专利名称：微细小氧气泡的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种微细小氧气泡的制备方法，可应用在污水污泥处理、水环境修复、保健洗浴、有机物降解、液态物质分离等领域。
背景技术：
目前气液混合技术领域面临一个技术性难题，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，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，并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”公开的水动力增氧气泡发生器，一般可以使水中氧的溶解浓度(DO)提高24ppm，动力效率为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值不能满足工艺技术要求，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。为此，中国专利号“CN201220315219. V，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。该超微细小氧气泡发生器是将0. 2至0. 7MPa的压力空气与相同压力的水从不同的角度进入容器内，以高速旋转、强力混合，混合后的气水由超微细气泡发生喷头以极高的冲力快速喷出，产生超微细小气泡。但实际运用中发现由于剪切孔口径小容易堵塞，混合气水压力不稳定时，产生的超微细小气泡数量时大时小，产生量不稳定。
发明内容
本发明的目的在于克服现有气液混合技术存在的上述问题，提供一种微细小氧气泡的制备方法，采用本发明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，在混合气水压力不稳定时，控制超微细小气泡稳定产生。为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下
一种微细小氧气泡的制备方法，其特征在于，包括如下步骤
a、气液混合加压泵将清洁水和气体在泵内进行旋转加压并搅拌混合成为气水混合液，水和气体的体积比为9:1，气体约占8-12% ;气液混合泵扬程为40— 70米； b、气水混合液进入气泡发生装置，气水混合液经过氧气泡发生装置作用成为10nm-30Mm的超微细小气泡。所述的氧气泡发生装置包括壳体、导流件、剪切雾化板和压力流量自动调节机构，所述导流件设置在壳体内且位于壳体上部，导流件内设置有导流通道，剪切雾化板和压力流量自动调节机构均设置在壳体内，剪切雾化板设置在导流件下方且与导流通道出口配合，压力流量自动调节机构与剪切雾化板连接，所述壳体上设置有气泡溢流口，剪切雾化板上设置有气泡释放孔。所述b步骤中，气水混合液经过导流通道进入，通过剪切雾化板剪切和突然释放，当压缩的气体被释放于常压的水体中时，气体发生爆炸，发生气水混合液转换，成为10nm-30Mm超微细小的气泡。所述压力流量自动调节机构将剪切雾化板与导流件之间的间隙调节为0. 5mm-3mm，爆炸释放气水吐出量为16L — 50L/min，水温在10°C —60°C。所述压力流量自动调节机构包括安装槽、调节弹簧和固定螺钉，安装槽位于壳体中部，调节弹簧设置在安装槽内，一端与剪切雾化板配合，另一端由固定螺钉固定。所述气泡溢流口为多个，均匀分布在壳体上。所述气泡释放孔为多个，均匀分布在剪切雾化板上。采用本发明的优点在于
一、本发明具有自动避免堵塞，溶气水释放均匀，气体在水体中保留时间长等特点，使水气充分溶解达到饱和而形成溶气水，然后通过自动调节间隙的剪切板和雾化板瞬时消能减压释放出大量小于30 的微细气泡；在电压不稳、压力波动情况下，可自动调节平衡，其压力自动调节范围0. 2-0. 7MPa，稳定产生10nm-30Mm的超微细小气泡水量自动调节范围12L—60L/min ;减少了传统的溶气罐，空气压缩机；取代了传统的容易堵塞的溶气水释放
