太陽能微納米曝氣裝置

太陽能微納米曝氣裝置技術(shù)簡介

      微納米氣泡發(fā)生裝置主要由發(fā)生裝置、微納米曝氣頭及連接管件組成。通過水泵加壓，由曝氣頭內(nèi)部的曝氣石高速旋轉(zhuǎn)，在離心作用下，使其內(nèi)部形成負(fù)壓區(qū)，空氣通過進(jìn)氣口進(jìn)入負(fù)壓區(qū)，在容器內(nèi)部分成周邊液體帶和中心氣體帶，由高速旋轉(zhuǎn)的出氣部將空氣均勻切割成直徑5~30μm的微納米氣泡。由于氣泡細(xì)小，不受空氣在水中溶解度的影響，不受溫度、壓力等外部條件限制，可以在污水中長時(shí)間停留，具有良好的氣浮效果。

1）微納米曝氣技術(shù)特性分析

      水體中氧的傳遞是利用空氣和污水中氧氣的濃度梯度，使氧氣由高密度的空氣向低密度的污水中轉(zhuǎn)移，因此氧氣濃度梯度和接觸面積決定了曝氣效果。在氧氣濃度梯度不變的條件下，空氣與水體接觸面積是決定曝氣效果好壞的關(guān)鍵因素。

      微納米曝氣技術(shù)有效解決了氣泡在水體中的接觸面積問題，其原因是由于微納米氣泡的表面積能有效增大，如0.1cm的大氣泡分散成100nm微氣泡，其表面積可增大10000倍，因此可以大大提高溶氧效率。同時(shí)，由于氣泡的細(xì)小且具有良好的氣浮性，可以在污水中長時(shí)間停留，從而能夠達(dá)到實(shí)現(xiàn)較好曝氣效果的目的。

      由于微納米氣泡發(fā)生裝置工作原理及所產(chǎn)生的氣泡大小與常規(guī)曝氣裝置有很大的不同，因此該裝置產(chǎn)生的微納米氣泡具有以下獨(dú)有特點(diǎn)。

①電離現(xiàn)象：氣體在水中的溶解度受氣壓影響較大，但電解質(zhì)的離子化水可以讓溶入的微納米氣泡表面形成雙層電離子，并隨著表面積的不斷減少而急劇收縮，可以讓氣泡內(nèi)的氣體散逸得以抑制，從而大大提高了溶解度。

②超聲波性：微納米氣泡由于高能破裂而產(chǎn)生超聲波，這種超聲波具有較強(qiáng)的殺jun作用。

③帶電性：微納米氣泡表面帶有負(fù)電荷，所以氣泡間很難合為一體，在水體中能產(chǎn)生非常濃密而細(xì)膩的氣泡，不會(huì)像常規(guī)氣泡一樣會(huì)融合增大而破裂。通常微納米氣泡的表面電位為-30~-50mV，可以吸附水體中帶正電的物質(zhì)。利用表面電荷對水體微粒的吸附性，可以把水體中的有機(jī)懸浮物固定而分離。因此，該技術(shù)在提高溶解氧的同時(shí)，也具有一定的水質(zhì)凈化效果。

④滯留性：微納米氣泡在水體中上升速度非常緩慢，似煙霧在水中彌漫，如10μm的氣泡以100μm/S的速度上升、在水體中上升lm需花3h的時(shí)間，所以微納米氣泡會(huì)在水中逗留很長時(shí)間。該特性也是其具有高度溶解效率的核心所在。這種滯留性的產(chǎn)生除與氣泡微小浮力減少有關(guān)外，更重要是由它的電性所致。如果采用極板進(jìn)行觀察，隨著電極的轉(zhuǎn)換，可以看到小氣泡的極性運(yùn)動(dòng)和緩慢上升的現(xiàn)象。

太陽能微納米曝氣裝置改善水質(zhì)的主要作用

        溶解氧是水體凈化的重要因素之一。溶解氧高，有利于對水體中各類污染物的降解，從而使水體較快得以凈化；反之，溶解氧低，水體中污染物降解緩慢。微納米曝氣技術(shù)對改善水質(zhì)的作用主要有以下幾個(gè)方面。

①消除有機(jī)物污染和黑臭：由于微納米氣泡具有很強(qiáng)的滯留性，能夠提供更加充足的氧氣，在豐富好氧微生物的條件下，有機(jī)物污染指標(biāo)COD和BOD明顯下降，黑臭現(xiàn)象消失。同時(shí)，水體底部的有機(jī)物降解所產(chǎn)生的甲烷、硫化氫等有毒和有害氣體被去除。

②減少水體營養(yǎng)鹽含量：由于微納米氣泡具有很強(qiáng)的氣浮性、滯留性和擴(kuò)散性，其上升作用弱，水體充氧后可有效抑制河道底部厭氧jun的有機(jī)質(zhì)分解過程，減少水底氮、磷營養(yǎng)鹽的釋放量。

③消除藻類水華：微納米曝氣具有較強(qiáng)的復(fù)氧功能，可提高水生動(dòng)植物的的生存環(huán)境，從而抑制藻類的生長。

④改善水色及透明度：被污染水體中的多種無機(jī)和有機(jī)懸浮物、活的浮游植物及死亡的殘骸、大型水生植物碎屑、分解的有機(jī)體碎屑等是影響水色和透明度的主要物質(zhì)。微納米曝氣能夠更加有效地促進(jìn)水生生物的生長，從而減少了水中有機(jī)質(zhì)，使水體透明度明顯提高，改善水色。

⑤減少底泥內(nèi)源污染：微納米曝氣增氧后，河湖底質(zhì)表層含氧量增加，好氧微生物活動(dòng)趨強(qiáng)，通過微生物的代謝過程促進(jìn)底泥有機(jī)污染物的降解，逐步形成無機(jī)化底質(zhì)覆蓋層，阻斷內(nèi)源污染。

3、太陽能供電組件

微納米曝氣主機(jī)與太陽能組件各自獨(dú)立，通過連接框架組合為一體。供電部分主要由太陽能電池組件、控制系統(tǒng)組成，利用太陽能供電，驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)。采用儲(chǔ)能式配置，工作時(shí)間允許無光照6~8H，適合安裝水深（0.5~2.5m）。