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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。上海生物物理所张立娟曾经用同步辐射软线对纳米气泡表面这种水结构进行了研究，证明是一种非常特殊的水结构。

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。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。纳米气泡超长寿命的原因有三个假说：一种观点：纳米气泡没有达到稳定平衡状态，而是处于亚稳定状态，这种状态平衡速度非常缓慢。

微纳米气泡消毒

       基于微纳米气泡的消毒工艺具有降低消毒剂投加量、减小反应器体积、提高消毒效率等优点。利用臭氧微纳米气泡对再生回用水进行消毒，与单独臭氧消毒相比，有效减小了消毒反应器的体积和臭氧投加量。

利用臭氧微纳米气泡对枯草菌、尖孢镰刀菌、果胶菌的灭菌研究表明，将臭氧转换为臭氧微纳米气泡的方式投加，可以在保障杀菌效果的同时大大降低臭氧投加量; 而且，微纳米气泡的强化气液传质作用能保障臭氧气体快速溶解于水中，使得溶液中的臭氧浓度显著增加，有效防止病原体的生。2012年，吴等定义纳米和微纳米气泡，认为500纳米以下为纳米和微纳米气泡。

       对水力空化产生微纳米气泡去除大肠菌的效能进行了研究，发现使用文丘里管比使用多孔板的灭菌效果好。主要原因是文丘里管产生了更大的过流速度和压力降，进而促进了对细菌的机械破碎效果。

     此外，将水力空化微纳米气泡与超声空化和氧水联用的组合消毒工艺可以更加有效且经济地去除饮用水中的总大肠菌群等细菌指标，同时减少消毒剂的投加量和消毒副产物的产生。

微纳米气泡水产养殖

水产养殖增氧消毒系统:利用微纳米曝气技术向养殖水中通入氧气，增加水体溶氧值以满足高密度养殖的要求；利用微纳米气泡曝气技术向养殖水中通入臭氧进行水体消毒，控制好浓度与时间，可以有效防控鱼病的发生，减少鱼药的使用量。

水产养殖池塘中使用微纳米气泡发生系统，除了发挥强大的增氧作用，保证水体溶氧值，以促进水产业健康成长，还有微纳米气泡对改善水质有促进作用。随着水中气泡的向上运动，能将池底的氨氮等有害物质带出水面。

同时，由于微纳米气泡使池塘底部溶氧处于饱和状态，更利于底泥表面有机污染物的充分氧化分解，减轻养殖水体的耗氧和淤泥层的形成，改善水体环境。