超微气泡装置及双循环超微气泡扩散系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了在水体中产生超微小气泡的超微气泡装置以及双循环超微气泡扩散系统。该超微气泡装置包括一气管和一水管，气管上具有产生直径０．１ｍｍ量级及以下气泡的开口，水管的出水口位于气管上的开口附近，工作时，水从水管出口喷出，冲击气管的开口。本发明专利技术的双循环超微气泡扩散系统，包括铺设在水体底部的两组依次平行排列的管道网，分别产生１ｍｍ量级和０．１ｍｍ量级的气泡幕，两种直径不同气泡幕墙在水体形成各自循环，这样不平衡的双循环造成一个超微小气泡在水体中相对静止区域，这样，大幅度提高了氧在水中溶解的速度，达到节能的目的，大大降低投资和运行成本。可用于治理江河湖泊的富氮污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种超微气泡装置及双循环超微气泡扩散系统。超微 气泡装置通过以超微小气泡的方式向水体中充氧，来维持水体中生物 链的生命活动，因而可以广泛用于多种工业污水处理及i成市生活污水处理系统；而利用超微小气泡的气泡扩散系统更能使空气中的氧气有 充分的时间和更大的接触面积与水体接触，从而高效地治理富氮污水， 可更广泛应用于治理我国湖、池、水库、江河、近海等越来越严重的 水体富氮污染。
技术介绍
目前，在水中产生微小气泡的装置有多种构造，例如多微孔胶管。 但这种曝气管只能产生平均直径为1-2mm以上的气泡，产生0. lmm量 级气泡的概率很小，也就是说几乎不产生0. lmm量级以下的超微气泡。 原因是即便是胶管上有0. lmm大小的孑L，假定开始它产生了 0. lmm 的气泡，可是气泡不走，由于表面张力不离开胶管，非得等到气泡涨 大到浮力足以克服吸附力时才离开，此时，气泡已长大到至少1到几 个毫米以上了。这个道理类似一根细管只能吹出大的肥皂泡。这就是 迄今为止还没有出现能大量(几乎100%)产生超微小气泡装置的原因。 因此，在水中产生小于lmm、甚至小于O. l腿的超微小气泡是十分困难 的事。在相同体积的情况下，气泡越大，在水中与水的接触面积越小， 在水体中停留时间愈短，因而对水充氧的能力就越低，治理污染的效果也就越差。通常采用的气泡扩散系统是，在水底铺设一排能冒气泡的管道， 这些管道都与一个主管道相连，主管道再与空气压缩^/L相连，由空气 压缩机向管道中充入压缩空气，多个管道排列成管道网。管道由橡胶 管或塑料管组成，管壁上有微孔，在最好的情况下能产生平均直径1-2mm左右的微小气泡，大量的上升气泡会在水体中产生像墙一样的气幕。这样的气泡扩散系统最多产生的lmm量级小气泡，不够小，在水中 的停留时间不够长，在水体中直线上升而迅速溢出水面而不足以起到 对水充分充氧的作用。处理污染的效果仍然不理想。另外，对于较大的污水处理厂或被称为爆气的装置，通常是采用产 生10cm直径左右的气泡，在它壮观的气泡池的旁边，并排放着上百 千瓦鼓风机许多台。在这种情况下，由于气泡大而与水的接触面积 小，气泡溢出速度快，因此处理污染耗能高，充氧效率非常低。
技术实现思路
为了解决上述问题，本申请的专利技术人利用柏努利原理(即流速愈 大，压强愈小)专利技术并试制成功了几种(见具体实施方式)产生超微 小气泡(本专利技术定义直径小于0. lmm量级的气泡为超^L小气泡)的超 微气泡装置，该装置包括一气管和一水管，气管上有产生直径为O.lmm 量级及以下气泡的开口，水管的出水口位于气管的开口附近，工作时， 气管内充有压缩空气，水管接水泵，使得水从水管上的出水孔喷出， 冲击气管的开口。这种设计，克服了
技术介绍
中提到的即使产生了小于0. lmm的气 泡，由于表面张力也不离开胶管的问题。来自水泵的高压水从水管出 口喷出，由柏努力原理产生的负压带动它旁边气管开口附近的空气移 动，空气刚移出一点就被水冲走，整个水管一侧出口喷出的水中含有 一个个的超微小气泡。这样，超微小气泡刚一形成就被强劲的水流一 个个地带走，没有合并积累变大的机会，因此得到一个个超微小的气 泡。在上述装置的基础上本专利技术还提出一种双循环超微气泡扩散系统 这一主体内容，以便把上述的超微小气泡高效地扩散到整个水体中。 