日本纳米气泡发生器***

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。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。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。

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。很多人认为酸性条件下，纳米气泡更加稳定，但关于纳米气泡尺寸与pH的关系，目前却无定论。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。

微纳米气泡曝气技术

   微纳米气泡曝气技术是近二十年来兴起的新型曝气技术，由于微纳米气泡具有直径小、比表面积大、在水中上升速度慢及停留时间长等特性，因此对臭氧采用微纳米气泡曝气的方式可以提高臭氧在水中的传质效率并强化其氧化能力。、将微纳米气泡曝气技术与臭氧/生物活性炭技术结合，以期为 O3 /BAC 工艺的改进提供借鉴。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。

对该组合工艺各部分去除 CODMn和 TOC 的效果进行了分析，结果显示微纳米气泡曝气的活性炭柱对 TOC 的去除率为 59． 1% ，大气泡曝气的活性炭柱对 TOC 的去除率为 44． 6% ，而臭氧氧化的去除率分别只有 1． 3% 和 2． 7% ，即采用微纳米气泡曝气的活性炭柱对 TOC 的去除效果更好。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。

这可能是因为采用微纳米气泡曝气的方式增加了水中的溶解氧浓度，从而提高了活性炭上微生物的数量和活性。对CODMn的去除也遵循类似规律，微纳米气泡曝气 －O3 /BAC 工艺的臭氧氧化和 BAC 单元对 CODMn的去除率分别为 32． 0% 和 57． 2% ，大气泡曝气 － O3 /BAC 工艺的臭氧氧化和 BAC 单元对 CODMn的去除率分别为 21． 3% 和 58． 1% 。超过这个范围，如纳米气泡，仍然符合快速崩溃的特点，超过这个范围，正好处于经典气泡具有收缩趋势的范围。

微纳米气泡的收缩性

    微纳米气泡发生时的直径与***终直径不同，因为其收缩或膨胀，而直径发生变化。发生后纳米气泡的举动根据[极限气泡直径]而不同，在这个直径之下的微纳米气泡，发生收缩，直至消失（完全溶解或破灭变成纳米气泡），而大于这个[直径]的，则膨胀一直上升到液气界面破灭（逃逸）。过去试验报告[极限气泡直径]为 65 微米。在含有氧气纳米超微气泡水中，鱼介类对环境变化的适应能力增强，使衰弱的机体迅速得以恢复。40 微米以下的气泡基本以 1.3um/sec的速度收缩到 8 微米，而8微米以下的气泡急速收缩成微纳米气泡或消失（当时可视光测定方法的灵敏度极限为0.4微米，纳米水平的气泡无法测定和观测）。

[极限气泡直径]以下的微纳米气泡发生后的形状不是球形，而是不规则的泡沫，并且随时间而变化收缩。微纳米级气泡的形状变化愈加显著。微纳米气泡内压增加以及不规则形状，可能影响其内部压力的时空分布，引起气泡的气液界面压力的非均质状态，其一就是观察到的界面上的气体喷出现象。毫米级气泡（生成时）在水中上升到水面破灭消失，而微纳米气泡在水中则是缩小，***终完全消失（溶解）或变成纳米气泡长时间存在。

20 微米左右的微纳米气泡基本上已 1.3um/sec 的速度收缩，到达 7-8um 后，收缩速度急剧增加，一般存在 10秒左右。之后气泡***终可能完全溶解，也可能分裂成无法直接观测的纳米级气泡