搜索
搜索
微纳米气泡引起的羟基自由基还原性高，给饮用水消毒和液体表面清洁带来很大潜力。许多使用案例也证实了该技术的有效杀菌和成本低廉。Sumikura等24研究了活性氧微纳米气泡对大肠埃菌的消毒杀菌作用，获得了活性氧的消毒杀菌效果。微微纳米气泡产生的振波是导致 大肠埃希菌降解的主要因素。Chen等25产品开发了一套活性氧微纳米气泡发生装置，用于淋浴消毒，避免病原菌生长，应用效果明显优于传统超声波振动法。Broekman等26研究发现，微纳米气泡在高频节能超音波应用中可以有效消除附着在固体化学物质表面的细菌和藻类。Tian等27科学研究了微纳米气泡对陶氏反渗透膜积垢的清洗效果，发现回转曝气清洗效果优于空隙式。
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。
微纳米气泡发生装置主要由发生装置、微纳米曝气头和连接管组成。由曝气头根据循环泵充压。在离心作用下，使其内部产生负压区，气体根据进气口进入负压区，在罐体内部分为附近的液体带和核心汽体带，由高速运行的气石排气部下气体匀称切成直径5~30|^m的微纳米气泡。由于气泡微妙，不会受到水中气体溶解的危害，不会受到温度、工作压力等外部标准的限制，可长期停留在污水处理中，具有的气浮机实际效果。
氧在水质中的传递是通过气体和废水中的O2浓度梯度将O2从致密气体迁移到低密度废水中，因此O2浓度梯度和接触范围确定了曝气的实际效果。在O2浓度梯度不变的标准下，气水接触总面积是决定曝气实际效果的主要因素。
微纳米气泡技术合理解决了水质中气泡接触总面积的问题。根本原因是微纳米气泡的面积可以合理扩大。例如，0.1cm的大气泡可以分散成100nm的微气泡，其面积可以扩大1万倍，从而进一步提高溶解氧的率。同时，由于气泡细小，气浮机性能，可长期停留在污水处理中，从而达到良好曝气实际效果的目的。
由于微纳米气泡发生装置的原理和气泡尺寸与基本曝气设备有很大不同，因此该设备形成的微纳米气泡具有以下特性。
水解状况:水中汽体的溶解性受压力危害大于(1)，但电解质溶液的离子化水可以在融入的微纳米气泡表面产生两层电离子，并随着面积的不断减小而大幅收拢，可以抑制气泡中汽体的释放，进一步提高溶解度。
(2)超声波:微纳米气泡因能量高而开裂，具有很强的作用。
(3)通电性:微纳米气泡表面含有负电，很难将气泡融为一体，在水质中会产生非常茂密细致的气泡，不容易像基本气泡一样结合膨胀开裂。微纳米气泡的表面电位差一般为-30~-50mV，能吸收水质中含有正电荷的化学物质。利用表面正电荷对水质颗粒的吸附，可以固定和分离水质中的有机化学悬浮固体。因此，该技术在提高溶氧的同时，也具有一定的水处理实际效果。
(4)停留性:微纳米气泡在水质上升得很慢，像香烟一样弥漫在水中。比如10prn气泡以100m/s的速度升高，在水质上升高1m需要3小时，所以微纳米气泡会在水中停留很长时间。这一特点也是其融解效率相对较高的关键。这种停留的形成不仅与气泡细水的浮力降低有关，还与其电荷有关。如果选择电极进行观察，随着电级的变化，可以看到小气泡的正负极健身运动和Z型的缓慢上升。
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。
微纳米曝气组成微生物菌种技术实施三年后，改善了水利枢纽的各项水质指标，对碳、氮、磷的环境污染有很强的减少作用。水质总磷远低于高锰酸盐指数，促进了水氮/磷比的提高，有利于蓝藻的减少。微纳米曝气融合微生物菌种强化技术有效应用于恢复水利枢纽水体富营养化水质，本实验科学研究结果为水体富营养化水利枢纽水体改善提供参考。
微纳米曝气组成微生物菌种技术对水利枢纽堆积物的改善作用。科学研究结果表明，曝气区S3的相对性比附近非曝气区S2和S4的TP降低了11.6%和2.7%，曝气区S5的相对性比非曝气区S4的TP降低了32%。S3.S5和S6在曝气危害地区的相对性分别为23.0%.18.0%.10.3%。S3.S5和S6在曝气危害地区的相对性分别为22.4%.5.5%.3.8%。积聚物微生物菌种共检测22.113属，曝气前后对比，积聚物中有益菌变菌门成分增加26.42%，厚壁菌门成分增加5.25%，而标有水体富营养化的绿弯菌门成分减少9.51%，酸链球菌门成分减少5.82%，球菌门成分减少8.16%，其他类别成分弹性系数较低。
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。
微纳米气泡的关键特点如下：
(I)
微纳米气泡体积比一般气泡小很多，水的浮力也小，所以上升缓慢，纳米气泡在上升过程中会继续收拢，终在水中融化消退。汪敏刚等I38对微纳米气泡为人眼所见的乳白色出现时间(关键以微米气泡为主)进行了反复准确测量求平均值的科学研究，测量数据显示微纳米气泡在水中的悬浮时间为5分钟左右。
(I)
微纳米气泡页面会吸引带负电的正离子(如OH-)，产生表面正电荷的正离子层；空气负离子会吸引带正电的正离子(如H+)，在表面正电荷的正离子层周围产生正电荷，这也是微纳米气泡页面的双电层结构39，如图0-2所示。双电层促进气泡之间的排斥，使气泡无法相互结合，气泡在溶液中的均匀分布40o双电层正电荷引起的电位差。Z电位差越高，吸附功能越高。
