管道式微纳米曝气装置及方法与流程

本发明属于水体处理设备领域，具体涉及管道式微纳米曝气装置及方法。

背景技术：

1、微纳米气泡具有气泡尺寸小、比表面积大、吸附效率高、在水中上升速度慢等特点。在水中通入微纳米气泡，可有效分离水中固体杂质、快速提高水体氧浓度、杀灭水中有害病菌。

2、现有的管路内部气泡破碎装置，包括与进气分离的静态混合结构和与进气相结合的结构。静态混合器等就是很典型的静态气液混合、气泡破碎结构，但对于气液混合，及气泡破碎过程而言，由于气液粘度相差巨大，静态混合器的混合效果一般都不理想，即使可以达到较好的混合效果，也需要消耗非常高的管路压力，经济型很差。

3、现有技术如名为《流动水管道用于曝气设备，曝气装置装备有该和水的处理单元具有曝气装置》的发明专利，此发明专利的公开号为jp2000015285a。此发明专利提供一种能够满足高曝气量和小型化要求的曝气装置，并通过将该曝气装置和过滤装置组合在一起，提供一种有助于节省水箱周围空间的水处理装置，此发明的曝气装置具有一个用于吸入水箱中的水的进水口和一个用于将曝气后的水排放到水箱侧的出水口，并配有一个流管，该流管至少具有一个通过管壁形成的进气孔或一个在从进水口到出水口的管道路径上部分阻塞管道的阻挡板。此发明实现气体通过气孔进入水体，以实现给水体提供充分的溶解氧量，但是此装置气体进入水体时气泡直径较大，释放出来的大部分细小空气容易聚集成大颗粒气泡从水中跑出，存在能耗高、效率低等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种效率高、能耗低、曝气效果好且流量大的管道式微纳米曝气装置及方法。

2、本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

3、管道式微纳米曝气装置，包括基管，基管两端分别设有进水管和出水管，基管内设有内管，内管两端分别连接进水管和出水管，内管与基管直之间设有空腔，内管壁上布设有曝气孔，基管侧方设有进气管，进气管与空腔相连通，内管内设有沿内管轴线平行设置的扰动件，扰动件包括环形的滑移板，相邻滑移板相对侧设有第一弹簧，滑移板内侧均匀设有条状体，条状体朝向内管轴线延伸。

4、通过对管道式微纳米曝气装置整体装置的设计，水体自进水管进入到内管内，水体通过内管后会自出水管排出，在这个过程中，水体在流动通过内管时会形成负压，将所需要溶解入水相的气体通过进气口吸入空腔，在水体高速流动通过内管时形成的负压将气体通过进气管吸入到空腔并通过内管上的曝气孔进入水相，并通过出水管排出水体，气体在这个过程中形成微纳米气泡，将水力旋转切割应用于气液混合过程，可一步完成气液两相介质的混合传输，产生的微纳米气泡在破裂的同时产生自由基羟基，具有氧化分解作用，在增加水体溶氧的同时还可降解水体中的部分有机污染物。在内管收容有多个扰动件，扰动件可以沿内管轴向方向移动，即滑移板可以沿内管轴线方向移动，当气体通过曝气孔进入水相是可以提高水体和气体在内管的混合效果，即当水体和气体在混合的过程中，液体会在内管内形成告诉旋流，此时液体会带动滑移板移动和转动，相邻滑移板的相对侧设有第一弹簧，第一弹簧可以防止在滑移板在移动和转动的过程中发生碰撞，同时使相邻的滑移板直接具有一定的间隔，在滑移板滑移和转动的过程中，可以带动条状体移动和转动，在条状体移动和转动的过程中提高对液体和气体的混合效果；同时，在滑移板移动和转动过程中，滑移板会与内管的内壁面相对滑移，实现防止内管的内壁面上有残留物，防止杂质或其他污物将曝气孔堵塞影响气体与液体的混合效果；此外，条状体的设置可以降低内管内液体和气体的流动速度，可以提高内管内部介质的压强增大，实现提高内管内部排出介质的流速。

5、更进一步的，曝气孔的孔径在0.5—5mm之间。更进一步的，进水管的管径在水体流动方向上逐渐减小，两端直径比为2:1。更进一步的，出水管的管径在水体流动方向上逐渐扩大，两端直径比为1:2.5。通过上述设计，当水体流经进液管，由于进液管管径在水体流经的过程中减小，水流速度加快，在水体高速流动通过内管时形成的负压将气体通过进气管吸入到空腔并通过内管上的曝气孔进入水相；在气液充分呼合并产生高速旋涡运行后进入出水管，出水管的管径沿水体移动方向逐渐放大，水体的流速放缓，混合在水体中的气体会释放为纳米级别的气泡，水体中富含微纳米气泡。

6、更进一步的，进水管、出水管和进气管都外接螺纹。通过上述设计，可以将管道式微纳米曝气装置整体接入到现有产品内，即无需改动现有工艺和设备，即可快速安装和替换，操作运行简便，曝气效率高，运行成本较低，是环境友好型水处理曝气装置。其中，出水口有外接螺纹，可经螺纹安装到管道中，也可直接放空。

