微氣泡產生器

NIKUNI KTM氣液混合微氣泡產生泵(渦流渦輪混合器)以渦流泵為核心,一台泵同時完成吸氣、氣液混合與加壓輸送,不需空壓機與加壓溶解槽,就能穩定產生平均直徑約25µm的微細氣泡。可搭配空氣、氧氣、臭氧、二氧化碳、氮氣等氣體,廣泛應用於加壓浮除(DAF)、廢水處理、水產養殖、農業與清洗製程。本文整理微細氣泡的特性、KTM/MBG的原理與規格、應用與選型要點。

什麼是微細氣泡?

一般把直徑約100µm以下的氣泡稱為微細氣泡(Fine Bubble),其中1µm以上的稱為微米氣泡(Microbubble),1µm以下的稱為超微細氣泡(Ultrafine Bubble,也就是常說的奈米氣泡)。微米氣泡在水中多半呈白濁的煙霧狀,超微細氣泡則肉眼看不見。

微細氣泡的特性

  • 上升速度慢:氣泡在水中的上升速度大致與直徑的平方成正比。直徑1 mm的氣泡每分鐘上升約6 m,直徑10µm的氣泡每分鐘只上升約3 mm,因此能在水中停留更久。
  • 表面積大:同樣體積的氣體,切得越細,氣泡越多、總表面積越大,氣體溶入水中的效率越高。
  • 自我加壓溶解:氣泡越小,內部壓力越高,溶解速度也越快,有助於提高氧氣、臭氧等氣體的溶解量。
  • 表面帶負電:氣泡表面通常帶負電,容易吸附水中的油脂與微細懸浮物,這是加壓浮除的基礎。

想進一步了解微細氣泡的原理,請參考微氣泡介紹。

KTM的原理與優勢

Nikuni KTM氣液混合微氣泡產生泵

一台泵完成吸氣、混合、加壓輸送

傳統的加壓溶解式微氣泡系統,需要空壓機、加壓溶解槽、靜態混合器等設備,系統複雜、佔地大、維護成本高。

KTM(Karyu Turbo Mixer)渦流渦輪混合器,利用渦流泵的葉輪同時吸入液體與空氣(或其他氣體),在泵內把氣體剪切成細小氣泡並溶入液體,再以加壓狀態直接送出。吸氣、氣液混合溶解、加壓輸送,三項功能整合在一台設備裡。

設備簡單,省空間、省成本

  • 不需要空壓機:少了噪音與電力消耗。
  • 不需要大型加壓溶解槽:佔地小。
  • 不需要靜態混合器:壓損低。
  • 既有設備的後裝改造、舊系統更新,導入門檻低。

穩定的微細氣泡

  • 氣體吸入量最高可達液體流量的約10%。
  • 搭配台灣二國提供的過量空氣罐時,標準KTM可穩定產生平均直徑約25µm的氣泡;加裝額外設備可使氣泡小於10µm。
  • MBG系列(微氣泡產生器)產生的氣泡粒徑約20µm。

這項技術需要很高的製造精度。KTM已在世界各地的許多產業使用超過20年,具有壽命長、維護成本低的特點。

可搭配多種氣體

氣體常見用途
空氣加壓浮除、廢水處理、曝氣
氧氣(O₂)水產養殖增氧、好氧處理
臭氧(O₃)殺菌、脫色、脫臭、有機物分解
二氧化碳(CO₂)中和、碳酸水製造
氮氣(N₂)脫氧、防鏽處理
氫氣(H₂)氫水製造

KTM也可用於液體與液體的混合,以及粉末與液體的混合。泵體材質可選鑄鐵、SUS304、SUS316、雙相不銹鋼與鈦。

產品系列與規格

KTM系列:渦流渦輪混合器

型號50Hz 水量(L/min)50Hz 空氣量(nL/min)推薦馬力(kW)
KTM20F/N171.3(0~5)0.75
KTM25F/N252.0(0~5)1.5
KTM32F/N504.0(0~10)2.2
KTM40F/N806.4(0~20)3.7
KTM50F113311.0(0~20)5.5
KTM50F220016.0(0~20)7.5
KTM50F325020.0(0~30)11
KTM65SF233327.0(0~40)15
KTM80SF70056.0(0~80)22

