河道節能式大流量納米曝氣機原理

工作原理
河道節能式大流量納米曝氣機原理由納米氣泡泵、溶氣系統、釋放系統等組成。RWP 微納米氣泡機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，并以高速射流到水中，射流對水產生機械電離作用，在打破污染團膠體連接、斷裂污染物與水的化學鍵和電性吸附結合的同時，射入的活性氧、氧離子、電離產生的氫離子和氫氧根離子等氧化分解污染物，實現水質的凈化。 微納米氣泡在水中的溶解率超過 85%，溶解氧濃度可以達到飽和濃度以上，并且微納米氣泡 是以氣泡的方式長時間存留在水中，可以隨著溶解氧的消耗不斷地向水中補充活性氧，為凈 化處理污水的微生物提供了充足的活性氧、強氧化性離子團，并保證了活性氧充足的反應時 間。經過 RWP 系列納米氣泡機處理后還原的潔凈水，水中的溶解氧含量標準為 4ppm，水自身的凈化能力遠遠高于自然條件下的自凈能力。

適用范圍

應用于水體修復，污水處理，水產養殖，船舶、減阻等方面。介質的PH 值為：6.5～8.0,介質溫度≤50℃

微納米氣泡的定義

通常我們把氣體在液體中的存在現象稱作氣泡。氣泡的形成現象，在自然界中的許多過程中都能遇到，當氣體在液體中受到剪切力的作用時就會形成大小、形狀各不相同的氣泡。目，對氣泡的分類與定義并不是十分嚴格，按照從大到小的順序可分為厘米氣泡（CMB）、毫米氣泡（MMB）、微米氣泡（MB）、微納米氣泡（MNB）、納米氣泡（NB）。所謂的微納米氣泡，是指氣泡發生時直徑在10微米左右到數百納米之間的氣泡，這種氣泡是介于微米氣泡和納米氣泡之間，具有常規氣泡所不具備的物理與化學特性。

RWP 系列納米氣泡機產品特點

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，實現水域的徹 底凈化，恢復并提高水域的自凈能力，長期保持水域的凈化環境。

b 低能耗高 效率。納米氣泡的特性決定了其氧轉移率比普通氣泡大大的提高，即在相同的 曝氣強度下，RWP 系列納米氣泡機比普通曝氣機產生更多的溶解氧，具有更高的生化需氧量（BOD）和氨氮的去除率。
c 主體設備采用不銹鋼材料耐各種腐蝕水體。

d 與其他普通納米氣泡機相比，RWP 系列納米氣泡機施工安裝簡便，可選擇固定橋或 浮式安裝，設備漂浮于水面，無基礎要求，不受水位變化影響，無需機房及任何管道、泵、閥，不存在堵塞現象。
e 設備*效 果好，不影響周邊居民日常生活。

RWP 系列納米氣泡機功能
①富含微納米氧氣氣泡的水對動植物都具有促進生物活性的作用。這是由于微納米氣泡 在水中存在時間長，內部承載氣體釋放到水中的過程較慢，因此可實現對承載氣體的充分利 用，提供充足的活性氧以促進水中生物的新陳代謝活性。向污染的缺氧水域中鼓入微納米氣 泡時，隨著氣泡內溶解氧的消耗不斷向水中補充活性氧，可增強水中好氧微生物、浮游生物 以及水生動物的生物活性，加速其對水體及底泥中污染物的生物降解過程，實現水質凈化目的。
②通過微納米氣泡以高速射入污水中，造成對污水的機械電離，微氣泡破裂時釋放出的 自由基，再加上活性氧和氧離子的綜合作用，把污染物徹 底分解氧化成為沒有污染和毒 副作用的小分子有機物。

③通過切斷有機物的化學鍵對底泥凈化消除，使之被分解變成沒有污染的無機物。分解 有機物的手段包含三個階段，1.是水質還原系統中大量釋放活性氧離子，這種活性氧離子以微納米氣泡形式溶入水中，通過微納米氣泡的高速旋轉運動產生大量的水電離，生成更大量的離子和氫離子，這些離子與活性氧離子共同作用，斷裂水底淤泥中有機質的化學鍵結合，氧化分解淤泥中的有機質，轉變成為沒有污染作用的無機物；2.是凈化 水過程中產生的酸性氧化物（NO2、SO3、P2O5 等）溶于水成為無機酸，能夠氧化分解有機物；3.是水中的活性氧能夠氧
化有機物分解成分，三個過程綜合實現底泥的凈化。
技術參數

微納米氣泡發生器特性

1.比表面積大

氣泡的體積和表面積的關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氣泡的直徑成反比。根據公式，10微米的氣泡與1毫米的氣泡相比較，在一定體積下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，各種反應速度也增加了100倍。

 2.上升速度慢

根據斯托克斯定律，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受到水的表面張力的作用。對于具有球形界面的氣泡，表面張力能壓縮氣泡內的氣體，從而使更多的氣泡內的氣體溶解到水中。根據楊-拉普拉斯方?P=2σ/r P 代表壓力上升的數值，，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 會受到0.3個大氣壓的壓力，而直徑1μm的氣泡會受高達3個大氣壓的壓力。微納米氣泡在水中的溶解是一個氣泡逐漸縮小的過程，壓力的上升會增加氣體的溶解速度，伴隨著比表面積的增加，氣泡縮小的速度會變的越來越快，從而 終溶解到水中，理論上氣泡即將消失時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，而且通常陽離子比陰離子更容易離開氣液界面，而使界面常帶有負電荷。已經帶上電荷的表面傾向于吸附介質中的反離子，特別是高價的反離子，從而形成穩定的雙電層。微氣泡的表面電荷產生的電勢差常利用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。當微納米氣泡在水中收縮時，電荷離子在非常狹小的氣泡界面上得到了快速濃縮富集，表現為ζ電位的顯著增加，到氣泡破裂在界面處可形成非常高的ζ電位值。

 5.產生大量自由基

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能一下子釋放出來，此時可激發產生大量的自由基。自由基具有超高的氧化還原電位，其產生的超 強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等，實現對水質的凈化作用。

6.傳質效率高

氣液傳質是許多化學和生化工藝的限速步驟。研究表明，氣液傳質速率和效率與氣泡直徑成反比，微氣泡直徑小，在傳質過程中比傳統氣泡具有明顯優勢。當氣泡直徑較小時，微氣泡界面處的表面張力對氣泡特性的影響表現得較為顯著。這時表面張力對內部氣體產生了壓縮作用，使得微氣泡在上升過程中不斷收縮并表現出自身增壓效應。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， 終由于自身增壓效應可導致內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， 終內部壓力達到一定限值而導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 界面處傳質效率得到持續增強，并且這種特性使得微氣泡即使在水體中氣體含量達到過飽和條件時仍可繼續進行氣體的傳質過程并保持高 效的傳質效率。

 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，使得微納米氣泡在緩慢的上升過程中逐步縮小成納米， 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、化碳等）在水中的溶解度。對于普通氣泡，氣體的溶解度往往受環境壓力的影響和限制存在飽和溶解度。在標準環境下，氣體的溶解度很難達到飽和溶解度以上。而微納米氣泡由于其內部的壓力高于環境壓力使得以大氣壓為假定條件計算的氣體過飽和溶解條件得以打破。
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