本發(fā)明涉及一種水體納米增氧系統(tǒng)，具體涉及一種向水體中增加空氣或氧氣的系統(tǒng)，屬于環(huán)境保護(hù)
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體應(yīng)用于污水處理或污染水體治理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：水體增氧，是增加水中的氧氣含量，以供水生生物或好氧微生物的生長繁殖，有利于水體自凈能力的發(fā)揮，而且可以消除水體中存在的有害氣體，抑制水中厭氧菌的生長，消除水體黑臭現(xiàn)象。常用的水體增氧技術(shù)有水下充氣式和機(jī)械式，一般形成數(shù)百微米級至毫米級的氣泡，氧的溶解效率較低，能量不能得到充分利用。而微米級或納米級氣泡與水的接觸面積大，在水里的停留時間長，提高了水體里的溶解氧濃度，有利于水體好氧微生物的生長，對降解水里的污染物有利。目前，有人嘗試把空氣或氧氣分散成微米級或納米級增加到水里，例如專利CN104030434B《一種納米曝氣裝置及其方法》中提到的微孔式納米曝氣裝置，是利用納米微孔曝氣膜實現(xiàn)納米氣泡的產(chǎn)生，但該種方法容易造成曝氣膜的堵塞。再例如專利CN102001719B《微納米曝氣器》中提到的是一種噴射式納米氣泡發(fā)生設(shè)備，氣和水在噴射的過程中混合，經(jīng)微孔的切割作用產(chǎn)生微納米氣泡，也存在微孔堵塞的問題。技術(shù)實現(xiàn)要素：鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種水體納米增氧系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中缺乏對水體進(jìn)行高效的納米增氧的系統(tǒng)及其使用方法的問題。為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明第一方面提供一種水體納米增氧系統(tǒng)，包括有吸水管、進(jìn)氣管、抽水泵、出水管、氣水分離器、溶氣水管、減壓閥、釋放器，所述吸水管、抽水泵、出水管、氣水分離器、溶氣水管、釋放器依次連接，所述吸水管的進(jìn)水口設(shè)置在水體內(nèi)，所述吸水管還與進(jìn)氣管相連通，所述減壓閥設(shè)置在所述溶氣水管上，所述釋放器設(shè)置在水體內(nèi)。優(yōu)選地，所述抽水泵為常規(guī)使用的抽水泵，所述抽水泵均可從市場上購買獲得。例如可采用上海凱泉泵業(yè)的KQW型離心泵，也可以采用北京帕普生泵業(yè)的PSD型轉(zhuǎn)子泵等。優(yōu)選地，所述抽水泵內(nèi)還設(shè)有葉輪。更優(yōu)選地，所述葉輪的轉(zhuǎn)速為1000～2000轉(zhuǎn)/分鐘。更優(yōu)選地，所述葉輪加壓的壓力為300～800kPa。優(yōu)選地，所述進(jìn)氣管上設(shè)有進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥。所述進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥可以調(diào)節(jié)進(jìn)入進(jìn)氣管的氣體數(shù)量，根據(jù)噴射氣泡的情況調(diào)節(jié)閥門開度，從而合理控制空氣或氧氣的進(jìn)氣量。更優(yōu)選地，所述進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥為常規(guī)使用的進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥，所述進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥均可從市場上購買獲得。例如可以采用上海冠龍閥門廠的截止閥作為調(diào)節(jié)閥。優(yōu)選地，所述氣水分離器為常規(guī)使用的氣水分離器，所述氣水分離器均可從市場上購買獲得。例如可以采用上海軍凱管件制造公司的JK-QS型氣水分離器。