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纳米气泡氧化技术在印染废水脱色与COD去除中的应用

一、引言

印染废水具有色度深、成分复杂、可生化性差等特点,传统芬顿氧化、臭氧氧化等方法虽有一定效果,但存在反应慢、能耗高等问题。纳米气泡氧化(Nano-bubble Oxidation)通过产生大量高活性微小气泡,增强氧化剂与污染物接触面积,显著提升脱色与COD去除效率。


二、技术原理与氧化机制

纳米气泡直径小于1 μm,具有以下特性:

表面电荷稳定,不易破裂;

比表面积大,传质效率高;

可携带O₃、ClO₂等氧化剂深入废水内部;

在水中停留时间长,提高反应概率。

其作用机制包括:

气泡破裂释放能量,促进·OH生成;

氧化剂与污染物充分接触,加速反应;

改善传质边界层,提高氧化效率。


三、工艺流程

调节pH至酸性;

注入臭氧或过氧化氢;

生成纳米气泡并注入反应池;

沉淀分离絮体;

出水进入后续处理或直接回用。


四、关键操作参数

气泡尺寸:控制在100–500 nm之间;

氧化剂种类与浓度:O₃ 20–80 mg/L,H₂O₂ 0.5–2 g/L;

pH值:酸性条件更利于自由基生成;

处理时间:通常10–30分钟即可完成高效去除。


五、应用实例分析

某印染厂采用纳米气泡+臭氧系统处理分散蓝79废水,在最佳条件下(pH=3.0、O₃ 60 mg/L、处理时间20分钟),色度去除率达98%,COD去除率为87%,出水可直接进入生化系统。


六、未来发展方向

探索非均相催化剂替代传统试剂;

结合UV或等离子体构建联合氧化体系;

开发智能化控制系统实现精准投加;

推动工程化设备研发与节能优化;

构建模块化装置便于中小企业部署。


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