前進時，螺旋槳攪動河水，翻起大量氣泡，然而，螺旋槳並未向河道中鼓氣，卻有氣泡冒出，其主要原因是：

·螺旋槳高速旋轉；

·船體移動過程中，造成水下螺旋槳區域真空，後方河水來不及填充該區域；

在以上兩種作用下，導致該區域壓強迅速變小，而使得河水的沸點迅速變低，從而河水汽化，因此局部區域形成海水沸騰現象。

沸騰時，形成了大量的細小的空泡，即內部為真空，外部為水膜，水包真空泡，空泡形成後，迅速變小，最終消失，然後在空泡消失的瞬間，釋放出大量的能量。

2.潛艇

軍事專家在潛艇使用過程中發現，潛艇螺旋槳，在使用1-2年後，螺旋槳槳葉上產生小彈坑一樣的孔，潛艇航速也很難提升，即使更換各種材質的螺旋槳，也無可避免出現該種情況。經各國專家經過研習後，一致認定了一種現象「空泡」，即潛艇在海水中高速前進，螺旋槳高速運轉，在螺旋槳周圍形成了大量的空泡。

在空泡爆炸的瞬間，產生巨大的能量同時，腐蝕了螺旋槳，因此，潛艇經過一段使用後，需對螺旋槳進行保養甚至更換。而潛艇速度越快，螺旋槳轉速越高，形成的空泡數量越多，潛艇需要克服的空泡阻力越大，因此，在空泡形成後，潛艇較難提速。

3．超空泡導彈

前蘇聯軍事專家，已研究出海底超空泡魚雷導彈，在空氣中，阻力約為水中的1/900，如若在海水中魚雷導彈四周通過氣體包圍，導彈航速將大大增加。

其原理即在魚雷頂部裝置空泡發生器，不斷釋放空泡包裹導彈，最終在海水中速度可達到100節，約185公里每小時。

4．小結

空泡普遍存在於生活之中，無論其應用於民用還是軍用，該現象產生的要素有二：

·螺旋槳高速旋轉

·形成瞬時的真空區域

空泡消失瞬間，產生巨大的能量，能腐蝕最耐用的螺旋槳上的材料，說明空泡能量足以空化或腐蝕所有的物質。

5.LAN技術原理

鑒於以上，利用空泡效應，我公司研發出新型技術，LAN，用以處理VOCs廢氣，其基本原理，利用空泡發生裝置，在密封空間內，釋放出大量的納米空泡，與VOCs廢氣發生反應，納米空泡與VOCs充分接觸後，一方面將VOCs由氣相捕捉至液相，隨即，空泡破裂，產生的巨大能量強行礦化VOCs，從而達到去除廢氣中的VOCs的目的。

二.LAN技術介紹

1.微納米空泡介紹

微納米級空泡，使水分子的原子團變的更小、超微細氣泡中的氧容易溶入原子團的間隙中，同時氧分子打破了水的界面使超微細氣泡更容易溶入水中；水分子團始終進行著「布朗運動」，不斷地進行不規則【布朗運動：1827年，蘇格蘭植物學家R·布朗發現水中的花粉及其它懸浮的微小顆粒不停地作不規則的曲線運動，稱為布朗運動】衝撞。在「布朗運動」的同時，超微細氣泡也沉降、破裂；超微細氣泡的會合期【超微細氣泡的壽命】最長可為24天左右。在大量超微細氣泡在與異味氣體結合時破裂，瞬間產生巨大能量【約3微秒時間】，破裂時產生一定能量的超聲波（水能量波）、併產生大量的羥基自由基（目前公認的最強氧化基團）。

