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纳米气泡特征讲解

纳米气泡也具有比表面积大的特点，这也是纳米气泡作为气液技术应该的重要基础。另外，纳米气泡还具有刚性大，表面有负电荷，浮力小，稳定性好，长寿命等特点，决定了纳米气泡的特殊用途。纳米气泡的稳定性一直存在争议，按照经典的Young–Laplace公式，当气泡体积越小，表面张力越大，内部压力越大，内部压力大会驱动气泡内气体向液体扩散溶解，表面张力和气体丢失的结果使气泡快速趋向缩小甚至崩溃消失。纳米气泡内压和稳定性方面，存在理论计算和事实不符的情况，目前并没有明确的结论。

纳米气泡表面积和气泡直径呈负相关关系，（表面积A和直径D的数学关系A＝6/D）。因此同样体积的气泡，100纳米直径气泡表面积是10微米直径面积的100倍。

      理论上气泡形成消耗能量依赖于界面面积，界面面积决定于气泡表面张力。直径小于25微米的微纳米气泡表面刚性强，类似于高压气球，不容易压破。数毫米直径的大气泡表面比较柔软，很容易变形压破。大气泡的浮力比较大很容易上升到液面。

     Stokes公式R =ρgd2/18μ（ρ = 密度，g = 重力加速度，d =气泡直径，μ =粘滞度）可计算气泡上浮速度。气泡上漂浮速度和气泡直径的平方成正比，这种关系只使用于小气泡。分析发现，纳米气泡表面电荷能对抗表面张力，避免纳米气泡内形成过高压，能减少气体因高压向液体中溶解，避免纳米气泡发生崩解。直径大于2毫米的大气泡由于外形发生变化，上升速度并不会受直径影响。低于1微米的纳米气泡上升速度非常慢，远低于布朗运动，整体上表现为不上升。

微纳米曝气改善水质的主要作用

溶解氧是水体净化的重要因素之一。溶解氧高，有利于对水体中各类污染物的降解，从而使水体较快得以净化;反之，溶解氧低，水体中污染物降解缓慢。微纳米气泡曝气技术对改善水质的作用主要有以下几个方面。

①微纳米气泡消除有机物污染和黑臭

   由于微纳米气泡具有很强的滞留性，能够提供更加充足的氧气，在丰富好氧微生物的条件下，有机物污染指标COD和BOD明显下降，黑臭现象消失。同时，水体底部的有机物降解所产生的有毒和有害气体被去除。

②微纳米气泡减少水体营养盐含量:

由于微纳米气泡具有很强的气浮性、滞留性和扩散性，其上升作用弱，水体充氧后可有效抑制湖底的有机质分解过程，减少水底氮、磷营养盐的释放量。

③微纳米气泡消除藻类水华:

微纳米气泡曝气具有较强的复氧功能，可提高水生动物的生存环境，从而抑制藻类的生长。

④微纳米气泡改善水色及透明度:

被污染水体中的多种无机和有机悬浮物、活的浮游植物及残骸、大型水生植物碎屑、分解的有机体碎屑等是影响水色和透明度的主要物质。微纳米气泡曝气能够更加有效地促进水生生物的生长，从而减少了水中有机质，使水体透明度明显提高，改善水色。

⑤微纳米气泡减少底泥内源污染:

微纳米气泡曝气增氧后，河湖底质表层含氧量增加，好氧微生物活动趋强，通过微生物的代谢过程促进底泥有机污染物的降解，逐步形成无机化底质覆盖层，阻断内源污染。

微纳米气泡土壤消毒

以灌溉水源为杀菌介质，利用微纳米气泡曝气技术产生高浓度臭氧水，对保护地内土壤和空气进行联合杀菌消毒，同时，臭氧微纳米气泡系统集成了***的物理、化学、生物技术，能够有效缓解土壤真菌、细菌、病毒等土传病害的侵扰。臭氧微纳米气泡喷雾可以对兰花鐮孢菌、草莓病菌、沙门氏菌等具抑菌的功效，减低红蜘蛛、介壳虫等害虫的发生率。研究表明，臭氧能够有效杀灭引起枯萎病和软腐病等病害的病原性真菌和细菌，以及引起病毒病的花叶病毒等。

微纳米气泡曝气技术是指通过微纳米气泡快速发生装置，将气体(如:空气、氧气、臭氧等)用高速旋回切割方式反复剪切破碎，在水体中形成直径小于50微米的气泡。微纳米气泡水可以提高气体在水体中的溶解效率。这个转速是一个涡轮喷气发动机的等级，就像是汽车的引擎以每分钟5000转的速度运行，方向盘速度时约为10,000转/分钟，所以微纳米气泡发生器的超高速转动要有多快，我想大家可想而知。与传统曝气方式相比，微纳米气泡水具有气泡小、比表面积大、上升速度慢、水中停留时间长等优势。

实验表明，微纳米气泡水比普通水的含氧量更高，衰减速度更慢，更能够适应水处理中曝气的需要。为提高曝气效率，降低气泡直径从而增加气相在水体内的滞留时间是研究的主要方向之一。当气源为臭氧时，通过微纳米气泡曝气技术能够形成高浓度的微纳米气泡臭氧水，利用臭氧的强氧化作用分解有机污染物。在水处理工艺中，通过微纳米臭氧气泡水的消毒工艺和微纳米富氧气泡水的增氧工艺的结合，能够起到综合治理的效果