申请日2013.04.08
公开(公告)日2013.11.06
IPC分类号C02F1/24
摘要
本实用新型公开了一种污水气浮处理用微细气泡发生器及微细气泡发生系统。微细气泡发生器包括水腔管和微孔管;水腔管的一端与所述微孔管相连接，另一端为封闭端;水腔管的侧壁上设有入口水管;微孔管外套设有气腔管，气腔管与所述微孔管之间形成密闭的气腔;所述气腔管的侧壁上设有入口气管;所述微孔管的开口端与出口管相连接。使用本实用新型的微细气泡发生器时，处理水、气体分别通过所述入口水管、入口气管进入所述微气泡发生器的水腔管、气腔管，气体经所述微孔管切割并经过处理水流的不断冲刷剪切形成微气泡，水流携带形成的微气泡从出口管排出。本实用新型能有效地产生足够数量、尺寸均匀的微细气泡，完全能够满足气浮净化处理工艺需要。
权利要求书
1.一种污水气浮处理用微细气泡发生器，其特征在于：
所述微细气泡发生器包括水腔管和微孔管;所述水腔管的一端与所述微孔管相连 接，另一端为封闭端;所述水腔管的侧壁上设有入口水管;
所述微孔管外套设有气腔管，所述气腔管与所述微孔管之间形成密闭的气腔;所 述气腔管的侧壁上设有入口气管;
所述微孔管的开口端与出口管相连接。
2.根据权利要求1所述的微细气泡发生器，其特征在于：所述入口气管设于所 述气腔管的中部;
所述入口水管设于所述水腔管的中上部。
3.根据权利要求1或2所述的微细气泡发生器，其特征在于：所述水腔管的封 闭端通过法兰进行密封或通过焊接封闭;
所述水腔管与所述微孔管之间通过法兰或螺纹连接。
4.根据权利要求1或2所述的微细气泡发生器，其特征在于：所述微孔管与所 述出口管之间通过法兰或螺纹连接。
5.根据权利要求1或2所述的微细气泡发生器，其特征在于：所述水腔管与所 述微孔管之间、所述微孔管与所述出口管之间通过密封圈或密封垫片进行密封。
6.根据权利要求1或2所述的微细气泡发生器，其特征在于：所述出口管为出 口螺纹管或出口法兰管。
7.根据权利要求1或2所述的微细气泡发生器，其特征在于：所述水腔管的内 壁上设有螺旋导片;所述螺旋导片设于所述切向入口水管的下部。
8.根据权利要求1或2所述的微细气泡发生器，其特征在于：所述微细气泡发 生器还包括剪切加强管，所述剪切加强管从所述水腔管的封闭端延伸至所述微孔管的 开口端。
9.根据权利要求8所述的微细气泡发生器，其特征在于：所述剪切加强管的一 端固定于密封所述水腔管的法兰上;
所述剪切加强管的另一端延伸距所述微孔管的开口端5～10mm处;
所述剪切加强管的直径为所述微孔管的直径的1/3～1/2。
10.一种污水气浮处理用微细气泡发生系统，其特征在于：所述系统包括若干个 并联或串联的权利要求1-9中任一项所述污水气浮处理用微细气泡发生器。
说明书
一种污水气浮处理用微细气泡发生器及微细气泡发生系统
技术领域
本实用新型涉及一种污水气浮处理用微细气泡发生器及微细气泡发生系统。
背景技术
气浮法水处理工艺就是设法在原水中产生足够数量、尺寸均匀的微细气泡(有时还一同加入浮选剂)，并使原水中的油颗粒、固体悬浮物(SS)等污染物质与气泡发生粘附，然后借助浮力上升到水面，通过收集泡沫浮渣达到水质净化的目的。根据微细气泡产生方式的不同，气浮技术可分为加压溶气气浮(Dissolved gas Flotation，DGF)、多相溶气泵气浮、诱导气浮(Induced Gas Flotation，IGF)、电解气浮等，目前在市政污水和工业废水处理行业应用较多的有加压溶气气浮和诱导气浮。
加压溶气气浮的基本原理是，首先将空气或其它气体在一定压力作用下溶解于待处理的原水中，并达到过饱和状态，随后降低溶气水的压力，使溶解在其中的气体以微细气泡的形式逸出，进而完成气浮过程。传统加压溶气气浮形成的气泡细小，但需要配气体增压输送设备(如空压机等)、填料溶气罐、释气器(如减压阀)等设备，致使系统组成较为复杂、运行能耗较高、设备占地面积较大等。随着多相流泵送技术的日益成熟，基于多相溶气泵的气浮技术越来越引起人们的关注。该技术与传统加压溶气气浮技术的最大区别在于，使用多相溶气泵代替了传统加压溶气气浮系统中的空压机、填料溶气罐等设备，在一台多相溶气泵内完成水增压、气体吸入、气体溶解剪切过程，泵出口的污水中已经含有大量的微细气泡。目前已知的多相流泵有美国ExterranTM公司的ONYX-Micro Bubble泵、德国西门子公司的BriseTMIGF泵、德国Edur公司的溶气泵、日本NIKUNI公司的涡流泵等，其中德国Edur公司的溶气泵产品线最为丰富、应用最为广泛。多相溶气泵所产生微气泡的粒径基本在30μm左右，气液混合程度高。虽然多相溶气泵气浮系统的配置简单，运行维护容易，但其功耗和泵自身的成本问题不可忽视。试验研究还发现，多相溶气泵对原水存在着较强的剪切乳化作用，对于有些原水(如含油污水等)而言，这种剪切乳化的负面影响不容忽视，甚至会引起净化效率的大幅度降低。
