空化技术--废水处理的高效工艺流程

水动力空化（HC）正在成为可持续废水处理领域最有前途的技术之一。RAPTECH 的 CaviFlow® 设备利用空化作用加强氧化、混合、分离和过滤，从而以更低的能耗实现更高的效率。

概念与机理

当空化气泡溃散时，它们会产生局部热点，形成瞬时极端条件--几开尔文的温度和几百巴的压力[1]。这种环境会促进水和溶解氧的分解，形成羟基自由基 (-OH) 等高活性物质，从而有效降解有机污染物[2]。 除了自由基的形成， 密集的在线混合 还能确保污染物、氧化剂和微生物菌落均匀地暴露在空化作用下。该工艺还得益于可控的热效应：当水反复通过空化区时，会产生轻微的散热。这种额外的温度提高了反应动力学、氧气传输和整体处理效率[3]。

应用

预处理以提高曝气和生物活性

• 增强氧气传输和微生物的可及性
• 促进水和溶解氧形成自由基
• 即使不添加化学品，也能提高氧化效率

氧化处理的增效剂

• 与臭氧、₂O₂ 和组合式高级氧化工艺有很强的协同作用

活性炭处理增强剂

• 减少污垢、改善吸附性并延长过滤器寿命

支持陶瓷膜过滤（微滤、超滤和纳滤）

• 空化可减少膜表面的污垢和浓度极化
• 通过防止孔隙堵塞提高通量并延长膜寿命

支持沉淀和澄清

• 破坏胶体、乳状液和细菌菌落的稳定性，改善分离和污泥沉降
  
  

的优点

• 能效 - 通过强化氧气输送降低曝气需求
  
• 氧化性能 -提高微污染物和微量元素的去除率
  
• 过滤和膜增强 -减少污垢，提高通量，延长活性炭和陶瓷膜系统的使用寿命
  
• 沉淀辅助 - 改善颗粒失稳和污泥分离
  
• 模块化 -易于集成到现有处理系统中

典型废水应用

• 市政污水（生活污水和中水）
• 工业废水（含染料、制药、含油水，包括 FO/HFO
  

CaviFlow®展示了 物理和化学强化如何将废水处理转变为更具可持续性、能效和成本效益的工艺。它将自由基驱动化学、热强化、先进过滤支持和卓越混合相结合，是实现面向未来的水处理解决方案和循环经济目标的实用途径：作者： Ahmad Saylam 博士 |RAPTECH Eberswalde GmbH

参考文献

1. Gogate, P. R., & Pandit, A. B. (2005).流体动力空化作为未来技术的回顾与评估。超声声化学，12（1-2），21-27
2. Jyoti, K. K., & Pandit, A. B. (2004).用于水消毒的臭氧和空化。生化工程学报》，18（1），9-19
3. Ashokkumar, M. (2011).声空化气泡的特征--概述。超声声化学，18（4），864-872
4. Cunyu, L., et al. (2024).超声波辅助膜法系统净化甘草废水。超声波声化学，111，107098
5. Bagal, M. V., & Gogate, P. R. (2014).使用基于空化和芬顿化学的混合方法处理废水：综述。超声波声化学，21（1），1-14
6. Krause, C., et al. (2019).用于水和废水处理的陶瓷膜。Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 578, 123513