搜索
搜索
我国水源明显不足，水环境污染问题极为。为了更好地实现人类社会的可持续发展观，完成人与自然的和谐发展趋势，破坏水质恢复的分析和实践活动成为当今的热门话题。目前，鉴于湖长制环境污染日益严重，水质曝气作为一种投资少、效果好的项目，被广泛采用。
现阶段，我国一般 选用的曝气机设备，不能引起微纳米级细微气泡，溶氧率低，能耗高。微纳米气泡发生装置可生产直径在50|mm和数十纳米(nm)之间的细微气泡，可快速溶解在水中，进一步提高溶解氧的率。该技术作为一种新型水质曝气技术，在水环境中具有极其广阔的市场潜力。
改变微纳米曝气器的通气量，随空气流量的增加，氧传质系数(Km)逐渐增大。标准氧传质效率(SOTE)随曝气量的增大而降低。结果表明，水温度对KLa和SOTE均有显著影响，随温度升高，PH升高先降后升，在pH=7.2时达到小。随着NHQ的增加，曝气组比例降低，且随浊度增加而增加。SOTE值随温度的升高而增大，与微孔曝气组的趋势一致，但其值小于微纳米曝气组。与SOTE相比，微纳米曝气比SOTE对通气量的变化更为敏感。
微米级曝气在日本的应用较早，不仅用于工业废水、河流治理，还用于养殖.畜牧.食品工业等行业，在河道及湖泊净化等方面的研究与应用，已有70多个研究和应用案例。2008年，Shaip公司将微纳米曝气技术与微生物技术相结合，处理一家日流量在200m3左右的污水厂，取得了良好的效果，使TN去除率达到90%以上。
我国对微纳米曝气技术的研究起步较晚，但随着其技术交流和应用的不断开放，微纳米级曝气已逐渐应用于国内一些项目，并取得了良好的治理效果。
利用微纳米曝气技术，在广州白云湖水质改造工程中，采用微纳米曝气技术，使湖的上游进水水质得到明显改善，曝气装置对水体的溶氧改善效果良好，曝气地点下游水体的溶氧状况有很大改善，整个下游水体DO提高3Mmg/L，各水质指标均有所提高，相关研究表明，泡的大小与停留时间成正比"。范海涛“J”等研究发现，微孔曝气也可以产生较小的气泡，但在气泡上升过程中可能发生合并，使得气泡变大，从而间接降低了气泡比表面积，从而使比表面积变小，从而受到浮力的影响，使水泡更快地排出水面。减少了气泡在水中的停留时间，对气液氧传质不利。
用微纳米曝气法进行的植物浮床处理河道支溪水氮化试验表明，微纳米级曝气浮床技术对河道底泥进行了脱氮试验，结果表明：微纳米级曝气浮床技术对河道底泥进行了脱氮试验。通过对攻.NH4+-N去除率分别达到70.31%.63.25%o洪涛及其他利用微纳米曝气技术处理黑臭水体的研究结果，微纳米曝气技术对黑臭水体中TP.NHZ-N和COD&去除率分别达21.4%.40.3%和39.1%。我国对微纳米曝气技术的研究并不多见，研究的是微纳米粒曝气在黑臭水体的修复效果，对于微纳米曝气过程中氧传质的变化鲜见报道。
除用于湖泊.河道的治理外，国内外很多学者也将微纳米曝气在其它领域进行相关研究。通过对一静态旋流微气泡浮选柱的使用条件的优化，并对含含水的废水进行了处理，结果表明，微泡悬浮柱对含油废水的去除率达到90%以上。对于生物净化作用，米歇森等网对用微生物与微纳米曝气法混合后，注入土壤间隙，以降解土壤中二甲苯。试验结果表明，微纳米粒曝气可以提高微生物的活性，经处理后二甲苯浓度基本被去除，微纳米泡在土壤中维持较长时间，菌株的作用也更加持久。Hotta等利用微米级曝气法在海洋环境中进行了海体底泥污染试验。研究结果表明，微纳米泡不仅能有效地消除底泥中的污染物，而且能增强污泥中的细菌活性，提高污泥的持续污染能力。将微泡气浮与普通气浮工艺相比较，采用微泡气浮和普通气浮工艺，对含油餐饮废水进行预处理，在相似条件下，微泡气浮技术具有较好的气浮性能和较高的去除率。可见，微纳米粒曝气在曝气技术上有一定的性，但微纳米曝气技术在实际应用中要把水体和气体混在一起才能曝气，怎样才能更好地推广微纳曝气技术，也是当前研究的热点。
