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微納米氣泡引起的羥基自由基還原性高，給飲用水消毒和液體表面清潔帶來很大潛力。許多使用案例也證實了該技術的有效殺菌和成本低廉。Sumikura等24研究了活性氧微納米氣泡對大腸埃菌的消毒殺菌作用，獲得了活性氧的消毒殺菌效果。微微納米氣泡產(chǎn)生的振波是導致?大腸埃希菌降解的主要因素。Chen等25產(chǎn)品開發(fā)了一套活性氧微納米氣泡發(fā)生裝置，用于淋浴消毒，避免病原菌生長，應用效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)超聲波振動法。Broekman等26研究發(fā)現(xiàn)，微納米氣泡在高頻節(jié)能超音波應用中可以有效消除附著在固體化學物質表面的細菌和藻類。Tian等27科學研究了微納米氣泡對陶氏反滲透膜積垢的清洗效果，發(fā)現(xiàn)回轉曝氣清洗效果優(yōu)于空隙式。
我國水源明顯不足，水環(huán)境污染問題極為。為了更好地實現(xiàn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展觀，完成人與自然的和諧發(fā)展趨勢，破壞水質恢復的分析和實踐活動成為當今的熱門話題。目前，鑒于湖長制環(huán)境污染日益嚴重，水質曝氣作為一種投資少、效果好的項目，被廣泛采用。
現(xiàn)階段，我國一般?選用的曝氣機設備，不能引起微納米級細微氣泡，溶氧率低，能耗高。微納米氣泡發(fā)生裝置可生產(chǎn)直徑在50|mm和數(shù)十納米(nm)之間的細微氣泡，可快速溶解在水中，進一步提高溶解氧的率。該技術作為一種新型水質曝氣技術，在水環(huán)境中具有極其廣闊的市場潛力。
氧在水質中的傳遞是通過氣體和廢水中的O2濃度梯度將O2從致密氣體遷移到低密度廢水中，因此O2濃度梯度和接觸范圍確定了曝氣的實際效果。在O2濃度梯度不變的標準下，氣水接觸總面積是決定曝氣實際效果的主要因素。
微納米氣泡技術合理解決了水質中氣泡接觸總面積的問題。根本原因是微納米氣泡的面積可以合理擴大。例如，0.1cm的大氣泡可以分散成100nm的微氣泡，其面積可以擴大1萬倍，從而進一步提高溶解氧的率。同時，由于氣泡細小，氣浮機性能，可長期停留在污水處理中，從而達到良好曝氣實際效果的目的。
由于微納米氣泡發(fā)生裝置的原理和氣泡尺寸與基本曝氣設備有很大不同，因此該設備形成的微納米氣泡具有以下特性。
水解狀況:水中汽體的溶解性受壓力危害大于(1)，但電解質溶液的離子化水可以在融入的微納米氣泡表面產(chǎn)生兩層電離子，并隨著面積的不斷減小而大幅收攏，可以抑制氣泡中汽體的釋放，進一步提高溶解度。
(2)超聲波:微納米氣泡因能量高而開裂，具有很強的作用。
(3)通電性:微納米氣泡表面含有負電，很難將氣泡融為一體，在水質中會產(chǎn)生非常茂密細致的氣泡，不容易像基本氣泡一樣結合膨脹開裂。微納米氣泡的表面電位差一般為-30~-50mV，能吸收水質中含有正電荷的化學物質。利用表面正電荷對水質顆粒的吸附，可以固定和分離水質中的有機化學懸浮固體。因此，該技術在提高溶氧的同時，也具有一定的水處理實際效果。
(4)停留性:微納米氣泡在水質上升得很慢，像香煙一樣彌漫在水中。比如10prn氣泡以100m/s的速度升高，在水質上升高1m需要3小時，所以微納米氣泡會在水中停留很長時間。這一特點也是其融解效率相對較高的關鍵。這種停留的形成不僅與氣泡細水的浮力降低有關，還與其電荷有關。如果選擇電極進行觀察，隨著電級的變化，可以看到小氣泡的正負極健身運動和Z型的緩慢上升。