>J-U装直。二、本发明中，所述导流件设置在壳体内且位于壳体上部，导流件内设置有高压室、导流通道，剪切雾化板和压力流量自动调节机构均设置在壳体内，剪切雾化板设置在导流件下方且与导流通道出口配合，压力流量自动调节机构与剪切雾化板连接，所述壳体上设置有气泡溢流口，剪切雾化板上设置有气泡释放孔，气水混合液通过导流件内的导流通道进入与剪切雾化板配合，可通过气水混合液的压力使剪切雾化板向下运动，再通过剪切雾化板上的气泡释放孔进入壳体内，此方式能够使输入气泡中95%以上的气泡直径小于30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；并且当气水混合液的压力不稳定时，压力流量自动调节机构使剪切雾化板向上运动，减小剪切雾化板与导流件之间的距离，从而控制超微细小气泡稳定产生。三、本发明中，所述压力流量自动调节机构包括安装槽、调节弹簧和固定螺钉，安装槽位于壳体中部，调节弹簧设置在安装槽内，一端与剪切雾化板配合，另一端由固定螺钉固定，采用此结构，不仅实现了自动调节剪切雾化板与导流件进行配合，而且还可以通过固定螺钉来调整调节弹簧的弹力大小，进一步保证了超微细小气泡的稳定产生。四、本发明中，所述气泡溢流口为多个，均勻分布在壳体上，使产生的微细小氧气泡能够通过气泡溢流口快速排出壳体，保证了使用效果。五、本发明中，所述气泡释放孔为多个，均匀分布在剪切雾化板上，采用此结构，不仅保证了剪切雾化板与导流件配合对气水混合液进行剪切雾化，可通过均匀分布的气泡释放孔排到壳体内，并且当气水混合液作用在剪切雾化板上时，剪切雾化板不会摆动，有利于超微细小气泡稳定产生。
图1为本发明结构示意图
图中标记为1、壳体，2、导流件，3、剪切雾化板，4、气泡溢流口，5、气泡释放孔，6、安装槽，7、调节弹簧，8、固定螺钉。
具体实施例方式一种微细小氧气泡的制备方法，包括如下步骤
a、气液混合加压泵将清洁水和气体在泵内进行高速旋转加压并搅拌混合使之成为气水混合液，水和气体的体积比为9:1，气体约占8-12% ;气液混合泵扬程为40—70米，即压力为 0. 4—0. 7Mpa ；
b、被压缩溶解的气水混合液进入超微细小气泡发生装置，高压气液混合水经过导流通道进入具有自动调节间隙的剪切雾化板经过剪切和突然释放，当压缩的气体被突然释放于常压的水体中时，在紊流的水中气体发生爆炸，即发生气水混合液转换，成为超微细小的气泡(10nm-30Mm)，而溶于水体中，每分钟约产生1. 2亿个超微细小气泡，由于光的作用，使水体变成像牛奶状颜色。本发明中的工艺设备及参数QY型气液混合泵，气液混合泵扬程为40— 70米，即压力为0. 4—0. 7MPa，水泵过水流量为16L — 50L/MIN，自吸气体量为8-12% ;超微细小气泡发生装置中的剪切板和雾化板间隙自动调节距离0. 5mm—3mm,爆炸释放气水吐出量为16L — 50L/min。其水温在10°C —60°C均能产生。本发明中，高压气液混合水经过导流通道进入具有自动调节间隙的剪切雾化板经过剪切和突然释放，该潜水式节流孔释放微纳米气泡原理是减压释气原理，即使空气和水在潜水泵内部增压溶解；利用节流孔对液体节流产生的压力，加速流动时通过喉部产生的负压让空气重新从水中释放出来，而形成微细小气泡。以下对本发明中的超微细小气泡发生装置进行说明
超微细小气泡发生装置包括壳体1，还包括导流件2、剪切雾化板3和压力流量自动调节机构，所述导流件2设置在壳体I内且位于壳体I上部，导流件2内设置有导流通道，剪切雾化板3和压力流量自动调节机构均设置在壳体I内，剪切雾化板3设置在导流件2下方且与导流通道出口配合，压力流量自动调节机构与剪切雾化板3连接，所述壳体I上设置有气泡溢流口 4，剪切雾化板3上设置有气泡释放孔5。优选实施方式为，所述压力流量自动调节机构包括安装槽6、调节弹簧7和固定螺钉8，安装槽6位于壳体I中部，调节弹簧7设置在安装槽6内，一端与剪切雾化板3配合，另一端由固定螺钉8固定。能够实现压力流量自动调节机构作用的有很多，因而并不局限于此结构。
