[發(fā)明專利]可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380078658.8
• 申請(qǐng)日: 2013-07-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105848769B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄔向東;葛海霖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 新加坡美能材料科技有限公司;北京北排膜科技有限公司
• 主分類號(hào): B01F3/04
• 分類號(hào): B01F3/04;B01F13/02
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11245
• 代理人: 趙志剛,孫娜燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及氣體/液體攪拌或混合，并且更具體地，涉及能夠改變排放氣泡的強(qiáng)度的可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器。

背景技術(shù)

液體可以通過(guò)機(jī)械設(shè)備和螺旋槳混合、由液體本身通過(guò)泵送循環(huán)保持以及通過(guò)其它裝置攪拌。氣體混合具有沖刷作用和浮選效果的優(yōu)點(diǎn)。沖刷作用能夠用于凈化表面，比如中空纖維膜和反應(yīng)器的壁表面。浮選效果能夠有助于固體顆粒在液體中均勻懸浮而不沉淀。

氣體混合可以是連續(xù)或間歇或脈沖的。連續(xù)氣體混合是簡(jiǎn)單的，一般使用曝氣設(shè)備而實(shí)現(xiàn)，比如用于提供連續(xù)氣體供應(yīng)的曝氣擴(kuò)散器。混合要求水湍流。間歇性氣體攪拌能夠利用較低能量通過(guò)它們的離散氣泡攪拌獲得水湍流，但是出于相同目的，連續(xù)氣體攪拌需要較高能量消耗。在許多情況下，攪拌的液體需要一段時(shí)間(比如幾秒)變得平靜；不定向連續(xù)氣體供應(yīng)反而導(dǎo)致能量偏移。間歇性氣體供應(yīng)能夠通過(guò)閥門(mén)切換實(shí)現(xiàn)，但是頻繁切換(特別是以幾秒范圍內(nèi)的頻率)，將導(dǎo)致閥門(mén)疲勞故障。通過(guò)運(yùn)用氣壓突變?cè)矶圃斓拿}沖氣體攪拌器沒(méi)有機(jī)械變化；氣體供應(yīng)可以是連續(xù)的，但是氣體排放可以是脈沖的。

浸入的超濾/微濾中空纖維膜已經(jīng)廣泛運(yùn)用于液體-固體分離過(guò)程，比如用于污水處理過(guò)程的膜生物反應(yīng)器(MBR)，以及用于水處理和循環(huán)過(guò)程的膜化學(xué)反應(yīng)器(MCR)。在這些過(guò)程中，氣體沖洗是至關(guān)重要的以便防止薄膜表面污染。然而，由于氣體沖洗需要較高的能量消耗，如何節(jié)約能量并達(dá)到預(yù)定空氣沖洗效果已經(jīng)成為關(guān)鍵技術(shù)。氣體洗滌能夠使膜纖維旋轉(zhuǎn)，使得污染物不能積聚在膜表面上。同時(shí)，氣體使得固體(比如污泥或絮凝劑)均勻分布在液體中。

盡管機(jī)械攪拌在液體-液體和液體-固體混合過(guò)程中是有效的，但是它們有時(shí)會(huì)受到介質(zhì)的限制，例如，強(qiáng)酸和高鹽度液體對(duì)金屬具有腐蝕作用。使用惰性氣體作為攪拌動(dòng)力能夠克服這些不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器。在一個(gè)實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器包括具有倒置殼體的氣體積聚室，所述倒置殼體具有在被浸入液體中時(shí)的向下液體可連通開(kāi)口并具有通過(guò)氣體積聚室頂部的氣體排放管；氣體供應(yīng)單元，其用于在高于向下液體可連通開(kāi)口的位置處、在氣體積聚室內(nèi)提供攪拌氣體，以使攪拌氣體積聚在氣體積聚室內(nèi)；和可調(diào)節(jié)氣體排放單元，其用于以脈沖氣流形式間歇排放積聚在氣體積聚室內(nèi)的攪拌氣體，其中可調(diào)節(jié)氣體排放單元包括可滑動(dòng)地設(shè)置在氣體排放管下部之上的可伸長(zhǎng)氣體管和設(shè)置在可伸長(zhǎng)氣體管下面的氣頂；以使可調(diào)節(jié)氣體排放單元向上移動(dòng)或向下移動(dòng)時(shí)，積聚在氣體積聚室內(nèi)的攪拌氣體的體積減小或增大；從而改變排放脈沖氣流的頻率和強(qiáng)度。

在可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器的另一個(gè)實(shí)施例中，氣體積聚室具有矩形或圓柱形結(jié)構(gòu)。

在可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器的另一個(gè)實(shí)施例中，氣體供應(yīng)單元包括與外部氣體供應(yīng)源氣體連通的氣體供應(yīng)管。在可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器的一個(gè)進(jìn)一步實(shí)施例中，外部氣體供應(yīng)源是連續(xù)、間歇或波動(dòng)的。在可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器的另一個(gè)進(jìn)一步實(shí)施例中，氣體供應(yīng)單元進(jìn)一步包括設(shè)置在氣體供應(yīng)管遠(yuǎn)端、用于所供應(yīng)氣流的控制的氣體供應(yīng)噴嘴。

在可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器的另一個(gè)實(shí)施例中，氣頂具有可變高度的側(cè)壁和防止液體直接流過(guò)氣頂?shù)牡撞?，并且可伸長(zhǎng)氣體管的底部末端和氣頂?shù)牡撞恐g的距離是可改變的。

在另一個(gè)實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器進(jìn)一步包括氣體排放管和可伸長(zhǎng)氣體管之間的緊固裝置，以便防止積聚在氣體積聚室內(nèi)的氣體從氣體排放管和可伸長(zhǎng)氣體管之間的間隙中逸出。

在可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器的另一個(gè)實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)氣體排放單元進(jìn)一步包括整體連接可伸長(zhǎng)氣體管和氣頂以使它們能夠共同向上移動(dòng)和向下移動(dòng)的三個(gè)或更多徑向支撐件。在可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器的一個(gè)進(jìn)一步實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)氣體排放單元進(jìn)一步包括耦接至氣頂?shù)撞康钠揭蒲b置以用于將可調(diào)節(jié)氣體排放單元向上移動(dòng)和向下移動(dòng)。

在另一個(gè)實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器進(jìn)一步包括能夠可拆卸地插入至氣體排放管中的管道大小控制器，其中管道大小控制器能夠以不同內(nèi)徑改變以改變排放氣泡的大小和形狀。

在另一個(gè)實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器進(jìn)一步包括設(shè)置在氣體積聚室內(nèi)的可調(diào)節(jié)隔板，其中可調(diào)節(jié)隔板能夠改變氣室的體積以便控制所排放氣泡的體積。

在氣體混合過(guò)程中，混合氣泡的頻率和強(qiáng)度是控制混合效果的關(guān)鍵因素。因此，通過(guò)基于混合要求機(jī)械控制混合器部件，調(diào)節(jié)混合氣泡的釋放頻率和強(qiáng)度以便達(dá)到最優(yōu)混合效果；這是可調(diào)節(jié)氣體混合器超過(guò)靜態(tài)氣體混合器的最大優(yōu)點(diǎn)。

從以下結(jié)合附圖對(duì)其優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。

附圖說(shuō)明