申请日2019.01.28
公开(公告)日2019.03.29
IPC分类号C02F7/00
摘要
本发明公开了一种加速黑臭水体生态系统恢复的富氧设备，包括：具有进水口、进气口和出水气口的进水气管路;气液混合泵，进水气管路的出水气口与气液混合泵的进口相连接;具有进水气口和出溶气水口的溶气罐，其进水气口与气液混合泵的出口相连接;出溶气水管路，其进口与溶气罐的出溶气水口相连接;和微气泡释放器，安装在出溶气水管路的出口。该富氧设备，结合溶气析出微气泡技术与引气制造气泡技术制造微气泡，解决了制造流程及操作都比较麻烦、对气泡发生器要求高、制成的气泡大小不均匀、成本费用高的问题。
权利要求书
1.一种富氧设备，其特征在于，包括：
具有进水口、进气口和出水气口的进水气管路;
气液混合泵，所述进水气管路的出水气口与所述气液混合泵的进口相连接;
具有进水气口和出溶气水口的溶气罐，其进水气口与所述气液混合泵的出口相连接;
出溶气水管路，其进口与所述溶气罐的出溶气水口相连接;和
微气泡释放器，安装在所述出溶气水管路的出口。
2.根据权利要求1所述的富氧设备，其特征在于，所述进水气管路包括：
进水管路，其进口为所述进水口;和
射流进气管，其进口与所述进水管路的出口相连接、出口为所述出水气口，所述进气口位于所述射流进气管上、并处于所述射流进气管的进口和出口之间。
3.根据权利要求2所述的富氧设备，其特征在于，所述射流进气管包括依次连通的进水通道、混合腔和出水气通道，所述进水通道的内径和所述出水气通道的内径均小于所述混合腔的内径，所述进气口位于所述混合腔上。
4.根据权利要求3所述的富氧设备，其特征在于，所述混合腔包括骤增段和渐缩段，所述进水通道与所述骤增段连通，所述出水气通道与所述渐缩段连通，所述进气口位于所述骤增段上，所述进水通道的内径渐缩。
5.根据权利要求4所述的富氧设备，其特征在于，所述进水通道后端的内径大于前端的内径6～10mm，所述骤增段的内径大于所述进水通道后端的内径4～8mm，所述进水通道后端的内径大于所述出水气通道的内径4～8mm。
6.根据权利要求1所述的富氧设备，其特征在于，所述微气泡释放器包括：
进溶气水管段;
导流件，设置在所述进溶气水管段内，所述导流件与所述进溶气水管段之间形成进溶气水通道，所述导流件的侧面为渐阔的导流面，所述导流件的前端面凹陷有延伸槽;
紊流腔，位于所述导流件的前侧、并与所述进溶气水通道连通，所述紊流腔的前腔壁形成折流部，所述延伸槽与所述紊流腔连通;和
出微气泡水通道，设置在所述紊流腔的前腔壁上。
7.根据权利要求6所述的富氧设备，其特征在于，所述导流面为锥形面，所述延伸槽为锥形槽，所述出微气泡水通道的内径渐阔。
8.根据权利要求7所述的富氧设备，其特征在于，所述导流件的前端面与所述进溶气水管段之间的径向距离为6～10mm，所述导流件的前端面与所述紊流腔的前腔壁之间的轴向距离为2～4mm，所述出微气泡水通道后端的内径为2～4mm，所述锥形槽的外端面的宽度为0.5～2.5mm，所述锥形槽的锥角为80～100度，所述锥形面的锥角为10～30度。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的富氧设备，其特征在于，所述进气口上安装有调节阀，所述溶气罐上设置有压力传感器，所述压力传感器与所述调节阀相连接，所述溶气罐的上部设置有排气口，所述排气口上设置有排气阀，所述进水气管路的进水口设置有过滤阀，所述微气泡释放器为微米级的微气泡释放器。
10.根据权利要求9所述的富氧设备，其特征在于，所述调节阀为自动调节阀，所述排气阀为自动排气阀。
说明书
一种加速黑臭水体生态系统恢复的富氧设备
技术领域
本文涉及环境设备技术领域，尤指一种加速黑臭水体生态系统恢复的富氧设备。
背景技术
伴随着工业化和城镇化的快速进程，大量的废水和受污染的地表径流来不及收集和处理直接排入河流，再加上农业废水的未处理排放，河流污染物的纳入量超过了净化能力，河道呈现黑臭现象。黑臭水体主要的治理手段有物理法、化学法和生物生态法，以及组合方法。河道曝气技术作为一种投资少、见效快的河流污染治理技术，在很多国家被优先采用。河道曝气技术是根据河流受到污染后缺氧的特点，人工向水体中充入空气(或氧气)，加速水体复氧过程，以提高水体的融解氧水平，恢复和增强水体中好氧微生物的活力，使水体中的污染物质得以净化，从而改善河流的水质。
河道曝气技术主要有以下三类方法：
一、溶气析出微气泡技术，其制造的气泡尺寸小、大小均匀，尺寸在10～100μm左右，优点是微气泡能够长时间的停留在水中，缺点是制造流程及操作都比较麻烦;
二、引气制造微气泡技术，其制造气泡直径在0.5～1.0mm之间，溶气量大，能耗低，分离设备简单，但是对气泡发生器要求高，气泡大小不均匀;
