[发明专利]一种针对水体增氧溶氧的微纳泡设备及方法

说明书

本发明公开了一种针对水体增氧溶氧的微纳泡设备及方法。涉及环境保护技术领域，它包括：气体罐；所述气体罐连接溶气泵；所述溶气泵连接气液分离泵通过一个压力泵连接水处理槽。具有增氧效果好，能耗低，投资小，成本低，稳定性及可控性好的优点，适用于各种水量工程，应用范围广。

技术领域

本发明涉及环境保护技术领域，具体而言，涉及一种针对水体增氧溶氧的微纳泡设备及方法。

背景技术

现在世界上大约有一半以上的水处于污染状态，污染的原因在于人类的活动向水中排放了大量的污染物，导致水的溶解氧消失，水体失去自净能力。

水的污染机理如下：

水分子之间以共价键结合，水分子与溶解氧之间也是以共价键结合，在共价键结合中，水分子贡献出电子参与共价键结合，相当于水分子被夺走了电子。当高浓度污染物进入水中后，水中的溶解氧被消耗掉，污染物以共价键与水分子结合，成为类似于胶体的污染团。

在没有外部电子供应的条件下，水分子无法获得电子，不能恢复独立水分子状态，也不能恢复水中的溶解氧，表现为水质处于严重污染状态。

水质净化还原原理

使用高能氧可以实现水质净化还原。

将高能氧(活性氧微纳米气泡)以高速射入污水中，极高的线速度和高能氧的离子作用，将在水中发生以下反应：

1)负氧离子团在液体中移动，使液体获得负电子，负电子补充了水被夺走的电子，断裂了水与污染物的共价键结合，使部分水分子裂解；因气泡水溶液高速运动导致部分水分子产生机械电离；

2)气泡的动能和气泡破裂释放的爆炸能作用，断裂了污染物与水之间的共价键、水分子之间的共价键，氧分子团在分子键能的作用下迅速离散为氧分子并与部分水分子结合成为水中的溶解氧；

3)融入水中的溶解氧获得电子成为活性氧阴离子，氢离子与活性氧阴离子结合成过氧化氢。

4)氧离子、过氧化氢、氢离子、氢氧根离子对水分子的综合作用，产生大量的水和离子；

5)气泡的动能和气泡破裂释放的爆炸能作用，断裂了污染物内部的化学键，活性氧阴离子、氢离子、氢氧根离子、羟基离子、水氧基离子、水和电子等迅速对污染物产生氧化作用，完成对污染物的降解。

从以上列举的化学反应方程式分析，高能氧在水中发生多种微观量子化学变化，生成多种氧自由基，这些氧自由基在高能氧含有的粒子能量作用下，与各种污染物发生氧化反应，降解各种污染物，并实现污染物与水分子分离，从而完成水质净化还原。

高能氧所含有的粒子能量来源于以下五个方面：

1 电离能

氧气经过电离后生成部分氧离子，并形成等离子体，当电离作用消失后，氧等离子体消失，转变成活性氧气团，主要包括臭氧离子团(O32-、O3-)、臭氧分子团(O3)、氧离子团(O22-、O2-)、氧分子团(O2)等，这些活性氧气团具有非常高的电离能，经过气体切割后，各种离子团和分子团分离，切割动能转变为气泡能级跃迁能量，在各个气泡中表现为电离能提高，达到可以随时产生氧化作用的高能级，可以氧化一切接触到的物质。

2 高速动能

气泡是经过水对目标气体离心切割吸入作用产生的，切割后产生水气混合液体，气泡伴随着切割水溶液在涡旋加速系统中加速运动，由于涡旋加速系统的特点是进水总量与喷射出水总量相等，而进水口管径远远大于出水口管径，所以出水口的水溶液流速将大幅度提高：

L1S1＝2L2S2

L1为进水口水溶液流速，S1为进水口截面积；L2为出水口水溶液流速，S2为出水口截面积。

S1＝πd12/4 d1为进水口直径