[实用新型]超微气泡装置及双循环超微气泡扩散系统

说明书

技术领域

本发明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城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。

背景技术

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0.1mm量级气泡的概率很小，也就是说几乎不产生0.1mm量级以下的超微气泡。原因是：即便是胶管上有0.1mm大小的孔，假定开始它产生了0.1mm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1mm、甚至小于0.1mm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机相连，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1mm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。

发明内容

为了解决上述问题，本申请的发明人利用柏努利原理(即流速愈大，压强愈小)发明并试制成功了几种(见具体实施方式)产生超微小气泡(本发明定义直径小于0.1mm量级的气泡为超微小气泡)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0.1mm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，克服了背景技术中提到的即使产生了小于0.1mm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发明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发明的超微气泡装置，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机，超微气泡管道网的干线与空气压缩机和水泵相连。

进一步，所述常用管道网的管道产生直径为1mm量级的气泡幕，与它相邻的超微气泡装置产生直径0.1mm量级或以下的超微小气泡幕。发明这个能产生0.1mm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1和图6-8，说明本发明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域。

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何形成的。