優(yōu)選地，所述減壓閥為常規(guī)使用的減壓閥，所述減壓閥均可從市場上購買獲得。例如可采用上海滬工閥門廠的Y42X型減壓閥。優(yōu)選地，所述釋放器為布水器。更優(yōu)選地，所述布水器為穿孔布水管。所述穿孔布水管為常規(guī)使用的穿孔布水管，所述穿孔布水管均可從市場上購買獲得。例如可采用上海凡清環(huán)境公司的LS3型穿孔布水管。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述穿孔布水管的孔徑為3～6mm。更優(yōu)選地，所述釋放器的釋放條件為：釋放流量：80～120L/m/h；釋放溫度：常溫；釋放壓力：105～120kPa。所述常溫為20～25℃。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述釋放器的釋放流量為100L/m/h。所述L/m/h是指每小時每米管路釋放的流量體積升(L)數(shù)。本發(fā)明第二方面提供一種水體納米增氧系統(tǒng)的使用方法，包括以下步驟：1)采用抽水泵經(jīng)吸水管從水體中抽取水，同時利用抽水泵在吸水管中產(chǎn)生的負(fù)壓作用下抽吸氣體，經(jīng)抽水泵內(nèi)設(shè)葉輪的加壓作用，氣體溶解到水中，形成溶氣水；2)將步驟1)中未溶解于水的多余氣體由氣水分離器排出；3)將步驟1)獲得的溶氣水經(jīng)減壓閥瞬間減壓后，氣體從水中釋放出來，形成氣泡；4)將裹挾著步驟3)獲得的氣泡的水噴射到水體中，在水體中擴(kuò)散、溶解，水體的溶解氧得到增加。優(yōu)選地，步驟1)中，所述水體選自湖泊、河流、污水生物處理池中一種。優(yōu)選地，步驟1)中，所述抽水泵為常規(guī)使用的抽水泵，所述抽水泵均可從市場上購買獲得。例如可采用上海凱泉泵業(yè)的KQW型離心泵，也可以采用北京帕普生泵業(yè)的PSD型轉(zhuǎn)子泵等。優(yōu)選地，步驟1)中，所述氣體為空氣或氧氣。優(yōu)選地，步驟1)中，所述氣體通過抽水泵在吸水管中產(chǎn)生的負(fù)壓作用下，經(jīng)進(jìn)氣管通入吸水管。所述抽水泵在吸水管中產(chǎn)生的負(fù)壓作用是指，抽水泵在抽取水的過程中，在吸水管里會產(chǎn)生負(fù)壓，即吸水管里的壓力低于周圍的大氣壓，可以使氣體經(jīng)進(jìn)氣管進(jìn)入吸水管。更優(yōu)選地，所述進(jìn)氣管上設(shè)有進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥。所述進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥可以調(diào)節(jié)進(jìn)入進(jìn)氣管的氣體數(shù)量，根據(jù)噴射氣泡的情況調(diào)節(jié)閥門開度，當(dāng)閥門開度過小，所噴氣泡較少，氣泡生成形象不明顯；當(dāng)閥門開度過大，大量的氣泡被吸進(jìn)來，大大超過氣體在水里的溶解度，氣水分離器來不及分離，噴射出來后就會出現(xiàn)大氣泡的現(xiàn)象；只有當(dāng)閥門開度適當(dāng)時，噴射氣泡的體積適中，從而合理控制空氣或氧氣的進(jìn)氣量。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥為常規(guī)使用的進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥，所述進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥均可從市場上購買獲得。例如可以采用上海冠龍閥門廠的截止閥作為調(diào)節(jié)閥。優(yōu)選地，步驟1)中，所述吸水管中產(chǎn)生的負(fù)壓為-20～-60kPa。優(yōu)選地，步驟1)中，所述葉輪的轉(zhuǎn)速為1000～2000轉(zhuǎn)/分鐘。優(yōu)選地，步驟1)中，所述葉輪加壓的壓力為300～800kPa。所述抽水泵葉輪的加壓作用，能夠使氣體溶解在水里。所述葉輪在抽水泵中的位置由所述抽水泵的形式確定。