[发明专利]一种微纳米气泡制备装置及其制备方法

说明书

本发明公开了一种微纳米气泡制备装置，包括供水装置、供气装置、气液混合装置和二次溶气装置，供气装置给气液混合装置提供空气，供水装置给气液混合装置提供液体，气液混合装置将空气分割成大量微小的气泡，使其与水形成混合体，形成气液混合体；二次溶气装置包括溶气本体、水力涡轮装置、切割部及释放部，溶气本体设有第一腔体和第二腔体，水力涡轮装置安装在第一腔体内，切割部位于第二腔体内且与水力涡轮装置同轴设置，释放部与第二腔体连通。该微纳米气泡制备装置，能快速高效制取大量微纳米气泡，微纳米气泡的品质较高，气泡尺寸稳定，系统能耗低，且结构简单，便于组装模块化处理系统。本发明还提供一种微纳米气泡制备方法。

技术领域

本发明涉及微纳米气泡技术领域，更具体地涉及一种微纳米气泡制备装置及其制备方法。

背景技术

微纳米气泡是指气泡发生时直径在数百纳米到十微米左右的气泡，这种气泡介于微米气泡和纳米气泡之间，相较常规气泡，微纳米气泡具有气泡尺寸小、比表面积大、气体溶解率高、能够产生自由基、传质效率高、吸附能力强、存在时间长等特点，具有增氧、杀菌、消毒、洗涤、去污、净水、有机物降解等功能，还可以高效的吸附油污及固体颗粒物，大幅提高气浮效率，能够较好地应用于水产养殖水体增氧、气浮净水固液分离、河道生态修复和污水处理领域。近年来在各领域中的应用日益受到关注。

目前有多种微纳米气泡发生机制，包括：化学反应法、电解法、超声空化法、水力空化法、分散空气法和溶气气浮法等。化学反应法、电解法、超声空化法、水力空化法产生微气泡的效率较低、功耗较大，不利于在实际生产中推广使用，且化学反应法成本较高，对水体会造成二次污染。

常用的微气泡发生机制是分散空气法和溶气气浮法，分散空气法主要通过高速剪切、搅拌等方式把空气反复剪切破碎，混合在水体中稳定产生大量的微气泡。分散空气法能耗较低、微气泡发生效率较高，且不会对水体造成二次污染，但是分散空气法需要使用大功率高转速电机实现高速剪切搅拌，对设备要求较高。加压溶气气浮法是加压溶气析出法是利用水泵、空压机等分别将一定压力的水流、空气压入压力溶气罐中，在一定压力作用下将气体溶解于水中并达到饱和状态，形成高压气水混合物，之后通过突然减压降低溶气水的压力，使溶解在溶气水中的气体以微细气泡形式逸出。加压溶气法相比分散空气法对设备加工制造要求较低，但加压溶气气浮法所产生微气泡尺寸的离散度较大，难以控制气泡在微纳米尺度在直径50μm以内并产生均匀的微纳米气泡，且能耗较高、运行成本高、溶气效率较低。

因此，有必要提供一种微纳米气泡制备装置及其制备方法以解决上述技术缺陷。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种微纳米气泡制备装置，能快速高效制取大量微纳米气泡，且结构简单。

本发明的目的之二是提供一种微纳米气泡制备方法。

为了实现上述目的，本发明公开了一种微纳米气泡制备装置，包括供水装置、供气装置、气液混合装置和二次溶气装置，所述供气装置给所述气液混合装置提供空气，所述供水装置给所述气液混合装置提供液体，所述气液混合装置将空气分割成大量微小的气泡，使其与水形成混合体，进行第一次气液混合和溶气，形成气液混合体；所述二次溶气装置包括溶气本体、水力涡轮装置、切割部及释放部，所述溶气本体设有第一腔体和第二腔体，所述水力涡轮装置安装在所述第一腔体内，所述切割部位于所述第二腔体内且与所述水力涡轮装置同轴设置，所述释放部与所述第二腔体连通，气液混合体进入所述水力涡轮装置后流向所述第二腔体，所述水力涡轮装置带动所述切割部旋转以对所述第二腔体内的气液混合体进行切割形成高饱和溶气水，高饱和溶气水借由所述释放部释放，形成微纳米气泡。