本发明专利技术公开了一种富氧陶瓷膜曝气装置、其组合及其曝气方法，富氧陶瓷膜曝气装置，包括壳体、上密封安装板、下密封安装板和陶瓷膜管；上密封安装板和下密封安装板分别安装在壳体内的顶部和底部；陶瓷膜管有一根以上，陶瓷膜管的顶部安装在上密封安装板上、陶瓷膜管的底部安装在下密封安装板上；壳体的底部设有进液管路，进液管路上设有进液阀和第一压力表，壳体上的顶部设有进液管路，出液管路上设有第二压力表和出液阀；渗透部一侧的顶部设有进气管路，进气管路上设有进气阀，渗透部另一侧的底部设有排气排污管路，排气排污管路上设有排出阀。本发明专利技术不仅将微气泡均匀地溶解在液体里，而且形成富氧的气液两相流，既加快了传质的效率，又溶解了更多的氧气。
【技术实现步骤摘要】
一种富氧陶瓷膜曝气装置、其组合及其曝气方法
本专利技术涉及一种富氧陶瓷膜曝气装置、其组合及其曝气方法，属于陶瓷膜领域。
技术介绍
海水养殖、富氧灌溉、富氧反应等，需要应用物理或化学方法将氧气以气泡的形式溶在相应的液体中、形成富氧分散体。化学的方法成本较高，且会带入杂质。物理的方法多为通过管道直接向液体中鼓气的方法实现，然而，此种方法存在均匀性差、气泡体积大，难以得到均匀的富氧微气泡分散体。陶瓷膜(ceramicmembrane)又称无机陶瓷膜，作为过滤元件，已广泛应用于食品饮料、生物医药、化学化工、冶金发电以及环保水处理等各个行业，具有化学稳定性好、机械强度高、耐高温性好、过滤精度高等特点。若能将陶瓷膜应用于富氧微气泡液体的制备，则不仅可以拓宽陶瓷膜的应用，而且可以降低富氧微气泡分散体的制备成本。
技术实现思路
本专利技术提供一种富氧陶瓷膜曝气装置、其组合及其曝气方法，利用陶瓷膜的高强度、化学稳定性和高的耐温性以及孔径均一的气孔率，不仅将微气泡溶解在液体里，而且通过高压溶氧机理将富氧的微气泡溶解在液体里，形成富氧的气液两相流，既加快了传质的效率，又溶解了更多的氧气，大大方便了需要富氧液体的制备；拓宽了陶瓷膜应用领域，提高了富氧微气泡的液体的生产效率及质量。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种富氧陶瓷膜曝气装置，包括壳体、密封安装板和陶瓷膜管；密封安装板包括相对设置的上密封安装板和下密封安装板，上密封安装板和下密封安装板分别安装在壳体内的顶部和底部；陶瓷膜管有一根以上，陶瓷膜管的顶部安装在上密封安装板上、陶瓷膜管的底部安装在下密封安装板上，陶瓷膜管的顶部与上密封安装板之间及陶瓷膜管的底部与下密封安装板之间均设有密封圈；下密封安装板以下的壳体的底部设有进液管路，进液管路上设有进液阀和第一压力表，上密封安装板以上的壳体的顶部设有出液管路，出液管路上设有第二压力表和出液阀；壳体上上密封安装板和下密封安装板之间的部分为渗透部，渗透部一侧的顶部设有进气管路，进气管路上设有进气阀，渗透部另一侧的底部设有排气排污管路，排气排污管路上设有排出阀。上述富氧陶瓷膜曝气装置，利用陶瓷膜高机械强度和多孔性，构成一个能形成富氧微气泡液体的陶瓷膜曝气装置。下密封安装板以下的壳体的底部设有进液管路，上密封安装板以上的壳体的顶部设有出液管路，也即，液体从下密封安装板以下的壳体底部进入，流经陶瓷膜管后，从上密封安装板以上的壳体的顶部流出。