专利名称：多磁场回旋微细小氧气泡发生器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种多磁场回旋微细小氧气泡发生器，可应用在污水、污泥处理和水环境修复以及有机物氧化降解等领域。
背景技术：
目前气液混合技术领域面临ー个技术性难题，即如何提高氧或臭氧气泡在液体中的溶解度，使气泡在液体中停留时间长，以提高氧化技术的要求。在污水处理领域，最常规的要求就是增加氧在水中的溶解度，提高氧的利用率。常规使用的手段是采用鼓风曝气与射流曝气，例如，中国专利号“200820080920. 9”公开的ー种旋切式释放器。从实际应用效果得出，这两种气液混合手段增氧效果都不理想，鼓风曝气可以使水中氧溶解浓度(DO)提高4ppm，动カ效率为lkg/kw. h，转移效率为6% ;射流曝气可 使水中氧溶解浓度(DO)提高8ppm，动カ效率为2kg/kw. h，转移效率为10% ;而在水处理中，要求氧的浓度达到24—40ppm，尤其是高浓度的污水处理，如生活垃圾渗滤液、石油化工、纺织印染污水的处理要求水中氧溶解浓度达到IOOppm — 300ppm。鼓风曝气和射流曝气法为了满足高溶解氧浓度的要求，只能依靠大功率设备进行循环曝气，井延长污水处理中的曝气时间，靠长时间高能耗解决氧的供应问题。近年来，为了解决这个问题，陆续推出了解决提高氧在水中溶解度的手段，包括化学手段和物理手段。就物理手段而言，目前最好的解决办法是使用气液混合泵，例如中国专利号“201010217375. 5”公开的水动カ增氧气泡发生器，一般可以使水中氧的溶解浓度(DO)提高24ppm，动カ效率为3. lkg/kw. h，转移效率为30%。气液混合泵虽然解决了部分水中溶解氧的问题，但由于其输入的气液混合液体中可溶于水的氧气泡(直径50微米以下)的比例不超过30%，因此大量的有用气体仍然没有溶解于水，形成的DO值不能满足エ艺技术要求，只能靠延长污水处理的时间而解决氧气供应问题。并且气液混合泵的气泡在水中停留时间比较短，单机功率不大(最大功率7. 5kw)，不能满足较大污水量的处理要求。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有气液混合技术存在的上述问题，提供ー种多磁场回旋微细小氧气泡发生器，采用本实用新型可产生使各种难溶解气体以比较高的溶解度溶解于液体或液态有机物中的气泡，可在污水、污泥处理和水环境修复以及有机物氧化降解领域，解决氧和臭氧在液体或液态有机物中的溶解度问题。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下—种多磁场回旋微细小氧气泡发生器，其特征在于包括高压气水混合室和旋转压缩腔，所述高压气水混合室呈圆筒状，一端封闭，另一端与旋转压缩腔连通，沿高压气水混合室的切线设置有带压气水进ロ，旋转压缩腔内壁上设置有磁片层，旋转压缩腔一端与高压气水混合室连通，另一端设置有气泡水出ロ。[0009]所述旋转压缩腔呈圆台状，气泡水出口设置在圆台的小圆上。采用本实用新型的优点在于一、本实用新型包括高压气水混合室和旋转压缩腔，所述高压气水混合室呈圆筒状，一端封闭，另一端与旋转压缩腔连通，沿高压气水混合室的切线设置有带压气水进口，旋转压缩腔内壁上设置有磁片层，旋转压缩腔一端与高压气水混合室连通，另一端设置有气泡水出口，采用此结构，可将气液混合液体中的气泡极限压缩，使输入气泡中95%以上的气泡直径小于50微米，最小直径可以达到10纳米左右，并在气泡上附加上高密度的宏观能量，从而使输入液体中的气体绝大部分以溶解态和假溶解态进入液体中，溶解态氧气泡在水中停留时间很长，能正常发挥溶解氧气体的作用。二、本实用新型中，所述旋转压缩腔呈圆台状，气泡水出口设置在圆台的小圆上，采用此结构使旋转压缩腔的腔体直径逐步缩小，液体涡旋转 速逐步增加，液体内部压力随着液体转速增加而逐步加大，液体运动的线速度也随之增加，到达回转体终点输出口时，液体的转速、压力和线速度达到最大，在气泡水出口形成了液体的高压快速喷射。
图I为本实用新型剖面结构示意图图2为图I的俯视剖面结构示意图图中标记为1、高压气水混合室，2、旋转压缩腔，3、带压气水进口，4、磁片层，5、气泡水出口。
具体实施方式
一种多磁场回旋微细小氧气泡发生器，包括高压气水混合室I和旋转压缩腔2，所述高压气水混合室I呈圆筒状，一端封闭，另一端与旋转压缩腔2连通，沿高压气水混合室I的切线设置有带压气水进口 3，旋转压缩腔2内壁上设置有磁片层4，例如磁铁层或磁钢层，旋转压缩腔2 —端与高压气水混合室I连通，另一端设置有气泡水出口 5。气压水混合室I中的进口压力一般为O. 25—0. 4MPa，出水口瞬时压力为I. 6MPa。本实用新型的优选实施方式为，所述旋转压缩腔2呈圆台状，气泡水出口 5设置在圆台的小圆上，此为优选方式，并不局限于此方式。