例如離心泵內(nèi)的葉輪與轉(zhuǎn)子泵內(nèi)的葉輪所在位置不同。優(yōu)選地，步驟2)中，所述氣水分離器為常規(guī)使用的氣水分離器，所述氣水分離器均可從市場上購買獲得。例如可以采用上海軍凱管件制造公司的JK-QS型氣水分離器。優(yōu)選地，步驟3)中，所述溶氣水依次經(jīng)出水管、氣水分離器，進(jìn)入溶氣水管。優(yōu)選地，步驟3)中，所述減壓閥設(shè)置在溶氣水管上。優(yōu)選地，步驟3)中，所述減壓閥為常規(guī)使用的減壓閥，所述減壓閥均可從市場上購買獲得。例如可采用上海滬工閥門廠的Y42X型減壓閥。優(yōu)選地，步驟3)中，所述瞬間減壓的時間為0.01～0.1s。優(yōu)選地，步驟3)中，所述瞬間減壓后的壓力為105～120kPa。所述溶氣水經(jīng)減壓閥瞬間減壓的原理為，所述溶氣水通過瞬間減壓，溶解在水里的氣體溶解度驟降，氣體從水中釋放出來，形成氣泡。優(yōu)選地，步驟3)中，所述氣泡為納米級至微米級的氣泡。更優(yōu)選地，所述納米級至微米級的氣泡的直徑尺寸為100nm～50μm。具體如100nm～1μm、1μm～10μm、10μm～20μm、20μm～30μm、30μm～40μm、40μm～50μm。優(yōu)選地，步驟4)中，所述裹挾著氣泡的水通過釋放器噴射到水體中。所述氣泡避免其聚集形成大氣泡，在大氣泡尚未形成之前，應(yīng)將氣泡迅速分散到水體中。更優(yōu)選地，所述釋放器為布水器。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述布水器為穿孔布水管。所述穿孔布水管為常規(guī)使用的穿孔布水管，所述穿孔布水管均可從市場上購買獲得。例如可采用上海凡清環(huán)境公司的LS3型穿孔布水管。最優(yōu)選地，所述穿孔布水管的孔徑為3～6mm。更優(yōu)選地，所述釋放器的釋放條件為：釋放流量：80～120L/m/h；釋放溫度：常溫；釋放壓力：105～120kPa。所述常溫為20～25℃。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述釋放器的釋放流量為100L/m/h。如上所述，本發(fā)明提供了一種水體納米增氧系統(tǒng)及其處理方法，其有別于現(xiàn)有的微孔式或噴射式納米氣泡產(chǎn)生設(shè)備，是將空氣或氧氣加壓溶解在水里，再從水里減壓釋放形成納米氣泡，其形成的氣泡為納米級至微米級，是物理尺度的最低限度，起到良好的增氧效果，同時具有微孔不產(chǎn)生堵塞的優(yōu)點。該種系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，成本低廉，非常值得在實際工作中推廣應(yīng)用。附圖說明圖1顯示為本發(fā)明的一種水體納米增氧系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記1抽水泵2水體3吸水管4進(jìn)氣管5進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥6出水管7氣水分離器8減壓閥9溶氣水管10釋放器具體實施方式下面結(jié)合具體實施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明，應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。須知，下列實施例中未具體注明的工藝設(shè)備或裝置均采用本領(lǐng)域內(nèi)的常規(guī)設(shè)備或裝置；所有壓力值和范圍都是指相對壓力。此外應(yīng)理解，本發(fā)明中提到的一個或多個方法步驟并不排斥在所述組合步驟前后還可以存在其他方法步驟或在這些明確提到的步驟之間還可以插入其他方法步驟，除非另有說明；還應(yīng)理解，本發(fā)明中提到的一個或多個設(shè)備/裝置之間的組合連接關(guān)系并不排斥在所述組合設(shè)備/裝置前后還可以存在其他設(shè)備/裝置或在這些明確提到的兩個設(shè)備/裝置之間還可以插入其他設(shè)備/裝置，除非另有說明。