申请人经实践研究发现：利用上述富氧陶瓷膜曝气装置曝气时，水进入陶瓷膜管通道，气体从侧面(陶瓷膜管外侧、壳体内的部分)进入，从各个方向渗透进入陶瓷膜管、可形成微气泡均匀稳定地分散在水中；若将水从侧面进入，气体从陶瓷膜管进入、向侧面渗透，由于气体不能从液体的各个方向进入，靠近壳壁液体部分气泡少，且气泡大，而靠近膜管液体部分气泡多，且气泡小，达不到微气泡均匀性的效果，且气泡越大，在水中的溶氧量就下降；若在陶瓷膜管外侧的壳体内安装隔板，则会加强湍流，究其原因，申请人认为，若将气体从陶瓷膜管内向侧面渗透，会导致气泡的运动路径增长，气泡增大，再加上湍流，会加强气泡的不均匀性，进而导致达不到微气泡的效果，且均匀性明显变差，水中的溶氧量也随着降低。为了防止溶氧时压力太大导致气体进入到进液管路，进而影响泵的输送，进液管路上还设有止回阀，止回阀设在进液阀的上游，第一压力表设在进液阀的下游。为了方便控制和测量，出液管路上从上游到下游依次设有第二压力表、出液阀、流量计、输出压力表、视镜和溶氧测定仪。本申请所使用壳体为耐高压容器。为了提高微气泡的均匀性，所有的陶瓷膜管均平行放置。为了提高密封效果，陶瓷膜管的顶部与上密封安装板之间及陶瓷膜管的底部与下密封安装板之间均设有两层以上的“O”型密封圈。本申请陶瓷膜管所用材质为氧化铝、氧化锆、氧化钛或碳化硅等机械强度高、化学稳定性好且耐高温的陶瓷材料，陶瓷膜管的孔径为5nm～1um，孔隙率为30～60％。一种富氧陶瓷膜曝气装置组合，由两台以上上述富氧陶瓷膜曝气装置并联而成。这样可以加大液体的处理量。当然，需求量小时，也可一台富氧陶瓷膜曝气装置单独运行。利用上述富氧陶瓷膜曝气装置曝气的方法，包括如下步骤：1)进液：打开进液阀和出液阀，液体从进液管路进入陶瓷膜管内，控制进液速度不大于2m/s，第二压力表读数不超过0.2MPa，待陶瓷膜管内充满液体后，关闭出液阀；2)溶气：打开进气阀，缓缓进气加压，待第一压力表读数达到0.3～1MPa时，保压稳定25～35s，打开出液阀，排出含有富氧微气泡的液体；3)排污：关闭进气阀和进液阀，打开排气排污管路上的排出阀排污；4)气洗：关闭进液阀和排气排污管路上的排出阀，打开进气阀和出液阀，再次从进气管路进气，吹扫陶瓷膜管。对被堵塞的膜孔进行吹扫，以防形成长期堵塞。上述步骤1)中进液速率和出液压力的稳定性的控制，能更好地确保微气泡的均匀性和稳定性，步骤2)中压力及保压时间的控制，能确保微气泡的均匀性、微小性、富氧性和分散性，确保能得到均匀的富氧微气泡的液体。上述方法，需要先进液体，待液体稳定后再进气，若先进气，会出现进液困难或不能进液的问题，且若先进气，气压太高，会产生局部不均而出现气锤现象，破坏膜管；液体是进入陶瓷膜管内的，气体从各个方向渗透进入陶瓷膜管、可形成微气泡均匀稳定地分散在水中，若调换气液的进入位置，将气体从陶瓷膜管内向外渗透、进入液体中，则会使气泡增大、均匀性变差、含氧率下降；简单易操作、易控制，且效率高。上述步骤2)中进气所用气体为无油压缩空气。将溶氧系统集成到膜的曝气系统中，使得所形成的气液两相流里的气泡不仅微小，而且富氧浓度高，满足了一些需要富氧工艺的系统需要。为了进一步提高微气泡的均匀稳定性，步骤2)中整个溶气过程中控制第一压力表和第二压力表的差值不超过0.2MPa。本申请充分利用陶瓷膜的多孔性和高的机械强度，在高压作用下，并控制液体和气体在曝气器中停留时间，将空气里的氧气充分溶于液体中，通过陶瓷膜的微孔，形成富氧的微气泡随液体一起排出曝气器；可以用在需要富氧微气泡的液体使用中，如海水养殖，富氧灌溉，富氧反应器等等系统中，陶瓷膜的化学稳定性和高的机械强度保证了该系统在很多应用体系中长久稳定运行，且成本低。