编辑 | 环保水圈
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孙 总
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同时期待更多技术大咖可以
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孙连军-无锡工源-气浮
上周三我与大家分享了气浮相关技术与装备，今晚与大家一起分享一下关于微气泡技术及应用
通常我们把气体在液体中的存在现象称作气泡。
当气体在液体中受到剪切力的作用时就会形成大小、形状各不相同的气泡。
吴俊
射流曝气机？
孙连军-无锡工源-气浮
气泡在液体中的粒径大小，会因各类因素影响而变化各异
目前，对气泡的分类与定义并不是十分严格，按照从大到小的顺序可分为厘米气泡（CMB）、毫米气泡（MMB）、微米气泡（MB）、微纳米气泡（MNB）、纳米气泡（NB）。
@吴俊 属于射流混合
气泡的粒径不同，在液体中的停留时间和运动轨迹、状态等也会随之不同
用途及应用的场合也会有比较大的差距
微气泡，一般为肉眼可见的气泡，通常粒径计量单位在μm与mm级别。
纳米级别的气泡，实际上肉眼已不可见
微气泡的制备方法，目前有很多
我们除开厘米级气泡来讨论微气泡
我们采用旋回剪切、加压溶解、电化学、微孔加压、混合射流等方式，均可在一定条件下产生微米级的气泡。
微米级的气泡，比较多的用于气浮、曝气、气液接触反应等
目前，已应用并研究得越来越多的是微纳米气泡
所谓的微纳米气泡，是指气泡发生时直径在10微米左右到数百纳米之间的气泡，这种气泡是介于微米气泡和纳米气泡之间，具有常规气泡所不具备的物理与化学特性。
微纳米气泡具有的主要特性有以下几个：
1、比表面积大；
例如：10微米的气泡与1毫米的气泡相比较，在一定体积下前者的比表面积理论上是后者的100倍。空气和水的接触面积就增加了100倍，各种反应速度也增加了100倍。
2、上升速度慢
气泡在水中的上升速度与气泡直径的平方成正比。气泡直径越小则气泡的上升速度越慢。
南京瑞洁特MBR平板膜.于
这个表面张力需要多少米水头。。。。
孙连军-无锡工源-气浮
3、自身增压溶解
由于水中的气泡四周存有气液界面，而气液界面的存在使得气泡会受到水的表面张力的作用。对于具有球形界面的气泡，表面张力能压缩气泡内的气体，从而使更多的气泡内的气体溶解到水中。
理论上讲，直径10μm的微小气泡会受到0.3个大气压的压力，而直径1μm的气泡会受高达3个大气压的压力。
气泡在水中的溶解是一个气泡逐渐缩小的过程
压力的上升会增加气体的溶解速度，伴随着比表面积的增加，气泡缩小的速度会变的越来越快，从而最终溶解到水中，理论上气泡即将消失时的所受压力为无限大。
4、表面带电
气泡在水中形成的气液界面具有容易接受H+和OH-的特点
5、产生大量自由基
根据国内外的有关研究，微气泡破裂瞬间，由于气液界面消失的剧烈变化，界面上集聚的高浓度离子将积蓄的化学能一下子释放出来，此时可激发产生大量的羟基自由基。
而羟基自由基具有超高的氧化还原电位，其产生的超强氧化作用可降解水中正常条件下难以氧化分解的污染物如苯酚等，实现对水质的净化作用。
6、传质效率高
气液传质是许多化学和生化工艺的限速步骤。
吴俊
羟基自由基
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研究表明，气液传质速率和效率与气泡直径成反比，微气泡直径极小，在传质过程中比传统气泡具有明显优势。
当气泡直径较小时，微气泡界面处的表面张力对气泡特性的影响表现得较为显著。
这时表面张力对内部气体产生了压缩作用，使得微气泡在上升过程中不断收缩并表现出自身增压效应。
微气泡在收缩过程中的这种自身增压特性，可使气液界面处传质效率得到持续增强，并且这种特性使得微气泡即使在水体中气体含量达到过饱和条件时，仍可继续进行气体的传质过程并保持高效的传质效率。
7、气体溶解率高
普通气泡，气体的溶解度往往受环境压力的影响和限制存在饱和溶解度。在标准环境下，气体的溶解度很难达到饱和溶解度以上。
而微气泡，尤其是微纳米气泡，因其具有上升速度慢、自身增压溶解的特点，使得微纳米气泡在缓慢的上升过程中逐步缩小成纳米级，最后消减湮灭溶入水中，从而能够大大提高气体（空气、氧气、臭氧、二氧化碳等）在水中的溶解度。
微纳米气泡由于其内部的压力高于环境压力，使得以大气压为假定条件计算的气体过饱和溶解条件得以打破。
我们采用旋回剪切、加压溶解、电化学、微孔加压、混合射流等方式并辅以消能释放手段，均可在一定条件下产生微米级的气泡。
