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氧在水質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)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(shù)合理解決了水質(zhì)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(xì)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(shè)備有很大不同，因此該設(shè)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(zhì)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(fù)電，很難將氣泡融為一體，在水質(zhì)中會產(chǎn)生非常茂密細(xì)致的氣泡，不容易像基本氣泡一樣結(jié)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(zhì)中含有正電荷的化學(xué)物質(zhì)。利用表面正電荷對水質(zhì)顆粒的吸附，可以固定和分離水質(zhì)中的有機化學(xué)懸浮固體。因此，該技術(shù)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(zhì)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(zhì)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(guān)鍵。這種停留的形成不僅與氣泡細(xì)水的浮力降低有關(guān)，還與其電荷有關(guān)。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(fù)極健身運動和Z型的緩慢上升。
微米級曝氣在日本的應(yīng)用較早，不僅用于工業(yè)廢水、河流治理，還用于養(yǎng)殖.畜牧.食品工業(yè)等行業(yè)，在河道及湖泊凈化等方面的研究與應(yīng)用，已有70多個研究和應(yīng)用案例。2008年，Shaip公司將微納米曝氣技術(shù)與微生物技術(shù)相結(jié)合，處理一家日流量在200m3左右的污水廠，取得了良好的效果，使TN去除率達到90%以上。
我國對微納米曝氣技術(shù)的研究起步較晚，但隨著其技術(shù)交流和應(yīng)用的不斷開放，微納米級曝氣已逐漸應(yīng)用于國內(nèi)一些項目，并取得了良好的治理效果。
利用微納米曝氣技術(shù)，在廣州白云湖水質(zhì)改造工程中，采用微納米曝氣技術(shù)，使湖的上游進水水質(zhì)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(zhì)指標(biāo)均有所提高，相關(guān)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(zhì)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(shù)難題，主要指標(biāo)達到地表水IV類標(biāo)準(zhǔn)。
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(jié)構(gòu)原理進行了研究。并對某河流曝氣水質(zhì)進行了改進試驗，認(rèn)為微納米級曝氣是一種較好的改善水體水質(zhì)環(huán)境的技術(shù)。
用微納米曝氣法進行的植物浮床處理河道支溪水氮化試驗表明，微納米級曝氣浮床技術(shù)對河道底泥進行了脫氮試驗，結(jié)果表明：微納米級曝氣浮床技術(shù)對河道底泥進行了脫氮試驗。通過對攻.NH4+-N去除率分別達到70.31%.63.25%o洪濤及其他利用微納米曝氣技術(shù)處理黑臭水體的研究結(jié)果，微納米曝氣技術(shù)對黑臭水體中TP.NHZ-N和COD&去除率分別達21.4%.40.3%和39.1%。我國對微納米曝氣技術(shù)的研究并不多見，研究的是微納米粒曝氣在黑臭水體的修復(fù)效果，對于微納米曝氣過程中氧傳質(zhì)的變化鮮見報道。