規格引用自NIKUNI日本原廠型錄;60Hz規格請洽詢。產品頁:KTM微氣泡產生器

供應型式

  • 電機一體型(16~40 L/min)
  • 泵單體,附軸承座、聯軸器與護罩
  • 泵單體預裝於底座,可搭配合適的電機
  • 含電機,現場對心後即可連接
  • 含電機,出廠前已完成精密雷射對心
  • 一站式(Turn-key)撬裝套件:含過量空氣罐、配管、壓力錶、閥門與電氣控制盤

MBG系列:微氣泡產生器(加壓浮除標準套裝)

MBG系列是為加壓浮除(DAF)系統設計的標準化套裝設備,內建KTM,只要接上水源與電源即可運作。標準規格涵蓋水量0.72~4.6 m³/h,馬力0.75~3.7 kW。

應用領域

廢水處理與加壓浮除(DAF)

DAF加壓浮除槽

這是KTM/MBG最成熟的應用。微細氣泡附著在廢水中的油脂、懸浮固體(SS)、塗料殘渣等污染物上,讓它們浮到水面後刮除。適用於:

  • 食品加工廠排水
  • 半導體、液晶工廠排水
  • 塗裝噴漆廢水
  • 畜牧、屠宰廢水
  • 都市下水處理廠
  • 造紙廠、化製廠製程水循環

曝氣與水質改善

活性污泥曝氣、潟湖曝氣、藻類池塘,以及土壤與地下水修復。微細氣泡在水中停留時間長,有助於提高溶氧、促進好氧菌分解有機物。

水產養殖

以空氣或氧氣產生微細氣泡,提高並維持養殖池的溶氧;也可利用氣泡的浮上作用,分離池中的排泄物與殘餌。另可應用於貝類淨化。

農業與水耕栽培

以含微細氣泡的水灌溉或用於水耕,可增加根部的氧氣供應;搭配臭氧則可用於殺菌。

臭氧水殺菌與食品清洗

KTM可將臭氧以微細氣泡方式溶入水中,製成臭氧水,用於食品清洗、殺菌與CIP系統。延伸閱讀:臭氧殺菌原理與應用

半導體與精密清洗

微細氣泡與臭氧水可應用於積體電路、精密零件的清洗製程。

SPA與溫泉

微細氣泡讓浴池水呈乳白色,應用於飯店、SPA會館、溫泉旅館等。延伸閱讀:微氣泡產生器在牛奶浴的應用

其他氣體注入

二氧化碳注入、氯注入、氫氣注入、氮氣注入、氧氣注入等製程用途。

實際運作影片

選型要點

  • 用途與氣泡大小:標準加壓浮除(DAF)應用,MBG系列是最直接的選擇;需要更細的氣泡時,請告知目標粒徑,以評估所需的設備與運轉條件。
  • 氣體種類:一般廢水處理用空氣即可;殺菌需搭配臭氧,增氧可用氧氣。
  • 處理水量:依水量對照KTM規格表選擇型號,或選用MBG標準套裝。
  • 液體與材質:依液體腐蝕性選擇鑄鐵、不銹鋼、雙相鋼或鈦。
  • 安裝空間:KTM/MBG系統比傳統加壓溶解槽系統小,適合空間有限的後裝改造。

台灣二國提供完整的泵安裝套件與一站式(Turn-key)套件,也歡迎與我們合作開發新的應用。請聯絡我們。

常見問題

KTM產生的是微米氣泡還是奈米氣泡?

標準KTM產生的氣泡平均直徑約25µm,屬於微米氣泡;加裝額外設備可小於10µm。如果您的製程需要特定粒徑,請與我們討論。

KTM需要空壓機嗎?

不需要。KTM由泵本身吸入氣體並完成混合與加壓,不需要空壓機與加壓溶解槽。

可以吸入多少氣體?

最高約為液體流量的10%。各型號的標準空氣量與可調範圍,請參考上方規格表。

除了空氣,還能用哪些氣體?

可使用氧氣、臭氧、二氧化碳、氮氣、氫氣、氯氣等。使用臭氧等腐蝕性或特殊氣體時,請先確認泵體與軸封材質。

延伸閱讀

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