又稱(chēng)蛋白分離器,其通過(guò)射流器將空氣(或臭氧)射入水體底部,使處理單元底部產(chǎn)生大量微細(xì)小氣泡,微細(xì)小氣泡在上浮過(guò)程中依靠其強(qiáng)大的表面張力以及表面能,吸附聚集水中的生物絮體、纖維素、蛋白質(zhì)等溶解態(tài)物質(zhì)(或小顆粒態(tài)有機(jī)雜質(zhì)),隨著氣泡的上升,污染物等雜質(zhì)被帶到水面,產(chǎn)生大量泡沫,最后通過(guò)泡沫分離器頂端排污裝置將其去除。由于泡沫分離技術(shù)在去除微細(xì)小有機(jī)顆粒物等方面的優(yōu)勢(shì)尤為突出,因此泡沫分離器在RAS中被廣泛應(yīng)用。
蛋白質(zhì)分離器:(Protein skimmer)又稱(chēng)為蛋分,蛋分器,化蛋,化氮器,蛋白質(zhì)除沫器,蛋白質(zhì)分餾器,泡沫分餾器。它是利用水中的氣泡表面可以吸附混雜在水中的各種顆粒狀的污垢以及可溶性的有機(jī)物的原理,采用充氧設(shè)備或旋渦泵產(chǎn)生大量的氣泡,將通過(guò)蛋白質(zhì)分離器將海水凈化,這些氣泡全部集中在水面形成泡沫,將泡沫收集在水面上的容器中,它就會(huì)變?yōu)辄S色的液體被排除。
蛋白質(zhì)分離器的工作原理很簡(jiǎn)單,但能很有效的利用氣泡的表面張力來(lái)分離水中的蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)分離器有三種:逆流式、壓力式和氣舉式(已基本淘汰)。理論上蛋白質(zhì)分離器能分離水中80%的蛋白質(zhì),但她的實(shí)際工作能力只能分離水中30——50%的蛋白質(zhì)廢物,能達(dá)到50%已經(jīng)是很不錯(cuò)了。
蛋白質(zhì)分離器的接觸表面,類(lèi)似于空氣和水之間的表面。舉例來(lái)說(shuō),水族箱的水表面所形成的接觸表面,有一定的表面張力,所以纖維素、蛋白素和食物殘?jiān)厝粫?huì)在此堆積。事實(shí)上,如果擴(kuò)大表面區(qū)域,例如產(chǎn)生氣泡(制造泡沫),則會(huì)有更多的纖維素、蛋白素和食物殘?jiān)诒砻孀匀坏匦纬?。泡沫的粘度將隨著表面的增強(qiáng)和擴(kuò)大,以及氣泡的逐漸消失而改變。因此,蛋白質(zhì)分離器的有效性就在于擴(kuò)大氣體和液體之間的表面區(qū)域以及其特定的表面張力。然而,所產(chǎn)生的泡沫與水族箱中水循環(huán)的排放是分離的,這也就是為何泡沫可直接由水族箱中清除廢物的方法。
蛋白質(zhì)分離器的優(yōu)點(diǎn):
1、它不是過(guò)濾器,而是一臺(tái)簡(jiǎn)單的機(jī)器;
2、它能在有機(jī)物分解成有毒廢物前將她分離,減輕了生化系統(tǒng)的負(fù)擔(dān);
3、增加水中的溶氧量。

蛋白質(zhì)分離器的缺點(diǎn):
1、會(huì)氧化水中的微量元素,如鐵、鉬、錳等重要的微量元素;
2、會(huì)造成鹽分的喪失;
3、海水被霧化后會(huì)無(wú)孔不入,且腐蝕性很強(qiáng);
4、在增氧的同時(shí)會(huì)排出CO2——珊瑚必須的。
雖然蛋白質(zhì)分離器有許多優(yōu)點(diǎn),但它最多只能清除水循環(huán)中80%的有機(jī)新陳代謝產(chǎn)物。為了達(dá)到更佳的效果,蛋白質(zhì)分離器必須同時(shí)配合使用臭氧機(jī)。
水中也含有一些蛋白質(zhì)分離器所不能分解的物質(zhì),包括血漿蛋白之類(lèi)的蛋白質(zhì),以及氨基酸中蛋白素的某些成分。通常蛋白質(zhì)分離器只能清除30%到50%的物質(zhì)。若要蛋白質(zhì)分離器愈活躍,它所需要的動(dòng)力就愈多。
