[发明专利]用于在液体中产生气泡的设备和方法

说明书

用于在容器中的液体中产生气泡的设备，包括：设置在至少一个容器中的至少一个可旋转的、气体可透过的空心轴；设置在至少一个空心轴上的供气盘和设置在供气盘之间的间隔保持器，供气盘和间隔保持器以彼此气密接触的方式交替地设置在空心轴上；至少一个用于使经压缩的气体进入至少一个空心轴的内部空间中的输入管路，间隔保持器中每个都具有至少一个容纳空心轴的定心的开口和至少两个腔室，腔室围绕定心的开口均匀间隔开地设置，定心的开口和至少两个腔室至少部分地重叠，定心的开口和腔室至少在重叠区域彼此开放连通，使得经压缩的气体能够从空心轴分别流入间隔保持器的腔室中的至少一个腔室中，并且从间隔保持器的至少一个腔室进入供气盘中。

技术领域

本发明涉及一种用于在液体中产生气泡的设备、一种利用这种设备在液体中产生气泡的方法、一种包括这种设备的用于净化水的设施以及一种利用这种设施净化水的方法。

背景技术

液体中的气泡对于一系列不同的应用是必需的，例如出于将气体溶解在液体中的目的。气泡在液体中的越来越令人感兴趣和重要的使用领域是在所谓的浮选法的过程中清洁水和其他液体。

浮选是用于分离固液体系或液液体系的重力分离法。在这种情况下，例如从空气中产生气泡并且将其引入到液相中，其中存在于液相中的疏水颗粒，例如有机物质或生物废产物，集聚在同样疏水性的气泡上并且由于气泡引起的浮力而上浮到表面。这些积聚物聚集在液相的表面上成为可容易地机械分离的浆层。

在此，能够集聚有出自待清洁水的疏水性颗粒的上浮的气体的比表面积越高，则浮选效果就越强地构成。相应地，期望以呈气泡群(也称为“白水”)形式构成直径为10至100μm的最小气泡。

将呈最小的气泡形式的气体引入待清洁的液体中的可行性借助于已知的DAF方法(溶气浮选法)实现。在这种情况下，在压力提高时以溶解的形式存在于液体中的气体被引入待清洁的液体中并且由于待清洁的液体中的压降使得所述气体以最小气泡的形式逸出，所述气泡的直径在微米范围内。DAF方法实现将其他微生物的微藻类、油、胶体以及其他有机和无机颗粒从高负荷的污水中很好地分离出来，然而由于借助于与高能耗相联系的饱和塔将空气引入液体中需要相对高的能耗。在高温(大于30℃)和高的盐含量(大于30,000ppm)的情况下，所述方法越来越低效或完全不再起作用。

尤其在WO 2013/167 358 A1中描述了在避免在DAF方法的过程中产生高能耗的情况下将最小的气泡引入液体中的另一可行性，其中液体引入通过将气体经由供气膜直接注入到待清洁的液体中来实现。在这种情况下，省去了否则在DAF方法中常用的循环流和饱和塔，因为气体例如能够直接从压缩空气管路或气瓶中提取。

在WO2016/180853中描述了一种用于在液体中产生气泡尤其微气泡的设备，所述设备实现借助于合适的供气盘来产生气泡。为此，经压缩的气体被引入水平支承的、可旋转的空心轴(由在内部较小的和在外部较大的空心轴构成)中，并且通过供气盘导入液体中，所述供气盘例如由带有气体通道的陶瓷膜构成。通过使用两个彼此交错的空心轴实现在较大的空心轴内均匀且对称的压力分布。由此，给盘对称地供给气体，并且在待供气的介质中实现均匀的气泡产生。然而，在这种情况下的缺点是内部的空心轴和外部的空心轴的耗费的构造以及预先必要地将供气盘设置在外部的空心轴中的气体供给开口上方，以便引起进入供气盘中的有效的气体引入。

发明内容

由此，本发明的目的在于，提供一种用于在液体中产生气泡的设备，所述设备可低成本地制造并且实现低成本的、实际可行并且耐用的大规模使用，尤其在清洁污水或者海水的领域中。

所述目的通过具有实施例的特征的设备实现。

相应地，提供一种用于在容器中的液体中产生气泡的设备，其中所述设备包括以下元件：

-至少一个设置在至少一个容器中的可旋转的、气体可透过的空心轴，