微细气泡发生方法及微细气泡发生器技术

本发明专利技术属于水处理技术领域，涉及一种微细气泡发生方法及微细气泡发生器，该微细气泡发生器包括微孔装置、中空管、旋转接头、电机、动力输出轴、传动轴以及气泵；电机依次通过动力输出轴以及传动轴与微孔装置相连并驱动微孔装置绕传动装置的轴向转动；气泵依次通过旋转接头以及中空管与微孔装置相贯通并向微孔装置内部输入气体；微孔装置的表面设置有孔隙率不低于28％的微孔；微孔孔径是0.01‑2um；进入微孔装置内的气体经过微孔装置表面的微孔溢出形成粒径为5‑100um的气泡。本发明专利技术提供了一种能耗低、结构简单以及可在液相中能长期稳定的产生大量高密度的粒径均匀的微细气泡的微细气泡发生方法及微细气泡发生器。

Generation method and generator of microbubbles

【技术实现步骤摘要】
微细气泡发生方法及微细气泡发生器
本专利技术属于水处理
，涉及一种气泡发生装置，尤其涉及一种微细气泡发生方法及微细气泡发生器。
技术介绍
细微气泡是指通过物理化学的方法将气体在液体中分散而形成的粒径在1-200um的气泡。微细气泡在污水处理、污泥浓缩、选矿、黑臭水体治理、保健等领域均有应用，其产生方式有加压溶气法、多相溶气泵法以及诱导法等。加压溶气法的基本原理是：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形成微细气泡。该方法设备组成较为复杂、运行能耗较高、设备占地面积较大。多相溶气泵法使用多相溶气泵代替了传统加压溶气方法中的空压机、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。虽然多相溶气泵法的配置简单，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。诱导法分为机械诱导法和水力诱导法两种。机械诱导法也称叶轮旋切法，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微气泡粒径较大且不均匀，其应用场合受到严重限制。水力诱导法也称射流法，射流法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。射流法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。公告号是CN103193288B的专利技术专利，公开了一种污水气浮处理用微细气泡发生器，该专利采用的技术方案是：气体通过微孔管的微孔并受到旋转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。该专利技术很难同时满足微细气泡粒径很均匀，气泡密度高和能耗低的三个要求，且微孔管的微孔内易生长微生物形成堵塞，从而限制该技术的应用。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的上述技术问题，本专利技术提供了一种能耗低、结构简单以及可在液相中能长期稳定的产生大量高密度的粒径均匀的微细气泡的微细气泡发生方法及微细气泡发生器。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种微细气泡发生方法，将微孔管或微孔盘与中空轴一端连通，中空轴的另一端进入压力气体，使气体通过中空轴的内部进入微孔管或微孔盘的内腔，使用机械或者人工的方法使微孔管或盘在液相中绕轴做旋转运动，所述微孔管或微孔盘的孔隙率不低于28％，所述微孔管或微孔盘的微孔孔径是0.01-2um；所述形成的气泡的粒径为5-100um；所述微孔管的安装方式为轴向水平；所述微孔盘的安装方式为轴向垂直。作为优选，本专利技术所述微孔管或微孔盘与中空轴连接时两者的轴线重合或近似重合。作为优选，本专利技术所采用的微孔管或微孔盘是以钛合金、陶瓷、聚乙烯或氧化锆为材质的烧结微孔管或烧结微孔盘。作为优选，本专利技术旋转微孔管或微孔盘时，所述微孔管或微孔盘的旋转速度为700-3000转/分钟。作为优选，本专利技术通过控制压力空气的流量使多孔管的内外压差维持在5000-20000pa。一种微细气泡发生器，所述微细气泡发生器包括微孔装置、中空轴、旋转接头、马达、动力输出轴、传动轴以及气泵；所述马达通过传动装置驱动传动轴，传动轴与微孔装置相连并驱动微孔装置绕传动轴的轴向转动；所述气泵依次通过旋转接头以及中空轴与微孔装置相贯通并向微孔装置内部输入气体；所述微孔装置的表面设置有孔隙率不低于28％的微孔；所述微孔孔径是0.01-2um；进入微孔装置内的气体经过微孔装置表面的微孔溢出形成粒径为5-100um的气泡。作为优选，本专利技术所采用的微孔装置绕传动装置的轴向转动时，所述微孔装置的旋转速度为700-3000转/分钟。作为优选，本专利技术所通过控制压力空气的流量使多孔管的内外压差维持在5000-20000pa。作为优选，本专利技术所采用的传动轴为空心轴，所述传动轴是空心轴时，所述传动轴的一端与微孔装置相连，另一端与旋转接头连接，马达通过传动装置驱动传动轴旋转，传动轴驱动微孔装置绕传动轴的轴向旋转；所述微细气泡发生器还包括箱体；所述微孔装置置于箱体中；所述传动轴和/或中空管与箱体之间设置有轴承总成。一种微细气泡发生装置，所述微细气泡发生装置包括一组或多组如前所记载的微细气泡发生器，所述微细气泡发生器是多组时，多组微细气泡发生器串联或并联。由于采用了上述技术方案，本专利技术具有如下优点和效果：本专利技术提供了一种微细气泡发生方法及微细气泡发生器，该方法是利用微孔管或微孔盘在液体中旋转，气体通过微孔管的过程中发生一次剪切，气体通过液体与微孔管的界面时，由于微孔管与液体的相对运动(或者叫速度梯度)，气体受到二次剪切，从而形成细微而且粒径较为均为的气泡，其中微孔介质的孔径是0.01-2um，孔隙率不低于28％，可采用的材质为钛合金、陶瓷、聚乙烯、氧化锆等的烧结材料；微孔管或微孔盘的旋转速度为700-3000转/分钟。所形成的气泡的粒径为5-100um。微孔管内外压差为5000-20000pa。本专利技术能有效地产生足够数量、尺寸均匀的微细气泡，完全能够满足工艺需要；因微孔介质表面与液体之间的高速相对运动，形成了强烈的自清洗作用，避免了因处理液体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。当需要同样大小的剪切作用时，如果采用微孔管或微孔盘静止的方案，则需将液体的速度提高到很大的程度，将耗费很大的能量，而本专利技术只需克服液体的阻力，将大大降低能耗。本专利技术结构简单、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，其运行费用低，易于推广普及。附图说明图1是本专利技术所提供的微细气泡发生器第一实施例结构示意图；图2是本专利技术所提供的微细气泡发生器第二实施例结构示意图；图3是本专利技术所提供的微细气泡发生器第三实施例结构示意图；图4是本专利技术所提供的微细气泡发生器第四实施例结构示意图；图5是基于本专利技术所提供的微细气泡发生器产生微细气泡的示意图；其中：1-动力输出轴；2-传动轴；3-微孔管；4-微孔盘；5-轴承总成；6-中空管；7-旋转接头；8-压缩空气入口；9-箱体；10-主动轮；11-被动轮；12-电机；13-微细气泡。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明，但本专利技术并不局限于以下实施例。本专利技术首先提供了一种微细气泡发生方法，该微细气泡发生方法是将微孔管或微孔盘与中空轴一端连通，中空轴的另一端进入压力气体，使气体通过中空轴的内部进入微孔管或微孔盘的内腔，使用机械或者人工的方法使微孔管或盘在液相中绕轴做旋转运动，微孔管或微孔盘的孔隙率不低于28％，微孔管或微孔盘的微孔孔径是0.01-2um；形成的气泡的粒径为5-100um；微孔管的安装方式为轴向水平；微孔盘的安装方式为轴向垂直。微孔管或微孔盘与中空轴连接时两者的轴线重合或近似重合。其中，微孔管3或微孔盘4是以钛合金、陶瓷、聚乙烯或氧化锆等材质的烧结微孔管3或烧结微孔盘4；微孔管3或微孔盘4的旋转速度为700-3000转/分钟；微孔管3或微孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微细气泡发生方法，其特征在于：所述微细气泡发生方法将微孔管或微孔盘与中空轴一端连通，中空轴的另一端进入压力气体，使气体可以通过中空轴的内部进入微孔管或微孔盘的内腔，使用机械或者人工的方法使微孔管或盘在液相中绕轴做旋转运动，所述微孔管或微孔盘的孔隙率不低于28％，所述微孔管或微孔盘的微孔孔径是0.01‑2um；所述形成的气泡的粒径为5‑100um。

