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微纳米曝气设备性能参数在工业废水处理的应用

发布时间:2017-11-30 浏览量:341

微纳米曝气设备性能参数在工业废水处理的应用

1.技能布景

长期以来,我国因为对水污染问题缺少体系性、协同性和立异性的科学研究,水污染操控的技能支撑相对单薄,因而导致水污染日趋严峻的态势没有得到底子改动。未来5~15年,乃至更长期内,随同我国经济社会的高速开展,水资源与水环境质量仍然是制约与钳制我国经济社会开展的重大瓶颈。因而,赶快运用立异性的有用技能手段,力求从本源上完全管理污染,复原水域的规范水质,并能够长期维护水域水质洁净状况,是维护人类生计健康安全的重要课题。
天然界的水域都有必定程度的自净才能,这种自净才能来源于水中微生物的活动,如果水中缺氧,厌氧微生物处于生动状况,水域一般处于严峻污染中。 可是,当进入水域中的污染物总量超越水中溶解氧含量的自净才能时,水中的溶解氧含量在氧化分化部分污染物后被耗费光,剩下的污染物因为微生物在贫氧状况下的复原性分化作用,会发生硫化氢、氨气等令大大都海陆生物丧命的毒性气体,一般会导致鱼类、贝类等生物大批逝世;一起造成水体中的氨氮含量增大超标及重金属类(如锰、铁等)分出等严峻影响生态环境的成果,一起因为深层水体的弱流动性,水分子与水中的各种生物的代谢产品结合成为巨大的聚合分子团,在这种聚合分子团中,水分子与水中的污染物带电粒子经过吸附办法紧密结合,随污染物质在贫氧状况下的复原性分化产品的增多又反过来加强了这种结合,致使这种巨大的聚合分子团在水域中扩展,因为这种结合相对安稳,即便选用强制曝气、通入氧气手段也无法使水中溶解氧分散到整体水域,终究导致整个水域损失吸收氧的才能,水域的自净才能完全消失,使之成为“死水”,并呈现水华(赤潮、青潮)、水体变黑变臭等现象,在污水处理的生化反响进程中也不同程度的存在相同的问题,对环境及清洁安全造成了严峻的影响。
 
2.技能特色
旋回式气液混合型微纳米气泡发作技能是依照流体力学计算为根据进行结构规划的发作器(左图),在进入发作器的气液混合流体在压力作用下高速旋转,并在发作器的中部构成负压轴,运用负压轴的吸力可将液体中混合的气体或许外部接入的气体会集到负压轴上,当高速旋转的液体和气体在恰当的压力下从特别规划的喷发口喷出时,因为喷口处混合气液的超高的旋转速度与气液密度比(1:1000)的力学上的相乘作用,在气液触摸界面间发生高速强力的剪切及高频率的压力变化,构成人工极点条件,在这种条件下生成很多微米、纳米级气泡的一起具有打碎聚合分子团,构成小分子团活性水的作用,并能够将小部分水分子电离分化,能够在微纳米气泡空间中发生活性氧、氧离子、氢离子和氢氧离子等自由基离子,特别氢氧自由基有超高的复原电位,具有超强氧化作用能够分化水中正常条件下也难以分化的污染物,完成水质的净化。微纳米气泡在水中的溶解率超越85%,溶解氧浓度能够达到饱满浓度以上,而且微纳米气泡是以气泡的办法长期(上升速度6cm/分钟)存留在水中,能够跟着溶解氧的耗费不断地向水中弥补活性氧,为处理污水的微生物供给了充足的活性氧、强氧化性离子团,并确保了活性氧充足的反响时刻,由微纳米气泡处理过的水的净化才能远远高于天然条件下的自净才能。
微纳米气泡的特性
微纳米气泡具有上升速度慢的作用。气泡直径1mm的气泡在水中上升的速度为6m/min,而直径10μm的气泡在水中的上升速度为3mm/min,后者是前者的1/2000。
微纳米气泡具有本身增压的作用。一般微纳米气泡内部的压力远远大于外界液体的压力,能够将更多的气泡内的气体溶解到水中,并随同有本身溶解消失的现象。
相对于微纳米气泡的体积,其比外表积十分大,具有超凡的气体溶解才能。直径10微米的气泡同直径1mm的气泡比较,考虑气泡内部压力及比外表积的作用,前者的气体溶解才能为后者的100倍,如果考虑气泡的上升速度的影响,理论上有20万倍的气体溶解才能。
外表带电的特性等,微纳米气泡的外表带有负电荷,对水中污染物或悬浮物的吸附作用显著,并发生很多氢氧自由基,具有增强氧化的作用。
现在的一些试验标明,微纳米气泡有别于一般气泡,它本身有影响促进生物生长的特性。但又有别于一般的气体溶解水,比如碳酸水、氨水这些属于运用气体溶解改动水的物理化学特性的所发生的气体机能水,表现出更强的功能性。别的,微米、纳米气泡本身极小,具有众所周知的超强的气体溶解作用之外,其气泡的衰减期也十分低,即,微米,纳米气泡能够长期停留于水中的特色,能够边耗费边弥补水中氧气或其他参加反响的气体,具有缓释作用,气泡中承载的氧气、臭氧等气体在水中能够被充分运用。
 
