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微细气泡技术原理有哪些

2022-08-01 11:14:13 1527

目前,微细气泡由于其独有的特性而被广泛地应用于基础设施、工业、农业水产食品、医疗到民生等领域中展现出了一定的技术优势以及较为良好的应用前景。按照微细气泡发生机理的差异,微细气泡的发生方法主要可分为加压溶气释气法、分散空气法、电解法、气浮泵产气法等。[1]


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加压溶气释气法

加压溶气释气法的主要原理是进行气体压力的改变,采用加压和骤然减压的方式来调节液体中气体的溶解度,从而实现气体的溶解与释放。这种方法广泛地应用在气浮技术中,然而目前仍然存在着一些缺陷,如溶气、释气过程不连续以及微细气泡发生效率低等。现今,对于加压溶气释气装置的相关研究着重于如何降低成本、提升溶气罐的效率、简化操作等方面。[2]


分散空气法

分散空气法的主要原理是利用水力剪切、高速旋流等方式形成剪切力,并制造出一种极端条件,将空气进行反复剪切破碎,使之与水混合从而生成大量的微细气泡。[3]

机械剪切设备主要是利用了叶轮高速旋转所形 成的剪切作用,把液体中大尺寸的气泡剪切成微细气泡。

射流装置的运行原理主要是通过空气压缩机产生出气液混合的高速射流,并利用气液间的乱流紊 动作用以生成微细气泡。[4]


电解法

电解法的主要原理是利用电极电解水的方式, 在正负极板上生成微细气泡。运用此方法所生成的微细气泡,其直径通常在20-60μm左右,尺寸的可控性较好,但相应的有能耗较大、气泡产量较少等缺点。[5]


气浮泵产气法

气浮泵的主要原理是将叶轮散气技术和压力溶气技术结合使用,利用高速旋转的叶轮,在进气口位置产生负压并吸入空气,利用泵腔内剧烈的湍流以及高压的环境,使空气能够迅速地溶于水中,另外部分被吸入的空气在高速旋转叶轮的剪切作用下,生成微细气泡。[6]


除上述的几种方法以外,微细气泡的发生机理还包括高温、化学反应、超声波、微管道等多种技术方法。超声波技术是通过超声空化作用使液体产生负压,将原本溶于液体中的气体以微细气泡的形态释放,另外还能够实现对气泡破灭的控制,其在气泡精密控制的应用方面显示出了较好的前景。


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富士计器微细气泡发生装置采用的是空化方式技术,属于分散空气法。水压达到0.1Mpa以上,自来水通过入口的飓风板时,使水流发生一定角度的扭曲,产生回旋流,从具有文丘里结构的广阔空间流入细的水管时产生压力差,瞬间将水中含有的空气气泡化,变成超微气泡。有效兼顾气泡直径的峰值分布、气泡密度、浓度、发生量、生成时间和消耗能量等,纯物理结构,对环境更友好,更环保。此构造相对于以往的技术具有新颖性。


以上文章内容引用相关领域的参考文献,文章内容并不全部代表本公司观点。


参考文献:

[1]王永磊,等:微纳米气泡发生机理及其应用研究进展

[2] Feris L . A . , Gallina C . W . , Rodrigues R . T . , et al. .Optimizing dissolved air flotation design and saturation [ J ]. Water Science and Technology , 2001 , 43 ( 8 ) :145 - 152 .

[3] 熊永磊,杨小丽,宋海亮 .微纳米气泡在水处理中的应用及其发生装置研究[ J ] . 环境工程, 2016 ( 6 ) : 23 - 27 .

[4] 靳明伟,丁建宇,凌智勇,等.起微细气泡水体修复技术[ J ].功能材料与器材学报, 2008 , 14 ( 1 ) : 19 - 22 .

[5] Sakai Q . , KimuraM . , Shirafuji T. , et al. . Underwater microdischarge in arranged microbubbles produced by electrolysis in electrolyte solution using fabric-typeelectrode [J]. Applied Physics Letters , 2008 , 93 : 231501 - 231504.

[6] 袁鹏,张景成,彭剑锋,等.新型竖流气浮反应器工作性能与应用研究[ J ] •环境工程学报,2007.1 ( 1 ) : 59 - 63 .