本专利技术未提及的技术均参照现有技术。本专利技术富氧陶瓷膜曝气装置，以形成富氧微气泡为目的，利用陶瓷膜的高的机械强度、高的耐温性以及优秀的化学稳定性等特点，在利用陶瓷膜形成均匀微气泡的同时，辅以高压溶氧，使得液体里的含氧量更高，满足富氧微气泡的工作需要，与现有技术相比，具有如下的优越性：1、气泡微小且均匀分布于液体中：本申请气泡是通过由陶瓷膜的渗透侧经由膜孔曝气到膜管流道侧与流道里的液体直接混合的，陶瓷膜的高精度均一的孔径分布，确保了由陶瓷膜孔曝气出来的气泡微小均匀，且流道呈圆形，更使气体从液体的各个径向进入到液体中，保证了气泡在液体中的均匀性；2、气泡在液本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种富氧陶瓷膜曝气装置，其特征在于：包括壳体、密封安装板和陶瓷膜管；密封安装板包括相对设置的上密封安装板和下密封安装板，上密封安装板和下密封安装板分别安装在壳体内的顶部和底部；陶瓷膜管有一根以上，陶瓷膜管的顶部安装在上密封安装板上、陶瓷膜管的底部安装在下密封安装板上，陶瓷膜管的顶部与上密封安装板之间及陶瓷膜管的底部与下密封安装板之间均设有密封圈；下密封安装板以下的壳体的底部设有进液管路，进液管路上设有进液阀和第一压力表，上密封安装板以上的壳体的顶部设有出液管路，出液管路上设有第二压力表和出液阀；壳体上上密封安装板和下密封安装板之间的部分为渗透部，渗透部一侧的顶部设有进气管路，进气管路上设有进气阀，渗透部另一侧的底部设有排气排污管路，排气排污管路上设有排出阀。/n
【技术特征摘要】
1.一种富氧陶瓷膜曝气装置，其特征在于：包括壳体、密封安装板和陶瓷膜管；密封安装板包括相对设置的上密封安装板和下密封安装板，上密封安装板和下密封安装板分别安装在壳体内的顶部和底部；陶瓷膜管有一根以上，陶瓷膜管的顶部安装在上密封安装板上、陶瓷膜管的底部安装在下密封安装板上，陶瓷膜管的顶部与上密封安装板之间及陶瓷膜管的底部与下密封安装板之间均设有密封圈；下密封安装板以下的壳体的底部设有进液管路，进液管路上设有进液阀和第一压力表，上密封安装板以上的壳体的顶部设有出液管路，出液管路上设有第二压力表和出液阀；壳体上上密封安装板和下密封安装板之间的部分为渗透部，渗透部一侧的顶部设有进气管路，进气管路上设有进气阀，渗透部另一侧的底部设有排气排污管路，排气排污管路上设有排出阀。
2.如权利要求1所述的富氧陶瓷膜曝气装置，其特征在于：进液管路上还设有止回阀，止回阀设在进液阀的上游，第一压力表设在进液阀的下游。
3.如权利要求1或2所述的富氧陶瓷膜曝气装置，其特征在于：出液管路上从上游到下游依次设有第二压力表、出液阀、流量计、输出压力表、视镜和溶氧测定仪。
4.如权利要求1或2所述的富氧陶瓷膜曝气装置，其特征在于：壳体为耐高压容器；所有的陶瓷膜管均平行放置。
5.如权利要求1或2所述的富氧陶瓷膜曝气装置，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐礼升，王志高，
申请(专利权)人：南京钛净流体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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