微气泡发生技术助力臭氧催化氧化效果大幅提升

随着我国经济的迅速发展，工业化程度不断提高，自然水体污染程度日趋严重。据生态环境部最新公开的数据，2017 年，我国废水排放总量为 699.7 亿吨，其中工业废水排放量为 182.9 亿吨。工业废水种类多，毒性强，难处理，直接威胁到人类的生命和健康，工业废水处理逐渐成为了人们亟待解决的问题。面对这类水量大、难降解、成分复杂、可生化性差的工业废水，科力迩科技迎难而上，开发出一整套以改进臭氧催化氧化为核心的污水治理技术，模块化的水处理设备可针对不同废水自由组装，实现了对工业废水深度高效的处理。

臭氧催化氧化技术作为一种高级氧化技术，具有氧化效率高，无二次污染的特点，在工业废水的深度处理中得到了广泛应用。然而，传统臭氧催化氧化工艺有着明显的缺点，主要表现在：

①臭氧在水中溶解度低，稳定性差；② 臭氧利用率低。

针对臭氧化工艺的上述缺陷，科力迩科技对臭氧催化氧化工艺进行了改进，通过动态刺激将气泡收缩和坍塌为微气泡，迅速引起极端的内部温度和压力，从而生成 •OH 来增加 O3 的传质效率来改善处理效果。将臭氧反应器与高传质性能的反应器相结合，利用特有的微气泡发生装置优化臭氧氧化工艺，大大提高了催化速率以及臭氧利用率。

图.微气泡加速臭氧催化传质效率

微气泡通常指直径小于 50 μm的气泡，微气泡的产生方法包括加压溶解、气泡剪切、微孔加压和机械搅拌等。科力迩科技采用最新的高效射流器来产生大量微气泡，其原理是具有一定压力的工作流体通过喷嘴高速喷出，使压力能转化速度能，在喷嘴出口区域形成真空，从而将被抽介质吸引出来，二股介质在扩压管内进行混合及能量交换，并使速度能还原成压力能，最后以高于大气压力而排出。该射流器有独特的混合气室设计，强劲的水流与空气或液体混合喷射，使搅拌均匀、完全，产生的气泡多而细腻，促使气体溶解效率提高。该射流器结构简单、工作可靠、噪音低、无污染、使用寿命长、极少维修、管理使用方便、便于综合利用。

超微纳米微气泡

其产生的微气泡在臭氧工艺应用的优势有：

（1）气泡停留时间长：传统气泡体积较大，气泡在上浮过程中相互聚集，上升速度加快，所以传统气泡在溶液中的停留时间较短。而微气泡体积较小，受到的浮力作用较低，上升缓慢，且在上升过程中受到界面表面张力的作用，体积逐渐减小，气泡收缩甚至消失，从产生到破碎往往需要几十秒或几分钟，这种特性使得微气泡在液体中的停留时间较长。

（2）气液传质效率高：在许多涉及气液相操作的应用中，气液传质效率通常控制着工艺效率。研究中大多数已开发的传质模型中，传质效率与气泡的比表面积相关。由于微气泡直径非常小，在上升过程中，受到界面表面张力的影响，不断收缩，最终消失。在收缩的过程中，气泡内部压力逐渐增大，促使更多的气体溶解到溶液当中，即使气体在溶液中已经达到饱和状态，但微气泡依然可以促进气体溶解，强化气体在溶液当中的传质效率。

（3）气浮效果好：浮选一直是水处理领域中的基本分离过程之一，降低浮选过程中气泡尺寸可以提高分离效率。由于微气泡与悬浮物的大小相似，带有相反的电荷，使得废水中的悬浮物质更容易被捕捉，从而上浮到废水表面后实现去除。浮选过程中，直径较小的微气泡的浓度增加，降低了气浮上升速度，为需要较长气浮时间的粗颗粒和难浮颗粒的气浮创造了有利条件。

（4）ζ 电位高：微气泡的气液界面容易吸收溶液中的阴阳离子，但对阴离子的吸附作用要强于阳离子，使得界面常带有负电荷，这种表面电荷通常称为微气泡的 ζ 电位。由于微气泡的这种特性，在其表面容易形成稳定的双电层。微气泡在溶液中的上升过程中，不断收缩，电荷离子在不断变小的气泡界面上快速浓缩富集，ζ 电位显著增加，到气泡破裂前在界面处可形成非常高的 ζ 电位值。

（5）氧化能力强：微气泡在溶液中破裂的瞬间，由于气液界面剧烈变化，聚集在气泡表面的离子将化学能释放出来，可激发产生大量具有极高氧化能力的羟基自由基，其产生的强氧化作用可降解水中正常条件下难以氧化分解的有机污染物如杂环化合物等，实现净化作用。