微納米氣泡在強(qiáng)化臭氧化中的應(yīng)用

1 微納米氣泡在水體增氧中的應(yīng)用

        污染物直接排放到附近的河流和湖泊中，微生物在分解污染物的過程中迅速消耗水體中的溶解氧，導(dǎo)致含氧量迅速下降，河流發(fā)黑發(fā)臭，生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞。對水體進(jìn)行曝氣復(fù)氧，不僅可有效解決發(fā)黑發(fā)臭問題，而且不會產(chǎn)生二次污染。

 

        洪濤等采用國產(chǎn)微米氣泡發(fā)生裝置，考察了微米曝氣與普通曝氣對黑臭河水的處理效果。相同曝氣強(qiáng)度下，微米氣泡可產(chǎn)生更高的溶解氧( DO) ，曝氣60 min 時，DO 可達(dá)9. 87 mg /L，而普通曝氣在100 min 時才達(dá)到6. 54 mg /L。同時微米氣泡對COD、NH3 －N、Geosmin 和2-MIB 的 很大去除率分別比普通曝氣高出12%、10%、16%、12%。靳明偉等利用日本的超微氣泡曝氣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)該技術(shù)能夠很好地提高水中的溶解氧并有效消解底泥有機(jī)物，減少底泥厚度，實(shí)現(xiàn)水體的修復(fù)。

 

 2 微納米氣泡在氣浮工藝中的應(yīng)用

        氣浮工藝是指在水體中通入或產(chǎn)生大量的微細(xì)氣泡，使其黏附在雜質(zhì)絮體上，依靠浮力使其上浮在水面，從而實(shí)現(xiàn)固液的高效分離，微納米氣泡ζ 電位高、與懸浮物的接觸時間較長使氣泡與懸浮物黏附效率提高，從而氣浮效率可大大增強(qiáng)。

 

        Liu 等比較了微米氣泡氣浮工藝與傳統(tǒng)氣泡氣浮工藝對印染廢水的預(yù)處理效果。結(jié)果表明: 微納米氣泡氣浮工藝能夠減少絮凝劑的投加量并能加快預(yù)處理的速率，相比傳統(tǒng)氣泡，微納米氣泡對COD、色度和油的去除效率要高出30，110，40 個百分點(diǎn)，處理后廢水的可生化性由0. 290 提高至0. 363。有學(xué)者提出了利用微納米氣泡治理含藻污水，將藻類俘獲在氣泡表面，實(shí)現(xiàn)清水與藍(lán)藻的分離。

 

3 微納米氣泡在強(qiáng)化臭氧化中的應(yīng)用

        臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，被廣泛用于水體中無機(jī)和有機(jī)化合物的去除，改善飲用水的口感和色度。雖然臭氧具有強(qiáng)氧化性，但本身卻無法氧化分解一些有機(jī)物或?qū)⒂袡C(jī)物徹底分解。而研究發(fā)現(xiàn)，臭氧微納米氣泡卻能有效地分解一些難分解的有機(jī)物，微氣泡破裂瞬間可激發(fā)產(chǎn)生大量羥基自由基，增強(qiáng)對污染物的分解效果。

 

        Chu 等利用臭氧微氣泡與普通氣泡對模擬印染廢水進(jìn)行處理試驗(yàn)，臭氧微氣泡工藝每消耗1 g 臭氧去除TOC 的量是普通氣泡工藝的1. 3 倍，自由基的數(shù)量也較高，處理效果顯著優(yōu)于普通氣泡。Chu等考察了微氣泡臭氧化工藝的污泥減量化效果，對比傳統(tǒng)的臭氧氣泡接觸工藝，微氣泡臭氧化可顯著增強(qiáng)臭氧的利用率、提高污泥的溶解率。微氣泡系統(tǒng)中臭氧的利用率大于99%。

 

 4 微納米氣泡在增強(qiáng)生物活性中的應(yīng)用

        研究發(fā)現(xiàn)微納米氣泡對動植物有促進(jìn)生物活性的作用，這種作用并非只是溶解氧增加的結(jié)果。在相同溶解氧條件下，在微納米氣泡溶液中培養(yǎng)的生菜，其生長速度要快于不含微納米氣泡的溶液的生長速度，所以微納米氣泡可在細(xì)胞生理活動中發(fā)揮作用。Okamoto 等將微納米氣泡技術(shù)用于凈化海底污泥，利用微納米氣泡對細(xì)菌生物活性的促進(jìn)作用，來加快對污泥中污染物的降解，微納米氣泡不僅可提升微生物對污泥的凈化效果，而且凈化時間還大大縮短。

結(jié)語與展望