一种用于水体净化的微纳米曝气系统

技术领域

本发明涉及水体净化与环保设备技术领域，特别涉及一种用于水体净化的微纳米曝气系统。

背景技术

随着全球范围内工业化进程的快速发展，自然环境也不可避免地受到越来越严重的污染，每年造成的土壤污染、水污染、空气污染等都有着日益严重的趋势。面对着日益严峻的环境污染现状，人们研究发展了多种污染物的处理方法，包括物理法、化学法、生物法等方法。

微纳米气泡技术是近年来发展起来的一种新兴污染物处理技术，由于微纳米气泡具有多种优异的特点，例如：尺寸小、比表面积大、吸附效率高等，从而在污水处理、水体增氧、精细灌溉、生物制药、水产养殖、医疗清洗、生物培养和精密化学反应等诸多技术领域中都有着重要的应用价值和前景，甚至在一些领域例如水体净化处理等中已有着广泛应用，产生了显著的技术效果和经济效益。

目前。市面上存在的微纳米气泡生成系统存在着以下缺陷：

1)生成的气泡尺寸过大，极少可以达到微纳米级别；

2)气泡混合液混合不均匀，水体净化能力大幅度降低；

3)气泡混合液生成量不稳定，在一定程度降低污水处理效率。

发明内容

针对现有技术存在以上缺陷，本发明提供一种用于水体净化的微纳米曝气系统如下：

本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于水体净化的微纳米曝气系统，所述系统包括超声波恒温预作用腔体与气液混合装置，所述超声波恒温预作用腔体与气液混合装置通过通水管道连接，所述超声波恒温预作用腔体上设置有若干超声波换能器，所述气液混合装置自下至上分别设置有液体高压腔、气液混合腔以及空气腔，所述液体高压腔与气液混合腔通过下隔板分隔，所述气液混合腔与空气腔通过上隔板分隔，所述气液混合腔中部设置有混合立管，所述混合立管下部与液体高压腔连通，所述混合立管侧壁设置有若干通孔，所述液体高压腔与气液混合腔通过混合立管侧壁上的通孔连通，所述上隔板上设置有若干气孔，所述空气腔与气液混合腔通过气孔连通，所述气液混合腔侧边设置有用于连接出水管的出水口，所述超声波恒温预作用腔体连接有进水管。

优选地，所述混合立管顶面抵接上隔板，且抵接部封闭。

优选地，所述混合立管顶面与上隔板不接触，所述混合立管顶面设置有通孔。

优选地，所述液体高压腔进水口处设置有用于缓冲高速水流的挡水板。

优选地，所述挡水板设置在高压腔进水口的四周，且挡水板的阻挡面正对高压腔进水口。

优选地，所述挡水板的阻挡面为圆弧形，所述圆弧形的弧面内设置有若干弧形凸起。

优选地，所述混合立管侧壁的通孔外径尺寸为0.5mm，所述气孔外径尺寸为 1mm。

优选地，所述超声波恒温预作用腔体外侧设置有恒温加热板，所述恒温加热板加热超声波恒温预作用腔体内液体的温度为30℃-40℃。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：

本发明的用于水体净化的微纳米曝气系统，由超声波恒温预作用腔体与气液混合装置构成，通过超声波换能器以2KHz频率的声波作用，使水体产生振动并通过恒温加热器对预作用腔体进行加热，使水分子被拉裂成接近真空的空化核，然后打入高压腔通过高压撕裂形成微纳米气泡，然后气液混合腔与空气腔通过微小的孔连通，在一定压力状态下，保证气液混合腔里气与液均衡混合，保证出气质量和数量。本发明通过预作用曝气，提高曝气质量，增加微纳米气泡的浓度，特别是提高纳米级气泡的浓度比例，使水体净化、提升水质的效率大幅度提高。

附图说明

图1为本发明用于水体净化的微纳米曝气系统的结构示意图(实施例一)；

图2为本发明用于水体净化的微纳米曝气系统的结构示意图(实施例二)；

图3为本发明挡水板的结构示意图。

图中：超声波恒温预作用腔体100，超声波换能器110，恒温加热板120，气液混合装置200，液体高压腔210，挡水板211，弧形凸起2110，气液混合腔220，空气腔230，压力阀231，压力表232，下隔板240，上隔板250，气孔251，混合立管260，通孔270，通水管道300，出水管400，进水管500。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明进行清楚、完整地描述。

