流體型微泡生成及微泡氣浮對水處理的作用機理研究

《流體型微泡生成及微泡氣浮對水處理的作用機理研究》是依託昆明理工大學，由李浙昆擔任項目負責人的地區科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：流體型微泡生成及微泡氣浮對水處理的作用機理研究
• 項目類別：地區科學基金項目
• 項目負責人：李浙昆
• 依託單位：昆明理工大學

項目摘要

我國水資源短缺，昆明更為嚴重。雖然氣浮法經常被用於水處理，但是由於難以獲得尺寸、數量、穩定性、流態適合於水處理的微泡，以及微泡生成控制難、穩定性差、產生微泡的裝置容易堵塞等問題的存在，嚴重阻礙和限制了微泡氣浮法在水處理中的套用。微泡氣浮比傳統氣浮具有比表面積大、節能、省藥、高效、占地少、可分離微細物質等優點，已經套用於礦物選別等領域。為提高水處理的質量和等級，節能降耗，本研究將探索少無藥劑水處理的理論和方法，為淨化水、回收有用物質提供理論依據和技術支持。.項目將結合雲南的實際情況進行研究。①研究建立適用於水處理的流體型微泡形成和微泡氣浮三相流耦合動力學理論；②研究微泡對水處理的作用機理，探索微泡對藥劑的影響、不同類型的廢污水對微泡的性能要求、高度對水處理的影響，探尋最佳微泡氣浮高度及工藝參數；③研究流體型微泡發生器性能評價方法及評價體系；④研製相應的實驗裝置，進行物理實驗及套用實例分析。

結題摘要

項目的背景：一般水處理過程為：引入需要處理的污水、進行污物與水的分離、最後獲得清水並排出污物。微泡氣浮法比傳統氣浮法具有比表面積大、節約能量、節省藥劑、效率高、占地少、可以分離微細物質等優點，已經套用於礦物選別等領域。流體型微泡生成方法對微泡氣浮水處理有著極其重要的作用，如何獲得合理的微泡是微泡氣浮水處理成功的決定因素；微泡越小，比表面積就越大，就越適合於處理微細粒懸浮類污水，處理效率就越高；對於不同類型的廢、污水，應該選擇不同尺寸、數量、分布的微泡，以提高水處理的質量和效率。 主要研究內容：流體型微泡發生器可以在污水引入的同時產生微泡，這樣即起到了節能降耗的作用，又生成了微泡。本項目的研究緊緊圍繞了問題的關鍵進行研究：即什麼樣的微泡發生器才能提供適合水處理要求的微泡，如何設計出優質的微泡發生器，在實際製作微泡發生器前如何從理論上正確評價流體型微泡發生器的性能，等等。本項目研究建立了三相流耦合動力學理論，研究了流體型微泡發生器工作性能的評價方法、微泡對水處理的作用機理，研製了多個微泡發生器及微泡氣浮水處理實驗裝置，並進行了實驗研究。 重要結果：完成了流體型微泡發生器中的多相流體動力學、內流場的三相流模型、以及三相流混合模型的研究；完成了微泡對水處理的作用機理的研究；完成了流體型微泡發生器性能評價方法研究，對混流式微泡發生器三相流場進行了仿真研究、對自吸式剪下流微孔微泡發生器進行了最佳化設計、對旋流式微泡發生器進行了研究；製作了三種流體型微泡發生器，製作了實驗裝置、完成了實驗研究、取得了預期的效果。另外，還進行了電解產生更小的微泡的方法的研究，以及電解微泡氣浮實驗研究。 關鍵數據及其科學意義：研究的流體型微泡發生器的三相流場仿真計算方法，經過對多個流體型微泡發生器的實際仿真、設計、製作、實驗，證明是非常有效的。對微泡的生成質量有重要的指導作用。對於藻類污水，微小的氣泡可以捕捉細微的懸浮微粒。我們研製的流體型微泡發生器中，依次混流式微泡發生器、自吸式剪下流微孔微泡發生器、旋流式微泡發生器所產生的微泡逐步減小，尺寸可從毫米級到微米級。同時我們研製的微泡發生器對礦物的別選也有重要的作用。我們申請並獲得了各種微泡發生器的國家專利。 通過項目執行，公開或獲得國家發明專利、實用新型專利、軟體著作權8件，發表論文22篇，培養博士、碩士研究生14人。