一种气泡悬浮及气泡细化的高效曝气充氧方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109516578A(43)申请公布日2019.03.26(21)申请号201910047045.7(22)申请日2019.01.18(71)申请人中国科学院上海高等研究院地址201210上海市浦东新区海科路99号(72)发明人杨庆峰(74)专利代理机构上海硕力知识产权代理事务所(普通合伙)31251代理人刘红梅(51)Int.Cl.C02F7/00(2006.01)C02F3/02(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称一种气泡悬浮及气泡细化的高效曝气充氧方法及装置(57)摘要本发明公开了一种气泡悬浮及气泡细化的高效曝气充氧方法与装置，该方法为：在水面之上将进水与空气或氧气等气体沿竖直管道下行进行混合，形成的气液混合物沿管道继续下行先后通过水面之下的悬浮气泡群发生器和气泡细化器，然后通过出口阀门沿水平方向在水底排出，最后出口气泡沿斜向上的路径对水体进行曝气充氧。本发明方法使得气液接触面积增大，气泡直径变小，气泡停留时间大幅延长，增大了溶氧效率和氧气利用率，实现了对水体的高效曝气充氧。本发明方法与传统微孔曝气法相比，全程采用大口径管道产生的微气泡曝气，彻底解决了传统曝气头污堵维护难题。本发明方法无需风机和送风管道，设备投资成本低，安装维护简单。本发明适用于污水处理、黑臭河体治理、水库湖泊水生态修复、水产养殖等。CN109516578ACN109516578A权利要求书1/1页1.一种气泡悬浮及气泡细化的高效曝气充氧方法，该方法为：在水体液面之上将进水与气体沿管道进行混合，形成的气液混合物沿管道下行先后通过位于水体液面之下的悬浮气泡群发生器和气泡细化器，然后通过出口阀门沿水平方向在水底排出出口气泡，最后出口气泡沿斜向上的路径对水体进行曝气充氧。2.如权利要求1所述的高效曝气充氧方法，其特征在于：所述悬浮气泡群发生器为长型椭圆体，该长型椭圆体由上到下其横截面积先由小变大，然后由大变小；气液混合物流经悬浮气泡群发生器时，流速先由大变小从而使气泡呈悬浮状态，形成悬浮气泡群；然后流经长型椭圆体缓慢收缩的下部，从而减小管道流体阻力损失。3.如权利要求1所述的高效曝气充氧方法，其特征在于：所述气体为空气或氧气。4.如权利要求1所述的高效曝气充氧方法，其特征在于：所述气泡细化器由切向进入的管道和圆环状的流道组成，气液混合物在气泡细化器内做旋流运动，气泡继续被流体切割变小。5.如权利要求1所述的高效曝气充氧方法，其特征在于：所述气泡细化器背部中心处设有增强部件，该增强部件上的阀门可用于在低浓度曝气充氧时，使水体由于旋流的负压作用而吸入气泡细化器内，增强气泡的细化作用。6.如权利要求1所述的高效曝气充氧方法，其特征在于：所述气液混合物在管道内的流速为0.5-3m/s，经气泡细化器细化后的气泡直径小于1mm，所述气泡与水的总接触时间为2-5分钟。7.如权利要求1所述的高效曝气充氧方法，其特征在于：所述方法可采用纯氧通过调节出口阀门使管道内的压力维持在0.2-0.3Mpa，对水体进行高浓度充氧。8.一种气泡悬浮及气泡细化的高效曝气充氧装置，该装置包括：进水管、气体引发器、悬浮气泡群发生器、气泡细化器和出口阀门，各部件通过管道连接，进水管和气体引发器位于水体液面之上，悬浮气泡群发生器、气泡细化器和出口阀门位于水体液面之下；其中悬浮气泡群发生器包括长型椭圆体、进口管和出口管；气泡细化器由切向进口管和圆环体组成；所述气体引发器安装于进水管上，用于向进水管内引入气体；所述悬浮气泡群发生器安装于水体液面之下的竖直下行管道下部；所述气泡细化器安装于悬浮气泡群发生器下方；所述出口阀门安装于气泡细化器之后的水平出口管道上。9.如权利要求8所述的气泡悬浮及气泡细化的高效曝气充氧装置，其特征在于：所述气泡细化器还包括增强部件，增强部件由带阀门的细管组成；所述增强部件安装于气泡细化器背面中心处，以进一步增强低浓度曝气充氧时气泡细化程度。10.如权利要求8所述的气泡悬浮及气泡细化的高效曝气充氧装置，其特征在于：所述的高效曝气充氧装置采用纯氧高浓度充氧时，出口处气泡水含氧量为70mg/L以上。2CN109516578A说明书1/6页一种气泡悬浮及气泡细化的高效曝气充氧方法及装置技术领域[0001]本发明涉及水处理技术领域，具体涉及高效曝气充氧方法及装置。背景技术[0002]在污水处理、黑臭河体治理、水库湖泊水生态修复、水产养殖等过程中，常常需要向水体中曝气以充入氧气。曝气是水和空气充分接触以交换气态物质和去除水中挥发性物质的水处理方法，或使气体从水中逸出，如去除水的臭味或二氧化碳和硫化氢等有害气体；或使氧气溶入水中，以提高溶解氧浓度，达到除铁、除锰或促进需氧微生物降解有机物