本实用新型的工作原理如下如图所示，带压气液混合液体从高压气水混合室的带压气水进口以切线进入，沿高压气水混合室内壁做圆周旋转进入旋转压缩腔，在旋转压缩腔内壁实现加速和加压后，以高速涡旋状态旋转到顶点后，从顶点的气泡水出口以高速涡旋喷出，高压高速涡旋气液混合液体喷射到外部液体的环境中，对外部液体产生电离、溶解等作用，在涡旋过程中，液体中混合的气泡被加速，并且随着加速过程的推进，液体内部压力逐渐增高，气泡被极限压缩，形成高能带电的界观尺寸微小气泡。本实用新型适合一定压力O. 25—I. OMPa的气液混合液体加速压缩,制造高能带电的界观尺寸微小气泡。本实用新型可以使用机械精密加工完成，使用的材料包括工程塑料如PVC和聚四氟乙烯、不锈钢等。[0022]采用本实用新型后，气液混合液体以一定的压力和流量输入到高压气水混合室中，再进入旋转压缩腔，在导流作用下液体沿旋转压缩腔内壁做涡旋运动，最后从旋转压缩腔的气泡水出口输出，在保持恒定压力和流量的条件下，因旋转压缩腔直径逐步缩小，液体涡旋转速逐步增加，液体内部压力随着液体转速增加而逐步加大，液体运动的线速度也随之增加，到达气泡水出口时，液体的转速、压力和线速度达到最大，在回转多磁场腔体输出口形成了液体的高压快速喷射。本实用新型还具有电 离作用旋转压缩腔内壁上设置有磁片层，形成多磁场，由于气液混合液体中的气泡是经过多磁场，因此形成的气泡带有电离产生的离子，使气泡形成了离子气团。这些离子气团以比较高的线速度喷射到液体中后，对液体产生了强烈的机械切割电离作用和离子放电电离效应，使液体中产生了大量的正负离子并包围了气泡，在这些离子的作用下，气泡表面张力逐步增高，使气泡的直径越来越小，并随着离子的溶解而逐步溶解在水中，且这种离子作用力和表面张力全部或部分抵制了液体对气泡产生的浮力作用，使气泡在液体中不再是直线上升，而是长时间停留或者彻底溶解于液体中。本实用新型还具有分子间能作用任何分子之间都存在分子间的作用力，称为分子间能。含有气泡的水溶液喷射之前，气泡因压力的作用压缩到最小，气泡直径压缩到微米或纳米级别，分子间能蓄积达到最高，气泡破裂或溶解后，气体分子自由热运动增强，可以随时加入到水分子共价键中成为溶解氧，也可以随时断裂其他物质与水分子形成的共价键，氧化还原其物质。本实用新型因压坏作用产生爆炸能在水体中，由于微纳米气泡受到水的物理(水的流动过程产生的压缩和膨胀，旋涡流等)作用后，会因瞬间绝热压缩而产生超高压超高温的极限反应场，这个极限反应场能与周围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稳定的活性物质，为了从其他的分子夺取电子以求自身的电离平衡，会发挥出极强的氧化能力，可以分解难分解的有害化学物质。氧气泡进入水中后，因气泡内部压力比较高，导致气泡壁具有比较高的张力，在发生碰撞或其他条件导致气泡破裂或溶解时，气泡壁的张力作用将释放巨大的爆炸能量——超声波能量，这种超声波具有很强的杀菌作用，可以产生大量的负离子，同时可以促使氧分子溶解于水，破坏污染物与水的共价键连接，也可以破坏污染物内部的化学键连接，完成氧化降解污染物。微纳米氧气炮的杀菌过程包括吸引与杀灭两个过程，这种带电的气泡可以吸附水体中的细菌与病毒，随着气泡的破裂，激发大量的自由基及破裂所产生的超高温高压，把吸附的细菌病毒杀死。这过程在环境消毒领域中具有更实用的意义。微气泡自身具有较强的表面张力，高速射入水中时在外围水压的作用下又被进一步不断压缩，而形成气液临界表面积更大的超细微气泡，最后收缩到一定程度则消失溶解于水体中，这是它具有强大溶解性的原因所在。而且在收缩的过程中，随着气泡的缩小，气泡内的气压呈反比例地迅速提高，使泡内气体处于超高压状态，这种超高压状态与超高温效应结合，是微气泡产生超声波性状的重要原因所在。
权利要求1.一种多磁场回旋微细小氧气泡发生器，其特征在于包括高压气水混合室(I)和旋转压缩腔(2)，所述高压气水混合室(I)呈圆筒状，一端封闭，另一端与旋转压缩腔(2)连通，沿高压气水混合室(I)的切线设置有带压气水进口(3)，旋转压缩腔(2)内壁上设置有磁片层(4)，旋转压缩腔(2) —端与高压气水混合室(I)连通，另一端设置有气泡水出口(5)。
2.根据权利要求I所述的多磁场回旋微细小氧气泡发生器，其特征在于所述旋转压缩腔(2)呈圆台状，气泡水出口(5)设置在圆台的小圆上。
专利摘要本实用新型公开了一种多磁场回旋微细小氧气泡发生器，包括高压气水混合室和旋转压缩腔，所述高压气水混合室呈圆筒状，一端封闭，另一端与旋转压缩腔连通，沿高压气水混合室的切线设置有带压气水进口，旋转压缩腔内壁上设置有磁片层，旋转压缩腔一端与高压气水混合室连通，另一端设置有气泡水出口。采用本实用新型可产生使各种难溶解气体以比较高的溶解度溶解于液体或液态有机物中的气泡，可在污水、污泥处理和水环境修复以及有机物氧化降解领域，解决氧和臭氧在液体或液态有机物中的溶解度问题。
文档编号C02F1/72GK202638304SQ201220315219
公开日2013年1月2日 申请日期2012年7月2日 优先权日2012年7月2日
发明者张培君, 张思思 申请人:西藏国策环保科技股份有限公司成都分公司