而且，除非另有說明，各方法步驟的編號僅為鑒別各方法步驟的便利工具，而非為限制各方法步驟的排列次序或限定本發(fā)明可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容的情況下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實施的范疇。如圖1所示，本發(fā)明提供一種水體納米增氧系統(tǒng)，包括有吸水管3、進(jìn)氣管4、抽水泵1、出水管6、氣水分離器7、溶氣水管9、減壓閥8、釋放器10，所述吸水管3、抽水泵1、出水管6、氣水分離器7、溶氣水管9、釋放器10依次連接，所述吸水管3的進(jìn)水口設(shè)置在水體內(nèi)，所述吸水管3還與進(jìn)氣管4相連通，所述減壓閥8設(shè)置在所述溶氣水管9上，所述釋放器10設(shè)置在水體內(nèi)。在一個優(yōu)選的實施例中，如圖1所示，所述抽水泵1內(nèi)還設(shè)有葉輪。所述葉輪的轉(zhuǎn)速為1000～2000轉(zhuǎn)/分鐘。所述葉輪加壓的壓力為300～800kPa。在一個優(yōu)選的實施例中，如圖1所示，所述進(jìn)氣管4上設(shè)有進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥5。在一個優(yōu)選的實施例中，如圖1所示，所述釋放器10為布水器。所述布水器為穿孔布水管。所述穿孔布水管的孔徑為3～6mm。所述釋放器10的釋放條件為：釋放流量：80～120L/m/h，優(yōu)選為100L/m/h；釋放溫度：常溫；釋放壓力：105～120kPa。所述常溫為20～25℃。實施例1將水體納米增氧系統(tǒng)安裝完畢，打開抽水泵經(jīng)吸水管從水池中抽水，在抽水泵工作正常后，打開進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥，通過進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)空氣抽吸流量，由于吸水管內(nèi)處于-20～-60kPa的負(fù)壓環(huán)境，空氣經(jīng)進(jìn)氣管進(jìn)入吸水管，水和空氣一起被抽水泵抽吸并在泵內(nèi)被葉輪加壓至300～800kPa壓力，葉輪的轉(zhuǎn)速為1000～2000轉(zhuǎn)/分鐘，在加壓作用下部分空氣被溶解在水內(nèi)，形成溶氣水。溶氣水和未溶解于水的空氣，經(jīng)出水管進(jìn)入氣水分離器，未溶解于水的氣體由氣水分離器內(nèi)排出，溶氣水從氣水分離器進(jìn)入溶氣水管，經(jīng)減壓閥瞬間減壓，瞬間減壓的時間為0.01～0.1s，減壓后的壓力為105～120kPa，溶解在水里的氣體溶解度驟降，氣體從水中釋放出來，氣體分子逐漸結(jié)合形成納米級至微米級(直徑尺寸為100nm～50μm)的氣泡，在未形成大氣泡之前，裹挾著氣泡的水通過穿孔布水管噴射到水池中，釋放流量為80～120L/m/h，納米或微米級的小氣泡在水池中水里擴(kuò)散、溶解。對增氧效果進(jìn)行測試表明，上述增氧系統(tǒng)的充氧動力效率達(dá)到3.2～3.4kg氧/度電，即1度電的能量輸入可以向水中溶解3.2～3.4kg的氧，起到良好的增氧效果。同時，上述增氧系統(tǒng)不產(chǎn)生微孔堵塞的問題。具體結(jié)果見表1。對比例1采用常規(guī)機(jī)械曝氣式對水體進(jìn)行增氧，即采用表面曝氣機(jī)或水下曝氣設(shè)備向水體中充氧鼓空氣。對增氧效果進(jìn)行測試表明，其充氧動力效率僅為1.0～1.8kg氧/度電。同時，不產(chǎn)生微孔堵塞的問題。具體結(jié)果見表1。對比例2采用常規(guī)鼓風(fēng)曝氣式對水體進(jìn)行增氧，即采用鼓風(fēng)機(jī)和曝氣頭向水體中充氧。對增氧效果進(jìn)行測試表明，其充氧動力效率僅為1.2～2.2kg氧/度電。同時，不產(chǎn)生微孔堵塞的問題。具體結(jié)果見表1。對比例3采用微孔式納米氣泡產(chǎn)生設(shè)備在水體中進(jìn)行增氧。對增氧效果進(jìn)行測試表明，其充氧動力效率僅為3.0kg氧/度電。