三、电解析出微气泡技术，利用电解槽正负极板产生氢气泡和氧气泡方式来产生直径在20～60μm之间的微气泡，该方法产生的气泡尺寸小，但是极板损耗大、成本费用也很高。
发明内容
为了解决上述技术问题中的至少之一，本文提供了一种加速黑臭水体生态系统恢复的富氧设备，结合溶气析出微气泡技术与引气制造气泡技术制造微气泡，解决了制造流程及操作都比较麻烦、对气泡发生器要求高、制成的气泡大小不均匀、成本费用高的问题。
本发明实施例提供的富氧设备，包括：具有进水口、进气口和出水气口的进水气管路;气液混合泵，所述进水气管路的出水气口与所述气液混合泵的进口相连接;具有进水气口和出溶气水口的溶气罐，其进水气口与所述气液混合泵的出口相连接;出溶气水管路，其进口与所述溶气罐的出溶气水口相连接;和微气泡释放器，安装在所述出溶气水管路的出口。
可选地，所述微气泡释放器为微米级的微气泡释放器。
可选地，所述进水气管路包括：进水管路，其进口为所述进水口;和射流进气管，其进口与所述进水管路的出口相连接、出口为所述出水气口，所述进气口位于所述射流进气管上、并处于所述射流进气管的进口和出口之间。
可选地，所述射流进气管包括依次连通的进水通道、混合腔和出水气通道，所述进水通道的内径和所述出水气通道的内径均小于所述混合腔的内径，所述进气口位于所述混合腔上。
可选地，所述混合腔包括骤增段和渐缩段，所述进水通道与所述骤增段连通，所述出水气通道与所述渐缩段连通，所述进气口位于所述骤增段上，所述进水通道的内径渐缩。
可选地，所述进水通道后端的内径大于前端的内径6～10mm，所述骤增段的内径大于所述进水通道后端的内径4～8mm，所述进水通道后端的内径大于所述出水气通道的内径4～8mm。
可选地，所述微气泡释放器包括：进溶气水管段;导流件，设置在所述进溶气水管段内，所述导流件与所述进溶气水管段之间形成进溶气水通道，所述导流件的侧面为渐阔的导流面，所述导流件的前端面凹陷有延伸槽;紊流腔，位于所述导流件的前侧、并与所述进溶气水通道连通，所述紊流腔的前腔壁形成折流部，所述延伸槽与所述紊流腔连通;和出微气泡水通道，设置在所述紊流腔的前腔壁上。
可选地，所述导流面为锥形面，所述延伸槽为锥形槽，所述出微气泡水通道的内径渐阔。
可选地，所述导流件的前端面与所述进溶气水管段之间的径向距离为6～10mm，所述导流件的前端面与所述紊流腔的前腔壁之间的轴向距离为2～4mm，所述出微气泡水通道后端的内径为2～4mm，所述锥形槽的外端面的宽度为0.5～2.5mm，所述锥形槽的锥角为80～100度，所述锥形面的锥角为10～30度。
可选地，所述进气口上安装有调节阀，所述溶气罐上设置有压力传感器，所述压力传感器与所述调节阀相连接，所述溶气罐的上部设置有排气口，所述排气口上设置有排气阀，所述进水气管路的进水口设置有过滤阀。
可选地，所述调节阀为自动调节阀，所述排气阀为自动排气阀。
与现有技术相比，本发明提供的富氧设备，结合溶气析出微气泡技术与引气制造气泡技术，在进入气液混合泵之前通过进水气管路来进水、进气，使气水在设备内充分混合溶解，形成溶气水，最后经微气泡释放器析出微气泡，该设备结构简单、设备要求低，解决了制造流程及操作都比较麻烦、对气泡发生器要求高、制成的气泡大小不均匀、成本费用高的问题，其实用性更好，析出的微气泡在河道曝气中，可以有效治理水体黑臭，净化水质。
该富氧设备，其析出的气泡直径可以稳定在50μm左右，析出的微气泡具有如下优点：
1、水中停留时间长：以厘米级气泡进行对比，厘米级气泡在水体中产生后，会快速上升到水面并破裂消失，其在水体中的停留时间过短，溶氧效果差，而微纳米气泡在水中上升的速度比较缓慢，从产生到破裂的时间可以达到几十秒甚至几分钟。
2、自身增压溶解：水中的气泡表面存在气液两相的接触界面，气液界面的存在使得气泡受到水的表面张力作用，表面张力作用能够压缩气泡内的气体，从而使得气体更易溶解到水中，微纳米气泡受到的表面张力远大于厘米级气泡，它会逐渐缩小，最终完全溶解。
3、界面ζ电位高：微纳米气泡在水中收缩时，带电荷的离子在气泡界面上能够进行浓缩富集，表现为ζ电位的显著增加，直到气泡破裂前可以产生非常高的ζ电位值，ζ电位值是影响气泡表面吸附性能的重要因素，其值的大小能够对微纳米气泡界面的吸附性能产生很大程度的影响。
4、产生羟基自由基：微纳米气泡在收缩时，由于双电层的电荷密度迅速增高，气泡破裂时，气液界面消失的剧烈变化将界面上高浓度的正负离子积蓄的能量释放，此时可激发产生大量的羟基自由基。
微纳米气泡的这些优点，使其在河道曝气中，可以有效治理水体黑臭，净化水质。（发明人曲久辉;彭剑峰;孙欣;刘锐平;刘会娟）
