一種增壓預粉碎氣水微-納米泡混溶液發生的系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及水污染治理技術領域，更具體地說，涉及一種增壓預粉碎氣水微-納米泡混溶液發生的系統及方法。
【背景技術】
[0002]工業化和城鎮化極大地增加了水資源保護和污水治理的工作量，常規的污水治理效率急待提高，此外占用土地的矛盾也日益加劇。利用微-納米泡帶有負電和上浮速度慢等特性，可明顯提高污水治理效率、殺菌滅毒和減少需要占用的土地，此外在水產養殖業和健膚潤肺等衛生保健業領域也有明顯效益。
[0003]現有的“壓力溶氣微氣泡發生裝置”產生的氣泡直徑還遠不能真正達到微/納米級水平，這其中主要原因主要是以自吸方式進氣，氣流量一定時，氣流體粗度在大尺度狀態下，動力體系難以在短時間內把動能和壓能有效地轉化成巨大的表面能，更不能自如一體地運用不同比重的氣源(如氣源既可以是空氣，也可以是臭氧)產生有效的微-納米氣泡。
[0004]其中發明專利ZL200910109601.5《地表水受控在線分級測試識別和分質排放監控系統及方法》、發明專利ZL201210125049.0《水質水文環境感知與水利設施一體化的智能管理系統和方法》以及發明專利ZL20《基于分質排放和分質處理的水污染防治系統及方法》實現了設施分級在線監測并依據在線監測數據快速自動執行分質排放和分質處理，并對設施進行遠程控制的功能，但是這些分質處理技術中，無法對水和氣制成微-納米氣泡的二相液分質處理的效果進行有效控制，且目前也沒有既能處理COD、BOD、除臭脫色、殺菌滅毒過程又具備很好的性價比的簡單設備使水處理效果更好，更無法通過遠程技術實現多級管理部門同時掌握和管理管轄區域內的監控點的處理COD、BOD、除臭脫色、殺菌滅毒實時狀態。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在于提供一種增壓預粉碎氣水微-納米泡混溶液發生的系統及方法，解決了現有技術中的“壓力溶氣微氣泡發生裝置”產生的氣泡直徑還遠不能真正達到微/納米級水平的問題以及無法對水和氣制成微-納米氣泡的二相液分質處理的效果進行有效控制。
[0006]本發明解決技術問題所采用的技術方案是:一種增壓預粉碎氣水微-納米泡混溶液發生的系統，包括第一級混合溶氣系統、第二級混合溶氣系統、壓力釋放輸出系統、以及分別與所述第一級混合溶氣系統、第二級混合溶氣系統和壓力釋放輸出系統相連接的監控系統，所述第一級混合溶氣系統用于對氣體增壓并將氣體形成截面為微米級的微細氣柱，通過與水體射流的相互作用將所述微細氣柱切割粉碎，并與所述水體射流混合，形成第一級增壓氣水混溶液；所述第二級混合溶氣系統用于對所述第一級增壓氣水混溶液增壓、加速，進而提高氣水的混溶程度，得到第二級增壓氣水混溶液；所述壓力釋放輸出系統用于控制所述第二級增壓氣水混溶液在壓力達到所需值時突然釋放，產生爆轟效應，形成氣水微-納米泡混溶液；所述監控系統用于在線監測并控制所述第一級混合溶氣系統、第二級混合溶氣系統和壓力釋放輸出系統，并實現與互聯網的通訊以及遠程控制。
[0007]在本發明的增壓預粉碎氣水微-納米泡混溶液發生的系統中，所述第一級混合溶氣系統包括水體射流形成裝置和氣體預粉碎裝置；