利用微納米曝氣技術，在廣州白云湖水質改造工程中，采用微納米曝氣技術，使湖的上游進水水質得到明顯改善，曝氣裝置對水體的溶氧改善效果良好，曝氣地點下游水體的溶氧狀況有很大改善，整個下游水體DO提高3Mmg/L，各水質指標均有所提高，相關研究表明，泡的大小與停留時間成正比"。范海濤“J”等研究發(fā)現(xiàn)，微孔曝氣也可以產(chǎn)生較小的氣泡，但在氣泡上升過程中可能發(fā)生合并，使得氣泡變大，從而間接降低了氣泡比表面積，從而使比表面積變小，從而受到浮力的影響，使水泡更快地排出水面。減少了氣泡在水中的停留時間，對氣液氧傳質不利。
天津市水文局、天津市水文局、天津市水文局、天津市水文局、天津市水文局、天津市水文局等單位利用微納曝氣裝置和射流曝氣裝置，對天津水利部城市水環(huán)境改善示范基地進行了通氣改造，該工程占地面積為320000平方米。增加水體氧含量，克服了冬季運行技術難題，主要指標達到地表水IV類標準。
郝明偉[8°]主要對水中微納米氣泡的運動規(guī)律和沉降機理進行了研究，并對日本微型納米曝氣裝置氣泡發(fā)生器結構原理進行了研究。并對某河流曝氣水質進行了改進試驗，認為微納米級曝氣是一種較好的改善水體水質環(huán)境的技術。
曝氣技術的相關科學研究在已經(jīng)進行了40多年，投資小，效果好。5o曝氣技術廣泛應用于的水污染治理中，作為水質原點的修復技術。根據(jù)缺乏自凈能力的水污染治理，曝氣加氧可以修復生態(tài)系統(tǒng)和水質凈化6o溶氧進入水質，可以氧化發(fā)臭化學物質，合理緩解或減少黑臭。水質中溶解氧水平的提高可以鈍化處理污泥，抑制污泥中高錳酸鹽指數(shù)和磷的釋放，空氣氧化或溶解表面污泥中的恢復化合物，從而在表面堆積物表面產(chǎn)生以兼性細菌為主導的自然環(huán)境，促進好氧細菌的繁殖，抑制厭氧發(fā)酵微生物菌種和好氧溶解水環(huán)境中的有機化合物。曝氣復氧了水環(huán)境中有氧的自然環(huán)境，提高了水質中細菌的數(shù)量和活力，從而促進了微生物菌種對受損成分的攝入，減輕了環(huán)境污染負荷，有利于建立細菌和藻類相互依存管理體系7o。
新開發(fā)的微納米曝氣充氧設備是指比較其他微納米曝氣充氧設備的優(yōu)點。科學研究新型微納米曝氣充氧設備的功能測試，獲得新型微納米曝氣充氧設備的性能參數(shù)，并與市場上曝氣設備的技術指標進行比較。對新型微納米曝氣充氧設備的河段進行模擬計算，獲得內(nèi)部河段的工作壓力、流速、相同的實際標值變化，并分析其原因，為事后的改進提供基本的理論支持點。模擬計算可以降低經(jīng)濟成本，節(jié)約原材料，穩(wěn)定性大。利用新型微納米曝氣充氧設備和曝氣盤曝氣設備，對水污染控制進行實驗科學研究，比較兩種設備對污染物的污泥負荷，分析水質中細菌的變化。后，根據(jù)基本建設示范項目，分析示范項目中設備系統(tǒng)軟件的建設成本，比較其他水污染處理方法的成本，確保新型微納米曝氣充氧設備的優(yōu)勢。后對試驗探究的效果進行總結分析，對下一步的分析進行展望。新型微納米曝氣設備與SBR系統(tǒng)軟件緊密結合仿真模擬解決水污染控制，不僅充分發(fā)揮微納米曝氣設備激光切割優(yōu)化和高溶解氧優(yōu)勢，還具有SBR系統(tǒng)軟件間歇曝氣降低運行成本，實驗效果，為曝氣設備的應用和推廣提供基本理論支持。