有了動(dòng)力的輸入及表面的擴(kuò)大,除了蛋白素的結(jié)合之外,還可產(chǎn)生其他的作用。首先,一個(gè)非常有利的因素,就是大量的氧氣會(huì)注入水中,這些氧氣可以促進(jìn)細(xì)菌分解殘?jiān)?。但是,這項(xiàng)作用也會(huì)除去水族箱中的二氧化碳,也會(huì)因?yàn)樘妓猁}硬度下降,并使得pH值升高。由于不同氣體,也就是二氧化碳和氧氣的密集交換,使得反應(yīng)接觸點(diǎn)部分的氧氣含量極高,因而導(dǎo)致鐵、鉬和錳之類(lèi)的主要微量元素在水面之外被氧化掉。此外,對(duì)于單細(xì)胞蟲(chóng)黃藻的影響也十分重大,其用來(lái)保存微量元素的凝膠,會(huì)因?yàn)檫@種反應(yīng)而解體。而蛋白質(zhì)分離器所排放的凈水充滿(mǎn)了豐富的氧氣,只含有少量的二氧化碳、微量元素和維生素,所以在使用蛋白質(zhì)分離器,必須適當(dāng)?shù)靥砑舆@些物質(zhì)。然而,這也可能會(huì)產(chǎn)生特殊的困難,尤其當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)分離器必須額外地依靠臭氧來(lái)工作時(shí),則上述反應(yīng)都會(huì)更加增強(qiáng)。

高度對(duì)蛋白分離器的影響:分離器的高度由停留時(shí)間的大小和液流速度確定。對(duì)給定的被處理水,液體流速的計(jì)算步驟是:
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⑴、由最佳氣液比、水量計(jì)算所需的氣量;
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⑵、由最佳氣流速和所得出的氣量計(jì)算出分離器的截面積;
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⑶、由水量、分離器的面積計(jì)算出液體的流速;
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⑷、校核液體在該流速條件下,水流是否處于紊動(dòng)狀態(tài),可相應(yīng)增加氣液比重復(fù)上述計(jì)算。這樣就可以決定分離器的高度。
在給定的氣、液流速的條件下,分離器越高,其停留的時(shí)間越長(zhǎng),有利于氣泡達(dá)到在給定條件下的最大吸附量和保證水的處理效果。
分離器必須有一定的高度:
分離器的高度影響著水中有機(jī)物與氣泡的接觸時(shí)間,接觸時(shí)間過(guò)小,水中的有機(jī)物還沒(méi)被吸附就被排出分離器,從而造成去除率下降,
不能采取增加分離器的面積而不增加分離器高度的方法以增加接觸時(shí)間。必須具有一定的液柱高度,以保證氣泡上升到泡沫層能夠浸透。對(duì)于給定的被處理水,如果分離器的橫截面積很大,但高度很低,即使分離器在最佳的氣液比和氣流速度的條件下運(yùn)行,也不可能得到很好的去除效果。因?yàn)殡m然水體在分離器內(nèi)也有足夠的停留時(shí)間,但對(duì)于給定的氣泡其在分離器內(nèi)的停留時(shí)間很短,在吸附量很小的情況下就被排出分離器。
氣泡在分離器內(nèi)的停留時(shí)間主要由分離器的高度決定,液體在分離器內(nèi)的停留時(shí)間應(yīng)由分離器的體積決定。氣泡在水中的停留時(shí)間還隨著有機(jī)物濃度的不同而異。
有機(jī)物的去除率與氣液比、氣流速、有機(jī)物濃度和分離氣的高度等因素有關(guān)。隨著高度的增加,氣泡和水體在分離器內(nèi)的停留時(shí)間都相應(yīng)增加,高度較高分離器去除率增大。
分離器過(guò)高影響氣泡的穩(wěn)定性:
但當(dāng)氣量氣流速及高度能夠滿(mǎn)足要求,分離器的高度過(guò)高,分離器去除效率并不是最大,而可能變低。這是因?yàn)榉蛛x器高度的增加有利于增加接觸時(shí)間,不利于氣泡的穩(wěn)定性,
氣泡的穩(wěn)定性,如果分離器高度過(guò)大,雖然能有足夠的接觸時(shí)間,氣泡在上升過(guò)程中,氣泡內(nèi)壓力變化較大,從而造成氣泡的破裂和合并,粒徑變大,降低去除效率,分離器的分離效果。
分離效果與有機(jī)物的濃度有關(guān),在一定有機(jī)物的濃度的情況下,存在一個(gè)最佳的泡沫分離器的高度應(yīng)在90-120cm,但對(duì)分離不同的有機(jī)物所需高度是不一樣的。分離器最佳去除率的高度是隨著有機(jī)物的濃度而變化的要使被處理水的有機(jī)物濃度達(dá)到處理要求,對(duì)于含有機(jī)物濃度不同的水體,其在分離器內(nèi)和氣泡接觸的時(shí)間就不同。