这个超微小气泡扩散系统包括铺设在水体底部的平行排列的常用管道 网，该管道网每两个相邻的产生气泡的管道之间设置有本专利技术的超微 气泡装置，所述常用管道网的管道产生的气泡直径大于所述超微气泡装置产生的气泡，从而造成强度不同的水体循环，两种不平衡的循环 在水底造成微小气泡的相对静止区域。进一步，所述多个超微气泡装置为设置在与所述常用管道平行的 一系列超微气泡管道网上。进一步，常用管道网和超微气泡管道网分别与各自的管道干线相 连，常用管道网的干线连接有空气压缩^/L，超^f敫气泡管道网的干线与 气压缩纟几和水泵相连。进一步，所述常用管道网的管道产生直径为lmm量级的气泡幕， 与它相邻的超微气泡装置产生直径0. lmm量级或以下的超微小气泡幕。 专利技术这个能产生0. lmm超微气泡装置的目的除了上述增大气泡的充氧 效果外，主要目的是为了造就如下所述的"双循环"。下面参考附图l和图6-8,说明本专利技术双循环超微气泡扩散系统 的工作原理。本专利双循环的核心目的之一是要在B管道上方造成一 个超微小气泡相对静止在水中的区逸为了对此说明，下面用几个假定来说明这个超微小气泡静止区域是 如1可形成的。第一，假定仅A管道工作(B管道不工作)。这时A管道网在水中造 成0型环流如图1所示。第二，假定仅B管道工作(A管道不工作)。这时B管道在水中造成 的环流如图6所示。仔细观察图l和图6，会发现A管、B管造成的水体流动方向总是 相反。这是如下所述造成气泡相对静区的基础原因。第三，假定A、 B管道同时工作，但是假定B管道改换成A管道一 样规格，这时A、 B管道在水中造成的环流如7所示，从图中看出互相 流向相反的水流由于A B管^见格一4f而形成新的0型环流，B、 A上方 水流在气泡带动下各自形成自己的o型循环。现在，第三个假定停止把B管道换成本专利产生超微小气泡的超 微气泡装置，(B管道仅能产生超微小气泡)，这时环流就大变样了，如 图8所示在B管道上方，由于本专利中B组管产生的气泡十分^f效小 气泡上升得十分緩慢，本应造成十分緩慢上升的水体流动。但是，这个十分緩慢向上的水体流动却和由A环流在它上方下降时造成的水体 流动相遇，方向相反的两个环流作用在这一区域上，力量互相抵消， 从而在B上方造成超微小气泡相对静止的区域。在这个区域内，超^:小气泡让水体企图上升，A环流的上部边远部 分下降水体企图让该水体下降，结果在这一区域超小微气泡不上升也 不下降(实际上，仔细观察是特别緩慢地上升)。换句话说超微小气泡 能有很长时间停留在这个区域(这就是相对静止的含义)，从而大大地 增加了往水中充氧的能力。这样综合考虑，本专利在水体中造成两种环流 一是ro循环(见图1),它由能产生lmm量级气泡的管道A驱动气 泡带动水体上升，然后再分向两侧并下降(呈r形)，最后转了一圏， 形成水体流动呈o形的循环，最后又回到管道A处(如图1中的箭头 方向所示)。这样造成宏观水体循环，本专利下面形象地4巴它称为ro 循环。二是ri循环(见图8)，它由能产生0. lmm量级气泡的管道B来驱 动，在B管上方相对静止区内，水体特别緩慢地从B管开始沿r型向 上升再流向两侧，由于上升力量弱，受到A管在这个区域向下的环流 压制后就趋于静止，本专利把这个相对静止的区域用"i"来表示，下 面可把B管上方本专利专利技术的緩慢循环命名为ri循环。这样ri循环产生能在水体中长时间停留的超微小气泡，ro循环通 过宏观上升的气幕带动水体0型运动把超微小气泡带到水体的各个角 落，每一部分水体在ro带动下循环许多次，从而把空气中的氧扩散到 整个水体中。下面4巴这种ro循环和ri循环所组成的双循环简称rori气泡^又循 环系统。这种循环有相邻重叠的区域，重叠区域的紊流4巴ri静止区域边际 的超微小气泡带进ro循环。这样类似房间灰尘的扩散，最后把超微小 气泡带到所覆盖水体的各个角落。为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超微气泡装置，其特征在于，包括一气管和一水管，气管上具有产生直径０．１ｍｍ量级及以下的气泡开口，水管的出水口位于气管上的开口附近，工作时，气管内充有压缩空气，水管接水泵，使得水从水管喷出，冲击气管的开口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张金铎，张胜，张媛，
申请(专利权)人：张金铎，张胜，张媛，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]