微納米曝氣在現(xiàn)代農業(yè)中的分析和應用具體體現(xiàn)在:(1)凈化澆水用粗鹽,(2)清理蔬菜和水果上的殘留物,(3)促進作物生長發(fā)育28。蔡碩等29發(fā)現(xiàn)微納米氣泡充氧灌溉技術可以降低灌溉流量、排放量和用水量,提高農田灌溉利用率,進而降低硝氮地表徑流消耗。繩以健等30設計方案采用活性氧微納米曝氣和催化氧化的加工工藝,氯氰菊酯、毗蟲啉、樂果農藥等三種常見化肥殘留的污泥負荷可達80%左右。周云鵬等31科學研究了微納米充氧氣泡農田灌溉對小青菜、青菜、油麥菜生產和產品質量的危害,發(fā)現(xiàn)適合水培蔬菜的充氧濃度值為10~20mg/L。
曝氣技術的相關科學研究在已經進行了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,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實施三年后,改善了水利樞紐的各項水質指標,對碳、氮、磷的環(huán)境污染有很強的減少作用。水質總磷遠低于高錳酸鹽指數,促進了水氮/磷比的提高,有利于藍藻的減少。微納米曝氣融合微生物菌種強化技術有效應用于恢復水利樞紐水體富營養(yǎng)化水質,本實驗科學研究結果為水體富營養(yǎng)化水利樞紐水體改善提供參考。
微納米氣泡的關鍵特點如下:
(I)
微納米氣泡體積比一般氣泡小很多,水的浮力也小,所以上升緩慢,納米氣泡在上升過程中會繼續(xù)收攏,終在水中融化消退。汪敏剛等I38對微納米氣泡為人眼所見的乳白色出現(xiàn)時間(關鍵以微米氣泡為主)進行了反復準確測量求平均值的科學研究,測量數據顯示微納米氣泡在水中的懸浮時間為5分鐘左右。
(I)
微納米氣泡頁面會吸引帶負電的正離子(如OH-),產生表面正電荷的正離子層;空氣負離子會吸引帶正電的正離子(如H+),在表面正電荷的正離子層周圍產生正電荷,這也是微納米氣泡頁面的雙電層結構39,如圖0-2所示。雙電層促進氣泡之間的排斥,使氣泡無法相互結合,氣泡在溶液中的均勻分布40o雙電層正電荷引起的電位差。Z電位差越高,吸附功能越高。
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。