微纳米曝气技术在水环境治理方面的应用.pdf

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1、万方数据·技术与应用·海河水利2011．No．1微纳米曝气技术在水环境治理方面的应用江浩，吴涛(天津市水利科学研究院，天津300061)摘要：微纳米曝气是一种新型的人工水体曝气技术，在治理水体污染中具有投资少、见效快的明显优势。在分析微纳米气泡发生装置原理及特点的基础上，结合其在水环境治理中的试验研究，揭示微纳米曝气与常规曝气治污效果的差异，进而对微纳米曝气技术的推广和应用起到宣传作用。关键词：微纳米；曝气；水环境中图分类号：X522文献标识码：A文章编号：1004-7328(2011)01-0024—03TheApplicationofMicro-nano-aerationTechno

2、logyinWaterEnvironmentTreatmentJIANGHao，WUTao(TianjinHydraulicResearchInstitute。Tianjin300061，China)Abstract：Thispaperintroducedthemicro-nanobubblegenerationdevice，anewtypeofaerationtechnologyforartificialwaterbody．Someexperimentalstudyofithasbeencarriedoutcombiningwiththewaterenvironmenttreatmen

3、tprojeelTheresultshowsthatasanemergingtechnology，themicro-nanobubblegenerationdeviceCallbewidelyused，anditpromisesbroadmarketprospectsfor·itsobviousadvantagesintheenergyconsumptionandthebubblesconcentrationanduniformitycomparedtOtraditionalones．Keywords：waterenvironment；aeration；micro-nano1引言中国是个

4、水资源严重短缺的国家。水环境问题极为突出。为了满足人类社会可持续发展的需要和实现人与自然的和谐发展．受污染水体修复的研究和实践成为当前热点问题。目前，对于日益严重的河湖污染问题．水体曝气作为一种投资少、见效快的河湖污染治理技术被广泛采用。目前。我国通常采用的曝气设备，难以产生微纳米级的细小气泡，溶氧率低、能耗高。而微纳米气泡发生装置能够生产直径在50斗m和数十纳米(nm)之间的微小气泡，可快速地溶解于水体中，溶氧效率大大提高。该技术作为一种新型水体曝气技术。在水环境治理中的市场前景极为广阔。2微纳米曝气技术简介微纳米气泡发生装置主要由发生装置、微纳米曝气头及连接管件组成。通过水泵加压，由

5、曝气头内收稿日期：2010-10-20作者简介：江浩(1967一)，男，高级工程师．主要从事水资源水环境研究工作。部的曝气石高速旋转，在离心作用下。使其内部形成负压区，空气通过进气口进入负压区，在容器内部分成周边液体带和中心气体带．由高速旋转的气石出气部将空气均匀切割成直径5～30Ixm的微纳米气泡。由于气泡细小，不受空气在水中溶解度的影响，不受温度、压力等外部条件限制．可以在污水中长时间停留，具有良好的气浮效果。2．1微纳米曝气技术特性分析水体中氧的传递是利用空气和污水中氧气的浓度梯度，使氧气由高密度的空气向低密度的污水中转移，因此氧气浓度梯度和接触面积决定了曝气效果。在氧气浓度梯度不

6、变的条件下，空气与水体接触面积是决定曝气效果好坏的关键因素。微纳米气泡技术有效解决了气泡在水体中的接触面积问题，其原因是由于微纳米气泡的表面积能有效增大，如O．1cm的大气泡分散成100nm微气泡。其表面积可增大10000倍。因此可以大大提高溶氧效率。同时，由于气泡的细小且具有良好的气浮性，可以在污水中长时间停留．从而能够达到实现较万方数据2011．No．1江浩．吴涛：微纳米曝气技术在水环境治理方面的应用·25·好曝气效果的目的。由于微纳米气泡发生装置工作原理及所产生的气泡大小与常规曝气装置有很大的不同，因此该装置产生的微纳米气泡具有以下独有特点。(1)电离现象：气体在水中的溶解度受气压

7、影响较大．但电解质的离子化水可以让溶人的微纳米气泡表面形成双层电离子。并随着表面积的不断减少而急剧收缩．可以让气泡内的气体散逸得以抑制，从而大大提高了溶解度。(2)超声波性：微纳米气泡由于高能破裂而产生超声波，这种超声波具有较强的杀菌作用。(3)带电性：微纳米气泡表面带有负电荷，所以气泡间很难合为一体。在水体中能产生非常浓密而细腻的气泡，不会像常规气泡一样会融合增大而破裂。通常微纳米气泡的表面电位为一30—50mV，可以吸附水体中带