微納米曝氣組成微生物菌種技術改善水利樞紐水質?？茖W研究結果表明，在實施微納米曝氣的幾年內(nèi)，曝氣區(qū)表面溶氧平均值為9.5mg/L，而非曝氣區(qū)為8.7mg/L。在底層水質中，曝氣區(qū)平均值為8.8mg/L，非曝氣區(qū)平均值為7.8mg/Lo。2018年溶氧平均值為8.9mg/L，2019年升至9.6mg/L。水利樞紐pH值變化區(qū)域為7.04~8.61o，水質清晰度從上下游水質清晰度不到1m，再到曝氣區(qū)域為1m1.5m。2018年清晰度平均值為1m，2019年清晰度平均值提高到1.1m。水利樞紐上下游非曝氣區(qū)高錳酸鹽指數(shù)均為1.06mg/L；曝氣區(qū)二期和中下游高錳酸鹽指數(shù)均為0.92mg/L；2018年曝氣區(qū)一、三期高錳酸鹽指數(shù)均為0.88mg/Lo，2019年降至0.94mg/L。水利樞紐上下游非曝氣區(qū)總磷值為0.57mg/L，曝氣區(qū)二期和中下游總磷值為0.039mg/L；曝氣區(qū)一、三期總磷值為0.033mg/L。2018年總磷濃度值平均值為0.044mg/L，2019年總磷濃度值平均值降至0.042mg/Lo水利樞紐上下游非曝氣區(qū)可溶活力磷平均值為0.010mg/L；曝氣區(qū)二期和中下游可溶活力磷平均值為0.008mg/L；2018年曝氣區(qū)一、三期可溶活力磷平均值為0.007mg/L，2019年SRP平均值為0.008mg/L。水利樞紐上下游非曝氣區(qū)葉綠素a均值為8.27ugL；曝氣區(qū)二期和中下游葉綠素a均值為6.17ug/L；曝氣區(qū)一、三期葉綠素a均值為4.30ug/L。2018年葉綠素a總平均值為6.45ug/L，2019年總平均值降至6.04ug/L。曝氣區(qū)二期藻類總產(chǎn)量減少率為22.1%；曝氣區(qū)一、三期藻類總產(chǎn)量減少率為34.5%，春季藻類總產(chǎn)量減少率為27.1%；夏季藻類總產(chǎn)量減少率為31.9%；冬季藻類總產(chǎn)量減少率為25.9%。夏季藻類植物總產(chǎn)量較高，因此減少率也較高，其次是春季和冬季。藻類總產(chǎn)量的平均減少率為28.3%，藍藻的平均減少率為33.9%，藻類的平均減少率為34.4%，硅藻泥的平均減少率為18.7%o微納米曝氣成分。微生物菌種技術對不同類型的藻類有一定的減少作用。2018年藻類總進化率平均為7.2x106cels/L，2019年藻類總進化率平均降至7.1*106cels/L。
還原性強
微納米泡破裂后，由更高濃度的正離子氣-水分子聚集的機械能在一瞬間釋放出來，使H2O溶解形成具有強氧化性的羥基自由基(·0H)I3"]。Zhang等四在衰減系數(shù)全反射傅里葉變換紅外光譜技術(ATR-IR)的基礎上發(fā)現(xiàn)，一旦破裂，高能的納米氣泡破裂，在水中生成大量的羥基自由基(2.07V)，具有很強的氧化能力(2.07V)，能夠氧化分解有機物，凈化處理水體。
(VI)的氧對流換熱。
隨著微納米泡直徑的減小，氣泡的比表面積繼續(xù)增大，界面張力促使內(nèi)部標準壓力不斷增大，使得大量的O2按照氣-水相界面融入水相培土壤。由于氣泡存在于水中的時間較長，氣體與藥液接觸的時間越長，而且氣泡堆積密度越大，促使氣體接觸液面的距離也隨之擴大，O2的使用率因此提升"I。