[0008]所述水體射流形成裝置包括進水噴嘴，所述進水噴嘴的一端形成內徑為D的進水口，所述進水噴嘴的另一端形成內徑為d的出水口，其中D > d ;所述氣體預粉碎裝置包括用于對氣體增壓的壓縮機、至少一用于儲存氣體的透氣儲氣倉、至少一用于將增壓的氣體引入進所述透氣儲氣倉的進氣導管、以及用于從所述進水噴嘴內引入所述水體射流并發生所述水體射流切割粉碎所述微細氣柱的縮徑水管；所述透氣儲氣倉由微米級多篩孔的透氣篩壁構成；所述縮徑水管的內孔徑為d且所述縮徑水管一端開口與所述出水口相對接，所述透氣儲氣倉設置在所述縮徑水管的內孔內，每一所述進氣導管的一端從所述縮徑水管的外周壁插入并與每一所述透氣儲氣倉一一對應連通，每一所述進氣導管的另一端與所述壓縮機相連接。
[0009]在本發明的增壓預粉碎氣水微-納米泡混溶液發生的系統中，所述透氣儲氣倉內的氣體被增壓至1.5bar-2.0bar時，氣體穿透過所述透氣篩壁形成所述微細氣柱；所述透氣篩壁的厚度為1.0mm-1.5mm，所述透氣篩壁上的篩孔< 50微米。
[0010]在本發明的增壓預粉碎氣水微-納米泡混溶液發生的系統中，所述第二級混合溶氣系統包括動力水泵以及與所述動力水泵相連接的用于調節所述動力水泵的功率調節裝置，所述動力水泵與所述縮徑水管相連。
[0011]在本發明的增壓預粉碎氣水微-納米泡混溶液發生的系統中，所述壓力釋放輸出系統包括與所述動力水泵相連的用于儲放所述第二級增壓氣水混溶液的儲液罐、連接至所述儲液罐的用于待壓力增至所需值時突然釋放所述第二級增壓氣水混溶液形成氣水微-納米泡混溶液的釋放閥、以及用于輸出所述氣水微-納米泡混溶液的輸出口 ；所述儲液罐的頂端設有用于釋放未混溶氣體的排氣閥；在所述釋放閥的內側設有用于在線監測所述第二級增壓氣水混溶液釋放前的壓力的數字式壓力監測儀，在所述釋放閥的外側設有用于在線監測所述氣水微-納米泡混溶液的輸出流量的流量監測計。
[0012]在本發明的增壓預粉碎氣水微-納米泡混溶液發生的系統中，所述監控系統分別與所述第一級混合溶氣系統的壓縮機、第二級混合溶氣系統的功率調節裝置以及壓力釋放輸出系統的數字式壓力監測儀、釋放閥和流量監測計相連接；所述監控系統還配置有遠程數據傳輸裝置，所述遠程數據傳輸裝置與互聯網連接且用于運行過程的遠程控制和數據的遠程傳輸。
[0013]本發明還提供一種增壓預粉碎氣水微-納米泡混溶液發生的方法，包括如下步驟:
[0014]A、形成水體射流，增高透氣儲氣倉內壓力使氣體穿透過構成所述透氣儲氣倉的透氣篩壁形成微米級的微細氣柱并與所述水體射流相沖撞，將所述微細氣柱切割粉碎并混合、溶解，形成第一級增壓氣水混溶液；
[0015]B、對所述第一級增壓氣水混溶液繼續加壓并加速，提高氣水的混溶程度，得到第二級增壓氣水混溶液；
[0016]C、在線監測所述第二級增壓氣水混溶液的壓力，待壓力達到所需值時控制開啟釋放閥，突然釋放所述第二級增壓氣水混溶液，使所述第二級增壓氣水混溶液產生爆轟效應，形成氣水微-納米泡混溶液。
[0017]在本發明的增壓預粉碎氣水微-納米泡混溶液發生的方法中，在步驟A中，水體在驅動水泵作用下通過進水噴嘴后與微細氣柱相沖撞，所述進水噴嘴的一端形成內徑為D的進水口，所述進水噴嘴的另一端形成內徑為d的出水口，其中D > d，水體在所述出水口的流速是在所述進水口的流速的(D/d)2倍。
[0018]在本發明的增壓預粉碎氣水微-納米泡混溶液發生的方法中，在步驟C中，所述第二級增壓氣水混溶液突然釋放前的壓力達到的所需值為