同時，產(chǎn)生微孔堵塞的問題。具體結(jié)果見表1。對比例4采用噴射式納米氣泡產(chǎn)生設(shè)備在水體中進(jìn)行增氧。對增氧效果進(jìn)行測試表明，其充氧動力效率僅為3.1kg氧/度電。同時，產(chǎn)生微孔堵塞的問題。具體結(jié)果見表1。由表1可知，本發(fā)明中水體納米增氧系統(tǒng)不僅增氧效果優(yōu)于對比例1-4，而且具有微孔不產(chǎn)生堵塞的優(yōu)點，實用性強(qiáng)。表1項目充氧效率(kg氧/度電)微孔堵塞狀況(YES/NO)實施例13.2～3.4NO對比例11.0～1.8NO對比例21.2～2.2NO對比例33.0YES對比例43.1YES實施例2將水體納米增氧系統(tǒng)安裝完畢，打開抽水泵經(jīng)吸水管從水池中抽水，在抽水泵工作正常后，打開進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥，通過進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)空氣抽吸流量，由于吸水管內(nèi)處于-40kPa的負(fù)壓環(huán)境，空氣經(jīng)進(jìn)氣管進(jìn)入吸水管，水和空氣一起被抽水泵抽吸并在泵內(nèi)被葉輪加壓至500kPa壓力，葉輪的轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分鐘，在加壓作用下部分空氣被溶解在水內(nèi)，形成溶氣水。溶氣水和未溶解于水的空氣，經(jīng)出水管進(jìn)入氣水分離器，未溶解于水的氣體由氣水分離器內(nèi)排出，溶氣水從氣水分離器進(jìn)入溶氣水管，經(jīng)減壓閥瞬間減壓，瞬間減壓的時間為0.05s，減壓后的壓力為110kPa，溶解在水里的氣體溶解度驟降，氣體從水中釋放出來，氣體分子逐漸結(jié)合形成納米級至微米級(直徑尺寸為100nm～1μm)的氣泡，在未形成大氣泡之前，裹挾著氣泡的水通過穿孔布水管噴射到水池中，釋放流量為100L/m/h，納米或微米級的小氣泡在水池中水里擴(kuò)散、溶解。對增氧效果進(jìn)行測試表明，上述增氧系統(tǒng)的充氧動力效率達(dá)到3.4kg氧/度電，即1度電的能量輸入可以向水中溶解3.4kg的氧，起到良好的增氧效果。同時，上述增氧系統(tǒng)不產(chǎn)生微孔堵塞的問題。實施例3將水體納米增氧系統(tǒng)安裝完畢，打開抽水泵經(jīng)吸水管從水池中抽水，在抽水泵工作正常后，打開進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥，通過進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)空氣抽吸流量，由于吸水管內(nèi)處于-50kPa的負(fù)壓環(huán)境，空氣經(jīng)進(jìn)氣管進(jìn)入吸水管，水和空氣一起被抽水泵抽吸并在泵內(nèi)被葉輪加壓至600kPa壓力，葉輪的轉(zhuǎn)速為1800轉(zhuǎn)/分鐘，在加壓作用下部分空氣被溶解在水內(nèi)，形成溶氣水。溶氣水和未溶解于水的空氣，經(jīng)出水管進(jìn)入氣水分離器，未溶解于水的氣體由氣水分離器內(nèi)排出，溶氣水從氣水分離器進(jìn)入溶氣水管，經(jīng)減壓閥瞬間減壓，瞬間減壓的時間為0.01s，減壓后的壓力為115kPa，溶解在水里的氣體溶解度驟降，氣體從水中釋放出來，氣體分子逐漸結(jié)合形成納米級至微米級(直徑尺寸為1μm～10μm)的氣泡，在未形成大氣泡之前，裹挾著氣泡的水通過穿孔布水管噴射到水池中，釋放流量為90L/m/h，納米或微米級的小氣泡在水池中水里擴(kuò)散、溶解。對增氧效果進(jìn)行測試表明，上述增氧系統(tǒng)的充氧動力效率達(dá)到3.3kg氧/度電，即1度電的能量輸入可以向水中溶解3.3kg的氧，起到良好的增氧效果。同時，上述增氧系統(tǒng)不產(chǎn)生微孔堵塞的問題。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。當(dāng)前第1頁1 2 3