基於以上原理，我們將此技術治理廢氣，微納米空泡能起到捕捉並分解VOC及異味分子。

2.微納米空泡發生裝置

本次技術核心技術在於微納米空泡發生裝置，如下示意圖：

圖1 微納米空泡發生裝置示意圖

·文丘裏發生器

噴淋水由水泵高速泵入該裝置，在文丘裏裝置內，水流速度進一步加速，進入螺旋槳。

·螺旋槳

經文丘里加速後，進入螺旋槳，此時，形成類似於潛艇工作方式，水流高速由螺旋槳甩出，螺旋槳高速旋轉，螺旋槳處形成瞬時真空，大量空泡在此區域形成，隨即在釋放口高速射出。

2.2.2微納米空泡與普通氣泡區別

圖2 微納米空泡與普通氣泡區別

圖3 微納米空泡的壓壞現象

2.3 微納米空泡小試實驗

2.3.1 微納米空泡粒徑實驗

蒸留水　　水圧約0.63MPa

圖4 空泡粒徑分佈圖

經微納米空泡發生器後，60%氣泡粒徑在30微米以下。以普通工業用噴嘴水珠直徑8mm，普通噴嘴一滴水，表面積為50.24mm2，體積為268mm3，以平均粒徑30um計算微納米空泡，普通一滴水容積268mm3，單個納米微氣泡容積14130um3，可容納19000000個納米微氣泡，單個微納米氣泡比表面積2826um2，總計比表面積2826*19000000um2=53694mm2。

微納米氣泡樣圖

圖6微納米空泡設備樣圖

工作方式：

廢氣由底部進入設備，高壓泵由底部水箱將水抽入微納米空泡發生裝置，形成空泡，空泡粒徑分佈在2-50um，可將大部分廢氣的有機污染物捕捉，同時，空泡破裂，破裂同時發生壓壞現象，將附著於空泡表面的有機污染物徹底礦化，生成二氧化碳和水，少部分未礦化的有機物隨水流進入水箱，經凈化的廢氣由設備頂部排出。

三、LAN技術應用對象

綜合以上，LAN技術對COD，VOCs及氨氮類等有機化合物處理，且處理對象無選擇性，具體如下表所示：

表1 LAN技術應用對象

環保類別

領域

技術特點

備註

廢水

印染脫色

氧化染料中顯色基團，達到脫色目的

銅氨蝕刻液除氨氮

空泡負電與氨氮附著後，氧化，徹底氧化氨氮

高鹽廢水

不受高鹽分影響

廢氣

傢具廠

線路板廠

印刷廠

礦化大部分VOCs，少部分進入循環水中

維護保養簡單可行

微納米空泡技術中試實驗

4.1 中試機

表3 LAN中試機參數

4.2 現場中試情況

4.2.1 現場圖片

下圖為現場中試圖片

圖7 廣州黃埔區某大型線路板多層板印刷企業

實驗情況

中試第三方監測數據

表2 中試數據

監測進氣風量

202m3/h

設備運行時間

168小時

進氣VOCs濃度

223mg/m3

出氣VOCs濃度

13.2mg/m3

設備運行初始時間

2017.05.01

廢氣取樣時間

2017.05.08

取樣時間

循環水COD

13mg/L

2017.05.02

空白，自來水

216mg/L

2017.05.04

419mg/L

2017.05.06

658mg/L

2017.05.8

第三方監測報告

監測數據分析

1.廢氣

在連續7天的運行168小時狀況下，最終取樣，在進氣濃度達到223mg/m3，情況下，排氣濃度VOCs仍可持續穩定低至13.2mg/m3，VOCs去除率高達95%，從其廢氣成分分析，主要含有丁酮丙酮類易溶於水的有機污染物，並有少量的三苯和非甲烷總烴，考慮到微納米空泡不僅有高於普通噴淋200倍的比表面積，同時伴隨有空化效果，該類廢氣達到95%去除率，屬於正常現象。

2.廢水

從循環水的COD監測來看，COD呈遞增狀況，大部分（95%）的VOCs被微納米空泡捕捉，伴隨著空泡的破裂，捕捉的VOCs被空化，但仍有部分進入循環水中，因此引起循環的COD上升。

