[发明专利]一种用于黑臭水体治理的智能微纳米气泡发生装置

说明书

本发明涉及一种用于黑臭水体治理的智能微纳米气泡发生装置，包括潜水泵、气泡装置、纳米气泡发生罐、纳米曝气头、水质检测仪、远传数据传输控制箱。潜水泵连接气泡装置，气泡装置包括气体引射气泡发生装置和离心泵，气体引射气泡发生装置与离心泵流体联通并形成循环，输出的气液混合流体进入纳米气泡发生罐，纳米曝气头置于需治理的水体内与纳米气泡发生罐出口端连接，水质检测仪实时监控溶解氧及氨氮浓度。本发明装置所形成的微纳米气泡与传统曝气相比在被治水体中停留时间长、气液接触面积大、气液传质速度高，提高了对水体的充氧能力，可有效治理水体因缺氧而产生的黑臭、底泥上浮等问题，且该装置可实现绿色、低碳、高效地运行。

技术领域

本发明涉及微纳米曝气领域，具体为一种用于黑臭水体治理的智能微纳米气泡发生装置。

背景技术

当前，中国农村黑臭水体底数不清，分布面广，相对城市黑臭水体集中、连片分布，农村黑臭水体则比较分散；农村黑臭水体治理体制机制不完善，技术支撑力量薄弱。农村黑臭水体治理是乡村生态振兴、美丽宜居乡村建设中的一项重要任务。2019年7月，生态环境部等部委印发《关于推进农村黑臭水体治理工作的指导意见》(环办土壤〔2019〕48号)，要求到2035年，基本消除农村黑臭水体。推进农村黑臭水体治理，解决农村突出水环境问题，改善农村人居环境，进一步增强广大农民的获得感和幸福感。

水体黑臭的主要原因在于水体自净能力降低，有机污染物排入水体，微生物好氧分解使水体中耗氧速率大于复氧速率，溶解氧逐渐被消耗殆尽，造成水体缺氧，从而在缺氧水体中，有机污染物被厌氧分解，产生不同类型的黑臭类物质，呈现水体黑臭，黑臭物质产生强烈黑臭，对环境造成了较大影响。

目前补充水体中的氧气的方式不尽人意，现有的曝气设备通常有两种形式：一种是鼓风式水下鼓泡曝气，即用空压机产生压缩空气，由加压设备、空气扩散装置和管道系统组成，这种设备结构复杂、维修繁琐、噪声严重、供氧不均匀，而且喷嘴容易堵塞；另一种是机械曝气设备离心式、射流式曝气机等，有表面曝气机、转刷曝气机等，通过电机带动位于水面上的叶轮转动溅起水花与空气接触，使氧气溶于水中，这种结构设备只能达到表层曝气，效率低下，动力消耗大，对深层水域的曝气效果不理想。

微纳米曝气机是利用“超溶解释气技术”与“纳米分散技术”相结合产生微纳米气泡，然后释放到水体中，达到快速充氧的效果。

通过人工向水体中充入空气，加速水体复氧的工程，以提高水体的溶解氧水平，恢复和增强水体中好氧微生物的活力，使水体中的污染物质得以净化，充入的溶解氧可以迅速地氧化有机物厌氧降解时产生的H₂S、甲硫醇及FeS等致黑致臭物质；曝气还可以减缓底泥释放磷的速度，从而消除黑臭，改善河道水质。纳米曝气机释放的微纳米气泡在水中停留时间10～30分钟，并且每立方气体的分解表面积大，增氧效率是普通潜水曝气机的30倍以上。

在现有的微纳米气泡发生技术领域中，超声空化法和电解法产生微气泡的效率低、能耗大，不利于在实际生产中推广使用；化学反应法其成本高且容易对水体造成二次污染，不利于在自然水体中直接使用；而使用大功率高转速电机实现高速剪切搅拌，其对设备的制造要求高，加工难度大，产生气泡效率低，成本高操作不方便。

本发明提供了一种产生微纳米气泡效率高，不会对水体造成二次污染，机组运行功耗较低，节能低碳，噪声小，对设备要求低，可实现智能化运行的微纳米曝气机组。为达到“碳达峰”“碳中和”的目标做出贡献。

发明内容

本发明的目的是开发一种用于黑臭水体治理的智能微纳米气泡发生装置，操作简单、节约能耗、充氧效果好，能远程监控的智能微纳米气泡发生装置。

本发明的上述目的是通过以下技术方案达到的：