7、更进一步的，水流的介质包括水、水溶液、有机溶液、有机混合溶液中的一种或几种。

8、更进一步的，气体包括空气、氧气、氢气、氮气、臭氧中的一种或几种。

9、更进一步的，进水口可接液体流量计，计量进入管道式微纳米曝气装置的水流流量。

10、更进一步的，进水口可外接流量控制阀门，调节进入管道式微纳米曝气装置的水流的压力和流量。

11、更进一步的，进气口可外接气体流量计，计量进入管道式微纳米曝气装置的气体流量。

12、更进一步的，进气口可外接控制阀门，调节进入管道式微纳米曝气装置的气体的压力和流量。

13、更进一步的，管道式微纳米曝气装置的材质为不锈钢。

14、根据本发明一实施例，条状体两侧设有锯齿状凸起，条状体端部设有尖顶，条状体倾斜设置，滑移板上的条状体沿同一角度扭转设置。

15、通过上述设计，在液体和气体在内管内混合的过程中，液体经过条状体，由于条状体两侧设有锯齿状凸起且顶端均有尖顶，可以实现对内管内的混合的液体反复切割，即可以实现对液体中较大的气泡切合，进一步实现气体和液体直接的混合效果，可以切割或打散液体中可能存在的污染物或颗粒物，同时还可以提高液体在内管内的流通路径，可以提高气体进入水相的效率；条状体呈倾斜设置，更进一步的，条状体的倾斜角度是沿水体流动方向的，可以防止水流速过快导致条状体崩坏，可以提高条状体的使用寿命，同时可以对水体形成一定的引导作用，可以进一步促进内管内水体和气体的混合效果；滑移板上的条状体是沿同一角度扭转设置，可以实现对液体的流动方向进行引导，即可以实现较强的涡流，在可以提高液体和气体的混合效率的同时，还可以稳定液体的流速。

16、根据本发明一实施例，进水管连接有过滤组件，过滤组件包括壳体，壳体内设置有腔体，腔体中部设有滤网，滤网将腔体上下分隔为进液腔体和出液腔体，进液腔体一侧设有进液管，出液腔体一侧设有出液管，出液管与进水管配合设置。

17、液体自过滤组件进液腔体一侧的进液管进入到壳体内部，液体从进液腔体通过滤网进入到出液腔体内，再通过出液管进入到进水管内。通过上述设计，在进水管之前设用过滤组件，可以对进入到基管的水体进行过滤，可以防止水体内具有的污染物或颗粒物进行过滤和吸附，防止颗粒物或污染物造成内管的曝气孔堵塞，同时可以提高水体的流动速度，进而提高液体和气体的混合效率；此外，滤网可以实现液体流动平衡和稳定。

18、根据本发明一实施例，进液管向进液腔体延伸有进液弯管，进液弯管实现液体从滤网上方排出，进液弯管背向滤网朝向。

19、通过上述设计，进液弯管是折弯设置的，并背向滤网排出液体，可以实现液体在进液腔体有一个滞留时间延长，其一可以降低液体通过滤网的时间，即可以提高液体的过滤的效果，进而提高进入到基管内液体的质量，其二可以带动进液腔体内液体的流动，可以实现进液腔体内液体的流动的效率，即防止进液腔体内部分液体沉积不通过过滤网，可以实现流入基管内的液体成分均匀。

20、根据本发明一实施例，出液腔体内设置有搅拌组件，搅拌组件包括搅拌轴，搅拌轴一侧贯穿壳体并连接固定件；

21、搅拌轴与出液管相对设置，搅拌轴上间隔设有叶片组件。

22、根据本发明一实施例，叶片组件包括转盘，转盘一侧设有固定板，固定板与转盘之间设有转叶，固定板与转盘之间通过螺栓连接；

23、转叶弧形设置。

24、通过上述设计，在出液腔体内设有搅拌组件，即当液体自滤网进入到出液腔体内后，液体在排出的过程中会驱动转叶转动，转叶转动的过程中会带动转轴转动，以促使自进液腔体排出的液体呈旋流状态，形成的旋流有利于后续进入到内管形成旋流，并与气体混合效果提升；此外，搅拌轴和转叶的旋转运动能够将水体中未被过滤的颗粒物进行切割，避免颗粒物较大造成内管内壁的曝气孔的堵塞；同时，搅拌轴和转叶的旋转运动可起到向前推动液体的效果，促进旋流排出的出液管，提高水体流动效果。

25、管道式微纳米曝气方法，应用上述的一种蒸汽冷凝水腐蚀监测装置，包括如下步骤：

26、s1：液体自进水管流入内管；

27、s2：液体流通过内管时形成负压，将所需要溶解入水相的气体通过进气口吸入空腔，气体会通过曝气孔进入到内管与水相结合；

28、s3：内管内的介质在扰动件的作用下充分混合；

29、s4：混合后的液体从出水管排出。