除用于湖泊.河道的治理外，國內(nèi)外很多學(xué)者也將微納米曝氣在其它領(lǐng)域進行相關(guān)研究。通過對一靜態(tài)旋流微氣泡浮選柱的使用條件的優(yōu)化，并對含含水的廢水進行了處理，結(jié)果表明，微泡懸浮柱對含油廢水的去除率達到90%以上。對于生物凈化作用，米歇森等網(wǎng)對用微生物與微納米曝氣法混合后，注入土壤間隙，以降解土壤中二甲苯。試驗結(jié)果表明，微納米粒曝氣可以提高微生物的活性，經(jīng)處理后二甲苯濃度基本被去除，微納米泡在土壤中維持較長時間，菌株的作用也更加持久。Hotta等利用微米級曝氣法在海洋環(huán)境中進行了海體底泥污染試驗。研究結(jié)果表明，微納米泡不僅能有效地消除底泥中的污染物，而且能增強污泥中的細(xì)菌活性，提高污泥的持續(xù)污染能力。將微泡氣浮與普通氣浮工藝相比較，采用微泡氣浮和普通氣浮工藝，對含油餐飲廢水進行預(yù)處理，在相似條件下，微泡氣浮技術(shù)具有較好的氣浮性能和較高的去除率?？梢姡⒓{米粒曝氣在曝氣技術(shù)上有一定的性，但微納米曝氣技術(shù)在實際應(yīng)用中要把水體和氣體混在一起才能曝氣，怎樣才能更好地推廣微納曝氣技術(shù)，也是當(dāng)前研究的熱點。
新開發(fā)的微納米曝氣充氧設(shè)備是指比較其他微納米曝氣充氧設(shè)備的優(yōu)點?？茖W(xué)研究新型微納米曝氣充氧設(shè)備的功能測試，獲得新型微納米曝氣充氧設(shè)備的性能參數(shù)，并與市場上曝氣設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)進行比較。對新型微納米曝氣充氧設(shè)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(biāo)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(shè)備和曝氣盤曝氣設(shè)備，對水污染控制進行實驗科學(xué)研究，比較兩種設(shè)備對污染物的污泥負(fù)荷，分析水質(zhì)中細(xì)菌的變化。后，根據(jù)基本建設(shè)示范項目，分析示范項目中設(shè)備系統(tǒng)軟件的建設(shè)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(shè)備的優(yōu)勢。后對試驗探究的效果進行總結(jié)分析，對下一步的分析進行展望。新型微納米曝氣設(shè)備與SBR系統(tǒng)軟件緊密結(jié)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(shè)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(shè)備的應(yīng)用和推廣提供基本理論支持。
采用微納米氣泡曝氣技術(shù)項目進行藻類控制，項目分三期基本建設(shè)，總曝氣面積14.5hm2。微納米技術(shù)工程噸污水處理費用約為0.02元/m3，合理性優(yōu)良。圍隔實驗期內(nèi)，圍隔內(nèi)的溫度范圍為21.5。26.1。隔離試驗結(jié)束時，三個微納米曝氣組的溶解氧濃度值在12.4mg/L左右，而空缺對照試驗的溶解氧濃度值為8.7mg/L，與曝氣組誤差較大，達到3.7mg/L，顯示了微納米曝氣的實際充氧效果。曝氣組高錳酸鹽指數(shù)的大污泥負(fù)荷來自曝氣生物菌種組，達到50%，比立曝氣組高19.8%?？偭缀涂扇芑盍α椎拇笪勰嘭?fù)荷來自曝氣+鎖磷劑組，各達70.3%和50%。曝氣生物菌種組對葉綠素A的大污泥負(fù)荷為70.2%，比立曝氣組增加33.5%，藻類總進化率的大污泥負(fù)荷為78.9%，比立曝氣組增加13.9%，藍(lán)藻減少率為86.8%。
微納米曝氣組成微生物菌種技術(shù)對水利樞紐堆積物的改善作用?？茖W(xué)研究結(jié)果表明，曝氣區(qū)S3的相對性比附近非曝氣區(qū)S2和S4的TP降低了11.6%和2.7%，曝氣區(qū)S5的相對性比非曝氣區(qū)S4的TP降低了32%。S3.S5和S6在曝氣危害地區(qū)的相對性分別為23.0%.18.0%.10.3%。S3.S5和S6在曝氣危害地區(qū)的相對性分別為22.4%.5.5%.3.8%。積聚物微生物菌種共檢測22.113屬，曝氣前后對比，積聚物中有益菌變菌門成分增加26.42%，厚壁菌門成分增加5.25%，而標(biāo)有水體富營養(yǎng)化的綠彎菌門成分減少9.51%，酸鏈球菌門成分減少5.82%，球菌門成分減少8.16%，其他類別成分彈性系數(shù)較低。
