奈米微氣泡之特性測試

中華緯綸已完成本研究中所採用之奈米微氣泡產生器的評估及測試，藉著奈 米微氣泡產生器進行自來水之曝氣試驗 (空氣與純氧氣)，分析自來水水中溶氧之 變化，以及瞭解奈米微氣泡產生器之曝氣效率。並同時測試當水中溶氧經曝氣達 平衡後，溶氧之衰減情形，進一步探討經奈米微氣泡產生器曝氣後水中溶氧之停 留時間，並將上述之結果與傳統氣泡產生器之結果進行比較，作為奈米微氣泡產 生器於相關水及廢水處理程序開發應用時之評估，以利往後環境工程相關處理程 序之應用。

(1) 奈米微氣泡產生器曝空氣試驗

本試驗主要於裝有 195 公升自來水之曝氣槽中，在水溫 25^oC、曝氣量 38 L/min 之條件下，以奈米微氣泡產生器進行曝空氣試驗，探討分析水中溶氧之變 化，評估本計畫中所採用之奈米微氣泡產生器之曝氣效率。其試驗結果如圖 2-9 所示。由圖中可知，經由奈米微氣泡產生器所生成之微細空氣氣泡，可在 1 分 鐘內將水中之溶氧從 8 mg/L 提升至 11 mg/L 左右，之後溶氧濃度變化不大，

保持平衡狀態。由此可知，奈米微氣泡產生器有極佳之曝氣效率，可快速地增加 水中之溶氧濃度。

0 2 4 6 8 10 12

0 1 2 3 4 5 6

Time (min)

DO (mg/L)

圖 2-9. 以奈米微氣泡產生器曝空氣時水中溶氧之變化

(曝氣量：38 L/min；水溫：25

C)

(2) 不同型式氣泡產生器曝氧氣試驗

本試驗主要是利用不同型式氣泡產生器於 50 L 之曝氣槽中，於水溫 25^oC、曝氣量 38 L/min 之條件下，進行自來水之曝氧氣試驗，以比較不同型式 氣泡產生器之曝氣效率。由於不同型式氣泡產生器所產生之氣泡大小不同，因此 其會有不同之曝氣效率。由圖 2-10 中可知，微氣泡產生器由於可產生極為微細 之氣泡，因此可在 5 分鐘內，將水中之溶氧從 8 mg/L 增加至 38 mg/L 左右，

曝氣速率極為快速。而氣體注入器 (Injector) 則需要 20 分鐘才可將水中溶氧自

氧之 2 倍左右。因此若利用奈米微氣泡產生器於廢水處理之浮除技術中將可產

於廢水處理之浮除技術中將可有效延長氣體於水中之停留時間，促進浮除技術之 固液分離效果。

0 2 4 6 8 10 12 14

0 5 10 15 20 25

Time (min)

DO (mg/L)

圖 2-11. 以奈米微氣泡產生器曝空氣達平衡後水中溶氧之衰減情形

(曝氣量：38 L/min；水溫：25

C)

(4) 不同型式氣泡產生器曝氧氣後溶氧之衰減試驗

本試驗主要是於水溫 25 ^oC、曝氣量 38 L/min 之條件下，先以不同型式氣 泡產生器將 50 L 之自來水曝氧氣達平衡後即停止曝氣，之後則分析水中溶氧之 變化，藉此以評估經不同型式氣泡產生器曝氧氣後，水中溶氧之停留時間。由圖 2-12 可知，經奈米微氣泡產生器曝氧氣後，水中溶氧在 5800 分鐘內，從 35

由此可知，此三種不同型式之氣泡產生器，曝氧氣後水中溶氧之停留時間以奈米 微氣泡產生器之效果最佳。因此，奈米微氣泡產生器將能有效延長曝氣後水中氣 體之停留時間，進一步提升浮除技術之固液分離效率。

0 10 20 30 40

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Time (min)

DO (mg/L)

Nanobubble Injector Diffuser

圖 2-12. 以不同型式氣泡產生器曝純氧達平衡後水中溶氧之衰減情形

(曝氣量：38 L/min；水溫：25

C)