纳米气泡氧化技术

钢铁酸洗废水的特征是：pH≈2～3、Fe≤1000ppm、COD≤2000ppm，具备高级氧化反应前提，而且COD是以表面活性剂、润滑油、有机磷为主，属难降解COD，也必须用高级氧化反应解决。 常规经典高级氧化通过投加H2O2或H2O2+O3作为氧化剂，我们的前期工作发现这种方法可以使COD降低90%，但H2O2损失分解大，费用高。 直接往废水中曝气，前期研究也证实可以将Fe2+→Fe3+，但反应时间长达3～4小时，COD去除率只有55%，动力成本很高。 把微气泡变成纳米气泡，是近年最前沿的新技术，方法一，是用Ti-RuO2-SnO2电极直接电解废水，则在一定电流密度下电极上会产生5～30μm直径的气泡。另一方法，是用高速泵，把微气泡切割成5～30μm直径。本研究是用调整泵循环联合Ti-RuO2电极电解废水，确保纳米气泡生成，使气泡发生如下特殊功能。

①.气泡直径从50μm自动收缩到纳米级，于是气液接触面积及气泡表面能增大，从热力学可计算出，0.1cm直径气泡分散成100nm，气泡表面积增大1万倍，气泡表面能从0.1卡增大到5～10卡，增速100倍。

②.气泡在水中上浮速度变得极慢，上升1m要3～4小时才破裂，于是氧的利用率提高，氧在水中含量就不是以溶解度计算，而是以气泡数计算，结果水中溶解氧，从常规4ppm上升到11ppm。这个结论可以从流体力学算出。

③、微气泡会发生空爆现象，产生羟基自由基•OH，这点已有国内很多论文提及。

上述三点，产生以下效果：

①.用普通空气或O2，就会产生高级氧化反应，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。而在本项目中，气泡来源于废水电解产生的新生态O2+O3+Cl2，氧化活性更大。

②. 把水中悬浮物及Fe(OH)2絮体、油类，上浮到水面除去。

③. 钢铁酸洗废水中Fe2+，被氧化成Fe3+后，在pH 5～6条件下即絮凝沉淀，不必用碱调到pH10除去Fe(OH)2，再用酸回调pH7，节省大量酸碱。

④．由于废水中保留酸性，就为下步回收酸创造条件，又节省了碱，降低成本。