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杭州桂冠環(huán)保系列納米氣泡

1、杭州桂冠環(huán)保系列納米氣泡機(jī)簡(jiǎn)介

杭州桂冠環(huán)保系列納米氣泡是本公司獨(dú)立研制的一種節(jié)能高效的新型水處理設(shè)備，通過加壓溶解釋氣產(chǎn)生大量納米氣泡，可大大提高水體增氧效率，從而有力的改善污染水體水質(zhì)并促進(jìn)水體內(nèi)生態(tài)效

益的修復(fù)。

2、納米氣泡特性

微納米氣泡通常是指直徑在 50μm 以下的氣泡，其中直徑在 1μm 以上的微小氣泡被稱為微氣泡 (micro—bubble)，直徑小于1μm 且大于1nm 的超微小氣泡被進(jìn)一步稱為納米氣泡。微納米氣泡

不僅體積比普通氣泡要小很多，而且具有如下不同于普通氣泡的一些特殊性質(zhì)：

①比表面積大

氣泡的體積和表面積的關(guān)系可以通過公式表示。氣泡的體積公式為 V=4π/3r3，氣泡的表面積公式為 A=4πr2，兩公式合并可得 A=3V/r，即 V 總=n?A=3V 總/r。也就是說，在總體積不變

（V 不變）的情況下，氣泡總的表面積與單個(gè)氣泡的直徑成反比。根據(jù)公式，10 微米的氣泡與 1 毫米的氣泡相比較，在一定體積下前者的比表面積理論上是后者的 100 倍。空氣

和水的接觸面積就增加了 100 倍，各種反應(yīng)速度也增加了 100 倍。

②上升速度慢 根據(jù)斯托克斯定律，氣泡在水中的上升速度與氣泡直徑的平方成正比。氣泡直徑越小則

氣泡的上升速度越慢。從氣泡上升速度與氣泡直徑的關(guān)系圖可知，氣泡直徑 1mm 的氣泡在水中上升的速度為 6m/min，而直徑 10μm 的氣泡在水中的上升速度為 3mm/min，后者是前者的1/2000。

如果考慮到比表面積的增加，微納米氣泡的溶解能力比一般空氣增加 20 萬(wàn)倍。

③自身增壓溶解 水中的氣泡四周存有氣液界面，而氣液界面的存在使得氣泡會(huì)受到水的表面張力的作用。

對(duì)于具有球形界面的氣泡，表面張力能壓縮氣泡內(nèi)的氣體，從而使更多的氣泡內(nèi)的氣體溶解到水中。

根據(jù)楊-拉普拉斯方程，?6?2P=2σ/r,?6?2P 代表壓力上升的數(shù)值，σ代表表面張力，r 代表氣泡半徑。直徑在 0.1mm 以上的氣泡所受壓力很小可以忽略，而直徑 10μm 的微小氣泡會(huì)受

到 0.3 個(gè)大氣壓的壓力，而直徑 1μm 的氣泡會(huì)受高達(dá) 3 個(gè)大氣壓的壓力。微納米氣泡在水

中的溶解是一個(gè)氣泡逐漸縮小的過程，壓力的上升會(huì)增加氣體的溶解速度，伴隨著比表面積的增加，氣泡縮小的速度會(huì)變的越來越快，從而最終溶解到水中，理論上氣泡即將消失時(shí)的所受壓力為

無限大。

④表面帶電

純水溶液是由水分子以及少量電離生成的 H+和 OH-組成，氣泡在水中形成的氣液界面具有容易接受 H+和 OH-的特點(diǎn)，而且通常陽(yáng)離子比陰離子更容易離開氣液界面，而使界面常帶有負(fù)電荷。已經(jīng)

帶上電荷的表面傾向于吸附介質(zhì)中的反離子，特別是高價(jià)的反離子，從而形成穩(wěn)定的雙電層。微氣泡的表面電荷產(chǎn)生的電勢(shì)差常利用ζ電位來表征，ζ電位是決定氣泡 界面吸附性能的重要因素。當(dāng)

微納米氣泡在水中收縮時(shí)，電荷離子在非常狹小的氣泡界面上得到了快速濃縮富集，表現(xiàn)為ζ電位的顯著增加，到氣泡破裂前在界面處可形成非常高的ζ 電位值。

⑤產(chǎn)生大量自由基 微氣泡破裂瞬間，由于氣液界面消失的劇烈變化，界面上集聚的高濃度離子將積蓄的化

學(xué)能一下子釋放出來，此時(shí)可激發(fā)產(chǎn)生大量的羥基自由基。羥基自由基具有超高的氧化還原電位，其產(chǎn)生的超強(qiáng)氧化作用可降解水中正常條件下難以氧化分解的污染物如苯酚等，實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)的凈化

