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納米氣泡氧化技術

鋼鐵酸洗廢水的特征是：pH≈2～3、Fe≤1000ppm、COD≤2000ppm，具備高級氧化反應前提，而且COD是以表面活性劑、潤滑油、有機磷為主，屬難降解COD，也必須用高級氧化反應解決。 常規經典高級氧化通過投加H2O2或H2O2+O3作為氧化劑，我們的前期工作發現這種方法可以使COD降低90%，但H2O2損失分解大，費用高。 直接往廢水中曝氣，前期研究也證實可以將Fe2+→Fe3+，但反應時間長達3～4小時，COD去除率只有55%，動力成本很高。 把微氣泡變成納米氣泡，是近年最前沿的新技術，方法一，是用Ti-RuO2-SnO2電極直接電解廢水，則在一定電流密度下電極上會產生5～30μm直徑的氣泡。另一方法，是用高速泵，把微氣泡切割成5～30μm直徑。本研究是用調整泵循環聯合Ti-RuO2電極電解廢水，確保納米氣泡生成，使氣泡發生如下特殊功能。

①.氣泡直徑從50μm自動收縮到納米級，于是氣液接觸面積及氣泡表面能增大，從熱力學可計算出，0.1cm直徑氣泡分散成100nm，氣泡表面積增大1萬倍，氣泡表面能從0.1卡增大到5～10卡，增速100倍。

②.氣泡在水中上浮速度變得極慢，上升1m要3～4小時才破裂，于是氧的利用率提高，氧在水中含量就不是以溶解度計算，而是以氣泡數計算，結果水中溶解氧，從常規4ppm上升到11ppm。這個結論可以從流體力學算出。

③、微氣泡會發生空爆現象，產生羥基自由基?OH，這點已有國內很多論文提及。

上述三點，產生以下效果：

①.用普通空氣或O2，就會產生高級氧化反應，不但使水中Fe2+→Fe3+，而且有效降解COD污染物。至少能把大分子COD切割成小分子COD，有利于污染物降解。而在本項目中，氣泡來源于廢水電解產生的新生態O2+O3+Cl2，氧化活性更大。

②. 把水中懸浮物及Fe(OH)2絮體、油類，上浮到水面除去。

③. 鋼鐵酸洗廢水中Fe2+，被氧化成Fe3+后，在pH 5～6條件下即絮凝沉淀，不必用堿調到pH10除去Fe(OH)2，再用酸回調pH7，節省大量酸堿。

④．由于廢水中保留酸性，就為下步回收酸創造條件，又節省了堿，降低成本。