又一优选实施方式为,所述气泡溢流口 4为多个,均勻分布在壳体I上。又一优选实施方式为，所述气泡释放孔5为多个，均匀分布在剪切雾化板3上，且贯通剪切雾化板3。最佳实施方式为四个，呈圆周状分布。超微细小气泡发生装置的工作原理如下
如图所示，带压气液混合液体从导流件的导流通道，
带压气水混合液通过导流件内的导流通道进入与剪切雾化板配合，通过气水混合液的压力使剪切雾化板向下运动，对气水混合液剪切雾化后，再通过剪切雾化板上的气泡释放孔进入壳体内，最后通过壳体上的气泡溢流口排出。超微细小气泡发生装置适合一定压力0. 25—1. 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。超微细小气泡发生装置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。
权利要求
1.一种微细小氧气泡的制备方法，其特征在于，包括如下步骤 a、气液混合加压泵将清洁水和气体在泵内进行旋转加压并搅拌混合成为气水混合液，水和气体的体积比为9:1，气体约占8-12% ;气液混合泵扬程为40— 70米； b、气水混合液进入气泡发生装置，气水混合液经过氧气泡发生装置作用成为10nm-30Mm的超微细小气泡。
2.根据权利要求1所述的微细小氧气泡的制备方法，其特征在于所述的氧气泡发生装置包括壳体(I)、导流件(2 )、剪切雾化板(3 )和压力流量自动调节机构，所述导流件(2 )设置在壳体(I)内且位于壳体(I)上部，导流件(2)内设置有导流通道，剪切雾化板(3)和压力流量自动调节机构均设置在壳体(I)内，剪切雾化板(3 )设置在导流件(2 )下方且与导流通道出口配合，压力流量自动调节机构与剪切雾化板(3)连接，所述壳体(I)上设置有气泡溢流口( 4 )，剪切雾化板(3 )上设置有气泡释放孔(5 )。
3.根据权利要求2所述的微细小氧气泡的制备方法，其特征在于所述b步骤中，气水混合液经过导流通道进入，通过剪切雾化板剪切和突然释放，当压缩的气体被释放于常压的水体中时，气体发生爆炸，发生气水混合液转换，成为10nm-30Mm超微细小的气泡。
4.根据权利要求3所述的微细小氧气泡的制备方法，其特征在于所述压力流量自动调节机构将剪切雾化板与导流件之间的间隙调节为0. 5mm — 3mm，爆炸释放气水吐出量为16L — 50L/min，水温在 10°C —60°C。
5.根据权利要求2、3或4所述的微细小氧气泡的制备方法，其特征在于所述压力流量自动调节机构包括安装槽(6 )、调节弹簧(7 )和固定螺钉(8 )，安装槽(6 )位于壳体(I)中部，调节弹簧(7)设置在安装槽(6)内，一端与剪切雾化板(3)配合，另一端由固定螺钉(8)固定。
6.根据权利要求5所述的微细小氧气泡的制备方法，其特征在于所述气泡溢流口(4)为多个，均匀分布在壳体(I)上。
7.根据权利要求6所述的微细小氧气泡的制备方法，其特征在于所述气泡释放孔(5)为多个，均匀分布在剪切雾化板(3)上。
全文摘要
本发明公开了一种微细小氧气泡的制备方法，包括如下步骤a、气液混合加压泵将清洁水和气体在泵内进行旋转加压并搅拌混合成为气水混合液，水和气体的体积比为9:1，气体约占8-12%；气液混合泵扬程为40—70米；b、气水混合液进入气泡发生装置，气水混合液经过氧气泡发生装置作用成为10nm-30μm的超微细小气泡。采用本发明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，在混合气水压力不稳定时，控制超微细小气泡稳定产生。
文档编号B01F3/04GK103055730SQ201310031549
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月28日 优先权日2013年1月28日
发明者张培君, 颜寅隆 申请人:四川泰喏科技有限公司