作用。

⑥傳質(zhì)效率高 氣液傳質(zhì)是許多化學(xué)和生化工藝的限速步驟。研究表明，氣液傳質(zhì)速率和效率與氣泡直

徑成反比，微氣泡直徑極小，在傳質(zhì)過程中比傳統(tǒng)氣泡具有明顯優(yōu)勢(shì)。當(dāng)氣泡直徑較小時(shí)，微氣泡界面處的表面張力對(duì)氣泡特性的影響表現(xiàn)得較為顯著。這時(shí)表面張力對(duì)內(nèi)部氣體產(chǎn)生了壓縮作用，

使得微氣泡在上升過程中不斷收縮并表現(xiàn)出自身增壓效應(yīng)。從理論上看，隨著氣泡直徑的無限縮小，氣泡界面的比表面積也隨之無限增大，最終由于自身增壓效應(yīng)可導(dǎo)致內(nèi)部氣壓增大到無限大。因

此，微氣泡在其體積收縮過程中，由于比表面積及內(nèi)部氣壓地不斷增大，使得更多的氣體穿過氣泡界面溶解到水中，且隨著氣泡直徑的減小表面張力的作用效果也越來越明顯，最終內(nèi)部壓力達(dá)到一

定極限值而導(dǎo)致氣泡界面破裂消失。因此，微氣泡在收縮過程中的這種自身增壓特性，可使氣液界面處傳質(zhì)效率得到持續(xù)增強(qiáng)，并且這種特性使得微氣泡即使在水體中氣體含量達(dá)到過飽和條件時(shí)

，仍可繼續(xù)進(jìn)行氣體的傳質(zhì)過程并保持高效的傳質(zhì)效率。

⑦氣體溶解率高 微納米氣泡具有上升速度慢、自身增壓溶解的特點(diǎn)，使得微納米氣泡在緩慢的上升過程

中逐步縮小成納米級(jí)，最后消減湮滅溶入水中，從而能夠大大提高氣體（空氣、氧氣、臭氧、二氧化碳等）在水中的溶解度。對(duì)于普通氣泡，氣體的溶解度往往受環(huán)境壓力的影響和限制存在飽和溶

解度。在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下，氣體的溶解度很難達(dá)到飽和溶解度以上。而微納米氣泡由于其內(nèi)部的壓力高于環(huán)境壓力，使得以大氣壓為假定條件計(jì)算的氣體過飽和溶解條件得以打破。

3、杭州桂冠環(huán)保系列納米氣泡機(jī)工作原理

杭州桂冠環(huán)保系列納米氣泡機(jī)由納米氣泡泵、溶氣系統(tǒng)、釋放系統(tǒng)等組成。杭州桂冠環(huán)保系列納米氣泡機(jī)通過納米氣泡泵將氣體和水混合后輸入到溶氣罐，使氣體溶解在水中，繼而通過釋氣裝置將溶解氣體釋放出來形成納米氣泡，并以極高的速度射流到水中，射流對(duì)水產(chǎn)生機(jī)械電離作用，在打破污染團(tuán)膠體連接、斷裂污染物與水的化學(xué)鍵和電性吸附結(jié)合的同時(shí)，射入的活性氧、氧離子、電離產(chǎn)生的氫離子和氫氧根離子等氧化分解污染物，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的凈化。微納米氣泡在水中的溶解率超過 85%，溶解氧濃度可以達(dá)到飽和濃度以上，并且微納米氣泡是以氣泡的方式長(zhǎng)時(shí)間存留在水中，可以隨著溶解氧的消耗不斷地向水中補(bǔ)充活性氧，為凈化處理污水的微生物提供了充足的活性氧、強(qiáng)氧化性離子團(tuán)，并保證了活性氧充足的反應(yīng)時(shí)間。經(jīng)過 ZHKJ‐WNF 系列納米氣泡機(jī)處理后還原的潔凈水，水中的溶解氧含量最低標(biāo)準(zhǔn)為4ppm，水自身的凈化能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于自然條件下的自凈能力。

4、杭州桂冠環(huán)保系列納米氣泡機(jī)設(shè)備選型

5、杭州桂冠環(huán)保系列納米氣泡機(jī)特點(diǎn)

a可以分解氧化水域中的所有污染物，凈化清除水底淤泥中的所有污染物，提高水中溶解活性氧量，實(shí)現(xiàn)水域的徹底凈化，恢復(fù)并提高水域的自凈能力，長(zhǎng)期保持水域的凈化環(huán)境。b 低能耗高效率。納米氣泡的特性決定了其氧轉(zhuǎn)移率比普通氣泡大大的提高，即在相同的曝氣強(qiáng)度下，杭州桂冠環(huán)保系列納米氣泡機(jī)比普通曝氣機(jī)產(chǎn)生更多的溶解氧。c    主體設(shè)備采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼材料完全耐各種腐蝕水體。d與其他普通納米氣泡機(jī)相比，杭州桂冠環(huán)保系列納米氣泡機(jī)施工安裝簡(jiǎn)便，可選擇固定橋或浮式安裝，設(shè)備漂浮于水面，無特殊基礎(chǔ)要求，不受水位變化影響，無需機(jī)房及任何管道、泵、閥，不存在堵塞現(xiàn)象。e    設(shè)備靜音效果好，不影響周邊居民日常生活。