曝气技术的相关科学研究在已经进行了40多年，投资小，效果好。5o曝气技术广泛应用于的水污染治理中，作为水质原点的修复技术。根据缺乏自净能力的水污染治理，曝气加氧可以修复生态系统和水质净化6o溶氧进入水质，可以氧化发臭化学物质，合理缓解或减少黑臭。水质中溶解氧水平的提高可以钝化处理污泥，抑制污泥中高锰酸盐指数和磷的释放，空气氧化或溶解表面污泥中的恢复化合物，从而在表面堆积物表面产生以兼性细菌为主导的自然环境，促进好氧细菌的繁殖，抑制厌氧发酵微生物菌种和好氧溶解水环境中的有机化合物。曝气复氧了水环境中有氧的自然环境，提高了水质中细菌的数量和活力，从而促进了微生物菌种对受损成分的摄入，减轻了环境污染负荷，有利于建立细菌和藻类相互依存管理体系7o。
微纳米曝气组成微生物菌种技术改善水利枢纽水质。科学研究结果表明，在实施微纳米曝气的几年内，曝气区表面溶氧平均值为9.5mg/L，而非曝气区为8.7mg/L。在底层水质中，曝气区平均值为8.8mg/L，非曝气区平均值为7.8mg/Lo。2018年溶氧平均值为8.9mg/L，2019年升至9.6mg/L。水利枢纽pH值变化区域为7.04~8.61o，水质清晰度从上下游水质清晰度不到1m，再到曝气区域为1m1.5m。2018年清晰度平均值为1m，2019年清晰度平均值提高到1.1m。水利枢纽上下游非曝气区高锰酸盐指数均为1.06mg/L；曝气区二期和中下游高锰酸盐指数均为0.92mg/L；2018年曝气区一、三期高锰酸盐指数均为0.88mg/Lo，2019年降至0.94mg/L。水利枢纽上下游非曝气区总磷值为0.57mg/L，曝气区二期和中下游总磷值为0.039mg/L；曝气区一、三期总磷值为0.033mg/L。2018年总磷浓度值平均值为0.044mg/L，2019年总磷浓度值平均值降至0.042mg/Lo水利枢纽上下游非曝气区可溶活力磷平均值为0.010mg/L；曝气区二期和中下游可溶活力磷平均值为0.008mg/L；2018年曝气区一、三期可溶活力磷平均值为0.007mg/L，2019年SRP平均值为0.008mg/L。水利枢纽上下游非曝气区叶绿素a均值为8.27ugL；曝气区二期和中下游叶绿素a均值为6.17ug/L；曝气区一、三期叶绿素a均值为4.30ug/L。2018年叶绿素a总平均值为6.45ug/L，2019年总平均值降至6.04ug/L。曝气区二期藻类总产量减少率为22.1%；曝气区一、三期藻类总产量减少率为34.5%，春季藻类总产量减少率为27.1%；夏季藻类总产量减少率为31.9%；冬季藻类总产量减少率为25.9%。夏季藻类植物总产量较高，因此减少率也较高，其次是春季和冬季。藻类总产量的平均减少率为28.3%，蓝藻的平均减少率为33.9%，藻类的平均减少率为34.4%，硅藻泥的平均减少率为18.7%o微纳米曝气成分。微生物菌种技术对不同类型的藻类有一定的减少作用。2018年藻类总进化率平均为7.2x106cels/L，2019年藻类总进化率平均降至7.1*106cels/L。
还原性强
微纳米泡破裂后，由更高浓度的正离子气-水分子聚集的机械能在一瞬间释放出来，使H2O溶解形成具有强氧化性的羟基自由基(·0H)I3"]。Zhang等四在衰减系数全反射傅里叶变换红外光谱技术(ATR-IR)的基础上发现，一旦破裂，高能的纳米气泡破裂，在水中生成大量的羟基自由基(2.07V)，具有很强的氧化能力(2.07V)，能够氧化分解有机物，净化处理水体。
(VI)的氧对流换热。
随着微纳米泡直径的减小，气泡的比表面积继续增大，界面张力促使内部标准压力不断增大，使得大量的O2按照气-水相界面融入水相培土壤。由于气泡存在于水中的时间较长，气体与药液接触的时间越长，而且气泡堆积密度越大，促使气体接触液面的距离也随之扩大，O2的使用率因此提升"I。