如图1所示，一种用于水体净化的微纳米曝气系统，所述系统包括超声波恒温预作用腔体100与气液混合装置200，所述超声波恒温预作用腔体100与气液混合装置200通过通水管道300连接，所述超声波恒温预作用腔体100上设置有若干超声波换能器110，本实例中，超声波恒温预作用腔体100上均匀得设置有两对超声波换能器110，一对设在在上端，另外一对设在下端，设置在同一面的两个上下垂直设置，所述气液混合装置200自下至上分别设置有液体高压腔210、气液混合腔220以及空气腔230，所述空气腔230上端设置有压力阀231，压力阀231设置有压力表232，所述液体高压腔210与气液混合腔220通过下隔板240分隔，所述气液混合腔220与空气腔230通过上隔板250分隔，所述气液混合腔220中部设置有混合立管260，所述混合立管260下部与液体高压腔 210连通，所述混合立管260侧壁设置有若干通孔270，所述液体高压腔210与气液混合腔220通过混合立管260侧壁上的通孔270连通，所述上隔板250上设置有若干气孔251，所述空气腔230与气液混合腔220通过气孔251连通，所述气液混合腔220侧边设置有用于连接出水管400的出水口，所述超声波恒温预作用腔体100连接有进水管500。

如图1所示，一种实施例中，所述混合立管260顶面抵接上隔板250，且抵接部封闭。

如图2所示，另外一种实施例中，所述混合立管260顶面与上隔板250不接触，所述混合立管260顶面设置有通孔270，上隔板250正对混合立管260顶面的位置不设置气孔251。

如图3所示，所述液体高压腔210进水口处设置有用于缓冲高速水流的挡水板211，所述挡水板211设置在高压腔进水口的四周，且挡水板211的阻挡面正对高压腔进水口，所述挡水板211的阻挡面为圆弧形，所述圆弧形的弧面内设置有若干弧形凸起2110，所述挡水板211起缓冲进入液体高压腔210的高速水流，保证水流稳定通过混合立管260，所述弧形凸起2110可进一步舒缓高速水流。所述混合立管260侧壁的通孔270外径尺寸为0.5mm，所述气孔251外径尺寸为1mm。所述超声波恒温预作用腔体100外侧设置有恒温加热板120，所述恒温加热板120加热超声波恒温预作用腔体100内液体的温度为30℃-40℃，该温度范围可保证微纳米气泡质量最高。

本发明微纳米曝气系统的工作过程如下：

1)水体进入超声波恒温预作用腔体100内，通过超声波换能器110以2KHz 频率的声波作用，使水体产生振动；

2)同时用恒温加热器120对超声波恒温预作用腔体100内进行加热，并保持30～40℃恒温状态；在恒温水体中，随着声波压强的增大，对振动水体中的水分子施加了一个外在拉力，使水分子被拉裂成接近真空的空化核，致使水分子处于“最脆弱”的状态；

3)弧形的挡水板211起缓冲进入液体高压腔210的高速水流，保证水流稳定通过混合立管260；

4)水体被送入液体高压腔210，水分子再次受到高压带来的强大外力作用，瞬间破裂，形成微纳米气泡；

5)混合立管260上端密封，不与空气腔230连通；气液混合腔220与空气腔230通过微小的气孔251连通，在一定压力状态下，保证气液混合腔220里气与液均衡混合，保证出气质量和数量；

6)水体通过混合立管260进入出水管400，出水管400外接曝气头，当高压水流通过曝气头时，压力瞬间得到释放，水分子被二次撕裂，形成更多更小的微纳米气泡。

综合本发明的结构与使用方法可知，本发明的用于水体净化的微纳米曝气系统，由超声波恒温预作用腔体与气液混合装置构成，通过超声波换能器以2KHz 频率的声波作用，使水体产生振动并通过恒温加热器对预作用腔体进行加热，使水分子被拉裂成接近真空的空化核，然后打入高压腔通过高压撕裂形成微纳米气泡，然后气液混合腔与空气腔通过微小的孔连通，在一定压力状态下，保证气液混合腔里气与液均衡混合，保证出气质量和数量。本发明通过预作用曝气，提高曝气质量，增加微纳米气泡的浓度，特别是提高纳米级气泡的浓度比例，使水体净化、提升水质的效率大幅度提高。