纳米管内径中的传输速度可提高104-106倍。

中国专利号CN203938518U，公开日2014-11-12，公开了一种纳米曝气装置，由基座、顶盖、密封胶圈、紧固螺钉和纳米曝气膜组成，可将气体切割为直径1-10 nm的气泡，提高氧利用率，但其缺陷是整个曝气装置结构较为复杂，安装不便。

技术实现要素：

本实用新型是为了解决传统微孔曝气器充氧动力效率低、安装不便等问题，提供了一种结构简单、安装方便、可快速提高水体溶氧的纳米曝气装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种纳米曝气装置，包括底座、隔板、橡胶圈、盖板和纳米曝气膜，所述底座包括一体化成型上中下三个部分，所述底座上部为圆柱形框体，所述底座中部为漏斗形框体，所述底座下部为螺帽结构，所述橡胶圈固定在所述隔板外缘，所述隔板固定在所述圆柱形框体内，所述盖板外圈为塑料圆环，所述盖板内圈为纳米曝气膜，所述盖板固定在所述底座上部，所述底座的下部固定有进气管道，所述进气管道呈镂空形态，所述进气管道外部为螺纹状。整个装置结构简单，安装方便，气密性好。

作为优选，所述隔板包括若干分隔板和中轴，所述分隔板两两之间的角度均相同，所述分隔板与所述中轴高度一致，所述分隔板均对称连接在中轴外围。

作为优选，所述底座下部与所述进气管道连接处安装有橡胶垫圈。可以增加装置气密性，提高充氧动力效率。

作为优选，所述底座上部和所述盖板通过螺纹的方式连接。

作为优选，所述纳米曝气膜通过超声波焊接形式焊在所述塑料圆环中。保证了装置的气密性。

作为优选，所述纳米曝气膜由多壁碳纳米管和改性聚酰胺膜材料复合而成。

本实用新型的优势在于：1、采用新型纳米曝气膜，性能更好，强度更高，易于二次加工；2、纳米曝气膜与盖板采用超声波焊接方式连接，气密性更好，效率更高，有利于规模化生产；3、纳米曝气装置可将气体切割为直径10纳米左右的微小气泡，气泡在液相中呈弥散性运动，经久不破，增加了气液接触面积和时间，提高了充氧动力效率和氧利用率，降低能耗；4、与传统微孔曝气器比较，在进气量为相同的情况下，此纳米曝气装置氧利用率是传统微孔曝气器的5倍，充氧效率是传统微孔曝气器的2-3倍；5、小型化、模块化的设计及通用接口的设置可满足装置的快速安装拆卸，降低了维护成本。

附图说明

图1为整个装置的示意图

图2为隔板的示意图

图3为底座的示意图

附图标记:1.盖板2.纳米曝气膜3.螺帽4.进气管道5.橡皮垫圈6.圆柱形框体7.漏斗形框体8.分隔板9.中轴10.橡胶圈。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步具体说明。

如图1-3所示，一种纳米曝气装置，主要包括底座（图3）、隔板（图2）、橡胶圈（10）、盖板（1）和纳米曝气膜（2），底座（图3）包括一体化成型上中下三个部分，底座（图3）上部为圆柱形框体（6），底座（图3）中部为漏斗形框体（7），底座（图3）下部为螺帽结构，橡胶圈（10）固定在隔板（图2）外缘，隔板（图2）固定在圆柱形框体（6）内，盖板（1）外圈为塑料圆环，盖板（1）内圈为纳米曝气膜（2），盖板（1）固定在底座（图3）上部，底座（图3）的下部固定有进气管道，进气管道呈镂空形态，对气体进行一次切割，进气管道（4）外部为螺纹状，底座（图3）与隔板（图2）之间有一定空间，构成气体的缓冲区，组装时，将密封橡胶圈套在隔板（图2）边缘，放入底座（图3）中，将纳米曝气膜（2）通过超声波焊接形式焊在盖板（1）上，将盖板（1）与底座（图3）通过螺纹旋紧即可。本实施例中的纳米曝气膜由多壁碳纳米管和改性聚酰胺膜制成，可以将气体切割成10nm左右的微小气泡，气泡在液相中呈弥散性运动，滞留时间长，增加气液接触面积，延长接触时间，增强气液传质，大幅提高充氧能力和氧利用率，而且在进气量较小的条件下就可达到较高的充氧动力效率，从而大大降低了能耗此纳米曝气装置可以采用模块化设计，使用多级串联方式覆盖需要增氧的水域，快速提高水体溶氧。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。