循環水COD計算

7天內，VOCs總量

202*24*7*223=7.6kg

取丙酮，折算COD

7.6*2.2=16.7kg

丙酮含量最大，1kg丙酮約合2.2kgCOD

廢氣去除率

95%

進入循環水及空化的COD總量Q2

Q2=Q1*95%=15.8kg

循環水中實測COD濃度

658mg/L

循環水中實際COD總量

130L*658mg/L=0.09kg

若無空化作用，理論循環水COD

120000mg/L

微氣泡空化的COD

15.8-0.09=15.7kg

微氣泡對總COD去除率

15.7/16.7=94%

1.微氣泡對廢氣的污染物的空化作用確實存在，否則，循環水中理論COD濃度應高達120000mg/L，而實測，僅有658mg/L；

中試結論

1）微氣泡對該線路板廠的多層板印刷工序產生的廢氣，去除效果顯著，去除率可高達95%；

2）廢氣持續穩定達標排放；

3）通過監測噴淋水的COD，根據物料守恆原理，微納米空泡技術的壓壞現象確實存在，能去除廢水中95%的有機污染物；

4）噴淋水經一段時間後，需進行處理後，主要去除水中粘性物質，可再回用至水箱中，當循環多次後，循環水不再適用，建議當作零星廢水轉移，不增加廠內廢水處理負擔。

五.微納米空泡（LAN）與傳統技術對比

進氣濃度以300mg/m3，計，24小時運行，最終排氣濃度以50mg/m3計

每萬方風量計

LAN技術

活性炭

備註

投資成本

25萬/10000m3

6萬/10000m3

技術參數

2組微納米空泡發生裝置，2臺高壓水泵，1臺不鏽鋼塔

1噸活性炭，活性炭飽和吸附量0.3kg/kg，吸附總量300kg，每小時吸附的VOCs量為2.5kg

以市場上最好最優的活性炭計量

更換週期

180天，循環水委外

5天更換活性炭

每年運行費用清單

1.電耗

4.4kw*24*365=38544kwh

電費=38544*0.8=30835元

新活性炭

5000元

不計引風機電耗在內

循環水零星廢水委外週期

180天

更換人工費

1000元

週期內，循環水處理週期

7天

飽和活性炭委外費用

3500元

一年內，循環水處理次數

51次

每次更換費用總計

9500元

一年內循環水總量

102噸

每年更換次數

73次

循環水噸水處理費用

200元/噸

每年活性炭費用

693500元

2.循環水處理費用

20400元

含1名兼職人員費用

3.污泥當作零星費用委外費用

102*0.1*800=8160元

4.循環水當作零星廢水委外費用

4*800=3200元

運行費用合計

62595元

693500元

使用壽命

5年

五年投資費用

562975元

3527500元

每年投資費用

112595元

705500元

說明：在同等達標排放基礎上，LAN一次性投入費用貴，但其運行費用僅為活性炭的16%，且不會有活性炭二次污染問題出現

微納米空泡（LAN）結論

1.微納米空泡技術是一種軍工技術工業化應用，其利用文丘裏及螺旋槳的有效融合，產生了空泡。

2.空泡在廢氣處理中，比表面積為普通氣泡的200倍以上，因此有著良好的污染物捕捉能力，同時由於空泡存在，在空泡破裂瞬間，釋放出大量能量，能夠礦化有機廢氣，生成二氧化碳和水分子，微納米空泡技術能夠對VOCs廢氣有效處理，並且能夠持續穩定達標排放；

3.微納米空泡技術對有機物的有效捕捉和氧化作用，使得循環水更換週期延長，再輔以循環水廢水處理，大大延長了循環水循環週期；

4.微納米空泡技術是一種將廢氣中的污染物全方位考慮氣水污泥多位考慮的廢氣處理技術，因此能夠徹底解決VOCs廢氣問題。

5.與傳統廢氣技術相比，其具有一次性投資費用高，但後期運行費用省的特點。