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微納米氣泡
 
 
微納米氣泡概述
    多指氣泡發生時直徑在10微米到數百納米之間的氣泡,這種氣泡是介于微米氣泡和納米氣泡之間,具有常規氣泡所不具備的物理與化學特性。
 
微納米氣泡的特性
1.比表面積大
    10微米的氣泡與1毫米的氣泡相比較,在一定體積下前者的比表面積理論上是后者的100倍。空氣和水的接觸面積就增加了100倍,各種反應速度也增加了100倍。
2.自身增壓溶解
    由于氣泡表面張力對內部產生的壓縮作用,使得微氣泡在上升過程中不斷收縮并表現出自身增壓效應。氣泡直徑的縮小,氣泡界面的比表面積也隨之增大,導致內部氣壓增大,增加了氣體的溶解速度,最終氣泡縮小破裂,溶解到水中。
3.表面帶電
    純水溶液是由水分子以及少量電離生成的H+和OH-組成,氣泡在水中形成的氣液界面具有容易接受H+和OH-的特點,而且通常陽離子比陰離子更容易離開氣液界面,而使界面常帶有負電荷。當微納米氣泡在水中收縮時,電荷離子在非常狹小的氣泡界面上得到了快速濃縮富集,表現為電位的顯著增加,到氣泡破裂前在界面處可形成非常高的電位值。
4.產生大量自由基
    微氣泡破裂瞬間,可激發產生大量的羥基自由基。羥基自由基具有超高的氧化還原電位,其產生的超強氧化作用可降解水中正常條件下難以氧化分解的污染物,實現多種有機廢氣、有機廢水的高效分解及打斷有機物的分子鏈結構,實現對水質的凈化作用。
5.傳質效率高
    微氣泡的自身增壓特性,可使其在氣液界面處傳質效率得到持續增強,并且微氣泡即使在水體中氣體含量達到過飽和條件時,仍可繼續進行氣體的傳質過程并保持高效的傳質效率。
6.氣體溶解率高
    微納米氣泡具有上升速度慢、自身增壓溶解的特點,使得微納米氣泡在緩慢的上升過程中逐步縮小成納米級,最后消減湮滅溶入水中,從而能夠大大提高氣體(空氣、氧氣、臭氧、二氧化碳等)在水中的溶解度。對于普通氣泡,氣體的溶解度往往受環境壓力的影響和限制存在飽和溶解度。在標準環境下,氣體的溶解度很難達到飽和溶解度以上。而微納米氣泡由于其內部的壓力高于環境壓力,使得以大氣壓為假定條件計算的氣體過飽和溶解條件得以打破。
 
微納米氣泡應用領域
1.醫療應用
    用微氣泡或加臭氧,可進行創面治療:如創面清淤、殺菌等。
2.水產養殖
    水體中高度溶氧的控制對魚的健康及生長至關重要,采用微氣泡技術代替傳統的增氧方式,可以大大提高魚的活性與產量。
3.農業栽培
    利用微納米氣泡快速發生裝置對灌溉水進行曝氣處理,不僅能夠提供充足的氧氣,并且其特有的帶電性、氧化性、殺菌性等使其具有特殊的生物生理活性,促進植物的生長發育。
4.食品加工
    機能性的微納米臭氧氣泡水可以實現無害化的非熱殺菌,既能保持原質,又可以達到無菌化的目的。臭氧具有強氧化性,可殺滅表面的各種細菌和病毒,達到解毒目的。
5.溫泉洗浴
    微納米氣泡牛奶浴:水中的氣泡從零開始增大至微米級氣泡而破滅,產生的低音頻率具有去除污垢的效果,同時低音頻率令人有鎮靜與愉悅的感覺。超微氧氣泡,可以滋養皮膚、延緩老化,達到高氧療法之功效。
6.水生態修復
    微納米氧氣氣泡的水對水體中動植物具有促進生物活性的作用,同時有降解水體淤泥,去除綠藻的作用。隨著氣泡內溶解氧的消耗不斷向水中補充活性氧,可增強水中好氧微生物、浮游生物以及水生動物的生物活性,加速其對水體及底泥中污染物的生物降解過程,實現水質凈化目的。
7.污水處理
    微納米氣泡是直徑小于50微米的極細微氣泡,微納米氣泡在水中上升速度慢、停留時間長、溶解效率高,并具備自增氧、帶負電荷和富含強氧化性的自由基等特性。這些特點使得微納米氣泡在水處理上具有廣泛的應用前景。
    懸浮物的吸附去除:微納米氣泡不僅表面電荷產生的電位高,而且比表面積很大,因此用在廢水預處理中,對懸浮物和油類表現出了良好的吸附效果與高效的去除率,對COD、氨氮及總磷也具有較好的去除效果。
    難降解有機污染物的強化分解:微納米氣泡破裂時釋放出的羥基自由基,可氧化分解很多有機污染物,在難降解廢水處理與污泥處理方面,已表現出了很好的應用前景。應用中,可也采用其它強氧化手段進行協同作用,如紫外線、純氧以及臭氧等強氧化手段,以更好地發揮對廢水中有機污染物的氧化分解作用。

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