诱导气浮有机械诱导气浮和水力诱导气浮两种。机械诱导气浮也称叶轮旋切气浮，主要依靠电动机带动叶轮旋转，工作腔室所产生的负压环境致使气体自动进入，随后完成剪切以产生微气泡。该技术的主要缺点是机械系统所具有的转动部件维护复杂，同时系统无法进行回流操作;叶轮旋切气浮机存在液位控制难度较大、较易出现短流和死流区等不足，同时气浮机产生微气泡的粒径与叶轮旋切强度密切相关，微气 泡粒径较大且不均匀，通常在10～300μm之间。水力诱导气浮也称射流气浮，自20世纪80年代末在油气田或石化企业采油污水处理中得到了广泛应用，国内外相继出现了一批成熟可靠的射流气浮产品，如美国Natco公司以及国内YFP喷射式诱导气浮机、FXP喷射式浮选机、YQJ型射流气浮净化机、HGF卧式诱导气浮罐等。射流气浮的关键元器件是射流器或高速文丘里管，喉管段水流流速较高、压力较低，致使气体自动进入，随后完成剪切以产生微气泡。射流气浮的电能消耗低(仅为叶轮旋切气浮的一半)，同时射流器或高速文丘里管内没有转动部件，剪切力较小，不会造成粘附体的破散。但是产生的微气泡粒径较大，而且其效率受射流器或高速文丘里管出口孔径的影响较大，对进入喷嘴的水质和压力要求较为苛刻，较小的波动可能会对净化效率造成较大影响。
鉴于加压溶气气浮、多相溶气泵气浮、诱导气浮存在的不足，实用新型人一直不断探索研制新型高效的微细气泡发生设备。随着材料加工合成技术的不断进步和普遍应用，基于微孔介质材料的微孔发泡技术得以实现。该技术的基本工作原理是，通过微孔介质材料剪切连续气体形成微细气流，水流“剪切冲刷”微细气流得到微气泡。与加压溶气气浮析出气泡相比，微孔发泡技术设备简单，省去了庞大的填料溶气罐，而且气体的利用效率较高、运行费用也相对降低;此外，该技术完全能够设法克服多相溶气泵气浮、诱导气浮对原水水流的强剪切作用，并且产生的气泡粒径细小、均匀、产生气泡量大。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种污水气浮处理用微细气泡发生器及微细气泡发生系统。
本实用新型所提供的一种污水气浮处理用微细气泡发生器，它包括水腔管和微孔管;所述水腔管的一端与所述微孔管相连接，另一端为封闭端;所述水腔管的侧壁上设有入口水管;
所述微孔管外套设有气腔管，所述气腔管与所述微孔管之间形成密闭的气腔;所述气腔管的侧壁上设有入口气管;
所述微孔管的开口端与出口管相连接。
上述的微细气泡发生器中，所述入口气管设于所述气腔管的中部;
所述入口水管设于所述水腔管的中上部。
上述的微细气泡发生器中，所述水腔管的封闭端可通过法兰进行密封或通过焊接封闭。
上述的微细气泡发生器中，所述水腔管与所述微孔管之间可通过法兰或螺纹密封 连接。
上述的微细气泡发生器中，所述微孔管与所述出口管之间可通过法兰或螺纹密封连接。
上述的微细气泡发生器中，所述水腔管与所述微孔管之间、所述微孔管与所述出口管之间均可通过密封圈或密封垫片进行密封。
上述的微细气泡发生器中，所述出口管可为出口螺纹管或出口法兰管。
上述的微细气泡发生器中，所述水腔管的内壁上螺旋导片;所述螺旋导片设于所述切向入口水管的下部，所述螺旋导片可以引导污水产生旋流，加强后续对气泡的剪切作用。
上述的微细气泡发生器中，所述微细气泡发生器还包括一剪切加强管，所述剪切加强管从所述水腔的一封闭端延伸至所述微孔管的开口端;所述剪切加强管可以通过减小流体流通区域，从而加快流体的剪切速度。
上述的微细气泡发生器中，所述剪切加强管的一端固定于密封所述水腔的法兰上;
所述剪切加强管的另一端延伸距所述微孔管的开口端5～10mm处;
所述剪切加强管的直径为所述微孔管的直径的1/3～1/2。
另外，根据对处理效果要求的不同或工作流量需求的不同，本实用新型提供的微细气泡发生器可以采用串联或并联的方式组合，甚至可用于向原水中充氧，辅助强化好氧生化过程的进行。
本实用新型中，所述微孔管具体选择为陶瓷管，也可以为其他材料合成加工而成的、带有大量微细孔隙、且具有一定强度和耐腐蚀性的管状构件，如金属粉末烧结微孔管、陶瓷膜膜管等。
使用本实用新型的微细气泡发生器时，处理水、气体分别通过所述入口水管、入口气管进入所述微气泡发生器的水腔管、气腔管，气体经所述微孔管切割并经过处理水流的不断冲刷剪切形成微气泡，水流携带形成的微气泡从出口管排出。
由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下优点和效果：
(1)本实用新型能有效地产生足够数量、尺寸均匀的微细气泡，完全能够满足气浮净化处理工艺需要。
(2)本实用新型避免了因处理水中杂物堵塞微孔管而带来的清理麻烦，能够实现长期稳定运行，且无转动部件，使用安装维护修理简易。
(3)本实用新型节能，只有提高气体压力耗功，无其它功耗。
(4)本实用新型结构简单、紧凑，可有效节省空间，针对空间要求较高的工况极具应用优势。
(5)本实用新型的运行费用低，易于推广普及。
