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微纳米发生技术

发布时间:2018-08-13 浏览量:101

在水处理范畴中,一般需要进行气浮曝气环节,以经过气泡将水中的杂 质携带至水面以便清理,然后完成净化污水的意图。例如在含油废水的净化 化 范畴中,需要对废水进行气浮曝气来完成废水的净化。
  一般,含油废水的来源很广,其间工业上主要有石油工业的炼厂含油废 水、石油勘探开发采油废水、冶金、钢铁厂、冷轧厂废水、油轮压舱水、机 电和机械加工的乳化油废水、以及餐饮业、食物加工业等。往往,工业含油 废水量非常大,成分也杂乱。以我国炼油厂为例,由于炼制重质油多,且工 艺杂乱,每加工1吨原油发作0.7~3.5吨含油废水。据统计,2013年我国炼 油生产能力达每年5亿吨,按此产值计算出含油废水可达3.5~17.5亿吨。 含油废水对环境形成的损害也越来越大,严峻要挟到动植物、甚至人类的生 命健康。
  其间,炼厂“焦化”含油废水是一种典型的高污染、难降解的有机物工 业废水。一般,由于该类废水轻质油份含量高,乳化严峻(油含量可达2% 以上),恶臭气体极易蒸发,在实践生产中对选用生化处理工艺的冷焦水处 理系统形成了严峻污染。截止2012年8月底,我国仅石油炼化职业推迟焦 化设备每年含油废水排放量就达到近千万吨。现在,国内对这部分高浓度废 水的处理技能还不老练,其不达标排放不只直接限制着焦化设备的安稳运 行,还会对环境形成严峻污染,直接要挟到人类的健康。因而,怎么处理焦 化设备含油废水是困扰各大炼厂的一个难题,已受到越来越多的炼厂重视。
  但是,在现有技能中,现有的气浮设备,往往设有溶气罐、空压机、稳 压罐、回流泵、溶气开释头,占地面积大,工程造价及运转费用高,操作维 护杂乱,能耗高。而且该设备所发作出来的气泡尺度大,在水中的逗留时刻 短携带杂质能力弱,然后形成实践工业使用除油作用欠安。
  为了进步气浮曝气环节中净化污水的作用,现有的水处理技能中还使用 了一种微纳米气泡,公知地,一般把存在于水里的直径在十到几十微米(um) 的气泡叫做微米气泡,把巨细在数百纳米(nm)以下的气泡叫做纳米气泡, 可以把存在于双方中心的气泡混合状况称为微纳米气泡。这种小到十微米以 下的微纳米气泡在曝气气浮环节中,其物理、化学性质都将发作根本性变化。 详细如下:
  1)悬浮物吸附能力强
  微纳米气泡界面周围的电荷离子会形成双电层,气泡外表有带负电的表 面电荷离子如OH-等,其对污水中的油类、悬浮物等物质具有很强吸附作用。
  2)逗留时刻长、安稳性好
  微纳米气泡在水中逗留时刻满足长,可以充沛与水中杂质混合并将其携 带至水面。关于微纳米气泡来说,体积越小的气泡在水中的上升速度就越慢。 例如:气泡直径为1mm的气泡在水中上升的速度为6m/min,而直径为10μm 的气泡在水中的上升速度为3mm/min,后者是前者的1/2000。一方面,气泡 上升的速度慢,使气泡在水中逗留时刻长。另一方面,由于纳米气泡外表到 周围的电荷会形成双电层,其电势差用ζ电位表明。气泡的体积越小则界面 处发作的ζ电位越高。相应地让气泡内的气体散逸得以按捺,进步了气泡在 水中的安稳性,也使存在水中时刻长。
  3)外表积大,传质功率高
  从理论上讲,跟着气泡直径的缩小,气泡界面的比外表积也随之增大, 如直径1mm的气泡涣散成直径100nm的微气泡,其外表积可增大10000倍。 这种外表积的增大使气液界面的触摸面积敏捷增大,进步气液传质功率。另 外,微气泡界面的外表张力对内部气体发作了紧缩作用,使得微气泡在上升 过程中不断收缩并表现出本身增压效应。这种本身增压效应跟着气泡直径减 小的作用作用更显着,终究内部压力达到一定极限值而导致气泡界面决裂消 失,使气液界面处传质功率得到继续增强。例如,在氧化沟多孔分散曝气工 艺中,大气泡(mm级)的氧传质率为:10~20mg/L,中气泡的氧传质率为: 20~30mg/L,小气泡(μm级及以下)的氧传质率为:40~60mg/L。
  因而,将微纳米气泡使用在曝气气浮工艺中,可以大幅进步水中杂质的 清除率。近年来,微纳米气泡气浮技能广泛适用于含油废水处理、氧化沟充 氧、化学反应设备、鱼贝类养殖等各种工业范畴。

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