微纳米曝气设备性能参数
3.1微纳米气泡直径散布数据(部分) 
     
测定成果:本设备生成的微纳米气泡水中90%以上的气泡直径散布在35微米以内,均值30微米
3.2 微纳米气泡技能与传统曝气设备(穿孔管,曝气头)的充氧作用比较
下方两图分别为本项意图微纳米气泡技能与传统的曝气设备的充氧功率及气泡比外表积、物质移动系数的比较试验成果。由图所示,微纳米气泡的氧气溶解速度比一般的气泡大,而且能够看到微纳米气泡物质移动系数为传统曝气设备的10倍以上。

 

 
4.工业废水处理上的应用:
运用微纳米气泡的超强的气体溶解才能能够用于规划新式MBR的曝气体系及各种高浓度化工废水处理设备的开发。
例1,在日本宫城县的某食品加工厂,日排水量在200-300t/日,COD为2500-2800mg/L,SS为300-400mg/L,水中油份(N-H)约为800mg/L,选用臭氧微纳米气泡曝气法处理后,BOD及COD均下降至10mg/L以下,出水水质通明,挨近清水。与本来的活性污泥法比较,污泥产值下降,而且减少了臭气发生,尽管增加了臭氧发作器的电量耗费,但因为微纳米气泡的臭氧运用率进步(80%以上),与减少的污泥处理量的处理本钱比较,仍具有相当大的优势。
例2,在制作纤维的含有PVA的化工排水处理中,因为本身PVA难分化的化学品,直接运用生物法处理也比较困难。一般运用铁粉和过氧化水的芬顿法来进行处理,处理本钱高,而且生成的污泥中含有很多铁,不利于后续处理,在试验室中将PVA参加蒸馏水一起运用微纳米气泡进行曝气,经2小时后测得TOC去除量为30%以上,运用工厂的原水(TOC为1200mg)进行微纳米气泡曝气试验,经40小时后可将TOC降至原水的1/10,而且,可经过增大臭氧的浓度来缩短处理时刻。
臭氧微纳米气泡+紫外光的高档氧化技能及设备
该设备选用微纳米气泡发作器系列中的F.BT-50S,运用水泵压力运送废水原水到设置在低压罐体内,运用该发作器的负压自吸作用吸入臭氧,因为在压力环境下进行臭氧的溶解,可进步处理水中臭氧的溶解浓度,并因为生成的臭氧水中存在的臭氧的微纳米气泡具有缓释作用,能够延伸臭氧在水中的留存时刻,进步臭氧的运用率达80%以上,而一般的该类产品的臭氧运用率仅为30%-40%,可下降运转本钱50%以上。别的,结合本身具有强氧化性臭氧与紫外光之间的协同作用可显著地加快有机物的降解速率,大大下降其COD和BOD的含量。当臭氧被光照时,首要发生游离氧O?,O?与水反响生成?OH。UV辐射除了可诱发?OH发生外,还能发生其他激态物质和自由基,加快链反响,而这些激态物质和自由基在单一的臭氧氧化进程中是不会发生的。在中性或碱性溶液中,O3/UV进程发生较少的过氧化氢和较多的自由基?OH。有紫外光照耀时反响速率可比无紫外光照耀时进步了3-5倍。一起运用微纳米气泡在水中缓释作用运用臭氧微纳米气泡结合紫外光的办法是一种高效的高档氧化处理办法,能够敏捷、低本钱地将化工厂排水中含有的难分化的物质氧化分化成为能够被微生物运用的营养物质,有助于进步后续的生物处理的功率。
特色:
a)发生很多十分生动的HO?自由基,其氧化才能(2.80V)仅次于氟(2.87V),HO?自由基是反响的中间产品,可诱发后边的链反响,HO?自由基的电子亲合能为569.3KJ,可将饱满烃中的H拉出来,构成有机物的本身氧化,从而使有机物得以降解,这是各类氧化剂独自运用都不能做到的;
b)反响速度快,大都有机物与羟基自由基的氧化速率常数可达106—109M-1S-1;
c)HO?自由基无选择直接与废水中的自由基反响将其降解为二氧化碳、水和无机盐,不会发生二次污染;
d)因为它是一种物理-化学处理进程,反响条件温文,一般对温度和压力无要求,很简单加以操控,以满意处理需求,乃至能够降解10-9级的污染物;
e) 一起,它既可作为独自处理,又能够与其它处理进程相匹配,如作为生化处理的前、后处理,可下降处理本钱;
臭氧、紫外线、微纳米气泡的协同作用,独自处理时,可对高难度的有机废水起到强氧化作用,对废水的COD、色度等进行降解;也可作为废水的预处理和深度处理,其处理后的废水更简单生化处理或其它的物化絮凝处理,在废水的中水回用和合格排放都有很好的作用。能够广泛用于:制药化工废水、垃圾渗透液、食品及皮革废水等的预处理和深度处理,油田灌灌水、工业冷却循环水的消毒灭菌的处理。作为废水的预处理将极大改善后段处理如:生化处理、絮凝沉积处理的作用,作为深度处理能够进步废水排放、中水回用等目标。www.chinaguiguan.com


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