【技术特征摘要】
1.一种微细气泡发生方法，其特征在于：所述微细气泡发生方法将微孔管或微孔盘与中空轴一端连通，中空轴的另一端进入压力气体，使气体可以通过中空轴的内部进入微孔管或微孔盘的内腔，使用机械或者人工的方法使微孔管或盘在液相中绕轴做旋转运动，所述微孔管或微孔盘的孔隙率不低于28％，所述微孔管或微孔盘的微孔孔径是0.01-2um；所述形成的气泡的粒径为5-100um。2.根据权利要求1所述的微细气泡发生方法，其特征在于：所述微孔管(3)或微孔盘(4)的材质是钛合金、陶瓷、聚乙烯或氧化锆。3.根据权利要求2所述的微细气泡发生方法，其特征在于：所述旋转微孔管(3)或微孔盘(4)时，所述微孔管(3)或微孔盘(4)的旋转速度为700-3000转/分钟。4.根据权利要求1或2或3所述的微细气泡发生方法，其特征在于：所述微孔管(3)或微孔盘(4)的内外压差是5000-20000pa。5.一种微细气泡发生器，其特征在于：所述微细气泡发生器包括微孔装置、中空管(6)、旋转接头(7)、电机(12)、动力输出轴(1)、传动轴(2)以及气泵；所述电机(12)依次通过动力输出轴(1)以及传动轴(2)与微孔装置相连并驱动微孔装置绕传动装置的轴向转动；所述气泵依次通过旋转接头(7)以及中空管(6)与微孔装置相贯通并向微孔装置内部输入气体；所述微孔装置的表面设置有孔隙率不低于28％的微孔；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖灿，曹尉南，
申请(专利权)人：湖南亿纳环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43