国外在这方面技术研究比我们早
国内目前也有不少科研院校和厂家在开展这方面的研究与应用
微气泡与微纳米气泡的应用场合有以下一些方面
1、水产养殖
在工厂化渔业的养殖上，特别是未来渔业的陆基养殖技术，大多是往高密度的集约化方向发展，在这种环境下，水体中高度溶氧的控制对鱼的健康及生长来说是至关重要的一环，
日本在这方面应用与研究较多
根据有关文献资料：在日本广岛的牡蛎养殖场中的试验证明，微纳米气泡可以促进牡蛎血液循环，提高生长速度，并增强免疫力，降低养殖成本。
在日本的爱知万国博览会上由日本产业技术研究所展示的淡水鱼与海水鱼的混合高密度养殖实验中采用了微纳米气泡技术，结果在盐分浓度为1%的含有微纳米纯氧水的水槽中可将鲤鱼和鯛混合养殖。
鯛是对盐分的变化非常敏感的海水鱼，鲤鱼是淡水鱼，如果在没有微纳米气泡存在的条件下，这两种鱼都是很难在1%的盐水中生存的。
2、应用于无土栽培
在水培植物生产过程中，水中溶氧量是影响生长发育速度的重要因子，溶氧充足生长就快，溶氧度低不仅生长慢，而且低至植物所需溶氧的临界值以下，还会出现缺氧烂根
所以在生产上以提高水中溶氧作为水培的主体技术，不管是循环方式栽培模式如何多样化，但最终都是为围绕溶氧的提高作为其模式的可行性保障
凡是能让水中溶氧提高的技术措施，都是增进植物生长与促进发育的增产措施。
在未来的生态农业技术中，超细微气泡技术必将是不可或缺的配套新技术。
在设施园艺和旱地滴灌中，一般广泛采用气泵充氧等措施来增加水中溶氧量，提高作物根际氧含量，促进根系生长，进而增加产量，并提高水分和肥料利用效率。
但是传统的充氧方式效率比较低，难以使灌溉水中溶氧值迅速增加
利用微纳米气泡对灌溉水进行曝气处理，可以使溶氧值迅速达到超饱和状态，形成微纳米气泡水用于灌溉。
微纳米气泡水不仅能够提供充足的氧气，并且其特有的带电性、氧化性、杀菌性等使其具有特殊的生物生理活性，促进植物的生长发育。
@叶玉柱 不敢当！分享内容源于国内外很多专家学者的研究成果
3、应用于果蔬清洗
机能性的微纳米臭氧气泡水可以实现无害化的非热杀菌，既能保持其株型与原质，又可以达到无菌化的目的。
因臭氧具有强氧化性，可与蔬菜、水果中的残留有机磷农药发生反应
强氧化剂或自由基的强氧化作用可将农药分子的双键断开，苯环开环，破坏其分子结构，生成相应的酸、醇、胺或其氧化物等小分子化合物，
这些小分子化合物大多无毒，易溶于水，可马上被洗涤出去。
同时臭氧可杀灭表面的各种细菌和病毒，达到解毒目的。
因而，与一般的臭氧水相比，对去除鲜果、蔬菜上附着的残留农药有更显著的效果。
4、应用于洗浴保健
牛奶浴
水中如果含有大量的微纳米气泡，就会降低水的透明度，颜色像牛奶一样发白
据有关研究，水中的气泡从零开始增大至微米级气泡而破灭，产生的低音频率具有去除污垢的效果，
同时低音频率更具有刺激脑内啡的产生，令人有镇静与愉悦的感觉。
此外，如果水中含有以氧气产生的超微氧气泡，当身体浸泡在这种含高氧量的水中，可以滋养皮肤、延缓老化，达到高氧疗法之功效。并且没有任何添加剂，符合现代人对环保及健康生活的要求。
吴俊
真是不学不知道
孙连军-无锡工源-气浮
5、应用于生态修复
吴俊
微纳米气泡把曝气设备做成了极致，什么契合现今国家匠人精神的主题
孙连军-无锡工源-气浮
研究发现富含微纳米氧气气泡的水对动植物都具有促进生物活性的作用。这是由于微纳米气泡在水中存在时间长，内部承载气体释放到水中的过程较慢，因此可实现对承载气体的充分利用，提供充足的活性氧以促进水中生物的新陈代谢活性。
向污染的缺氧水域中鼓入微纳米气泡时，随着气泡内溶解氧的消耗不断向水中补充活性氧，可增强水中好氧微生物、浮游生物以及水生动物的生物活性，加速其对水体及底泥中污染物的生物降解过程，实现水质净化目的。
一般来讲，微纳米级气泡在常温（约25℃）常压下，采用空气气源时，在水体溶解氧峰值可达约10mg/l
当采用技术手段将微纳米气泡制备成纳米级气泡时（气泡已不可见），溶氧浓度可达14.7mg/l左右
如采用氧气气源或臭氧气源，溶氧值会更高
Better Man .
臭氧微气泡一种是产生氧自由基，一种是产生羟基自由基，前者偏酸性，后者偏碱性对污水COD去除效果好
孙连军-无锡工源-气浮
以上是微米与微纳米气泡在黑臭水体与河道净化中的部分现场
孙连军-无锡工源-气浮
以上是微纳米气泡发生器
吴俊
电耗不小吧
明伟
有具体的规格，指标，造价等数具吗？
吴俊
好设备！希望孙总不吝赐教
孙连军-无锡工源-气浮
这是大型微纳米气泡发生器在深圳某河段应用现场
南京瑞洁特MBR平板膜.于
6、微纳米气泡应用于污水处理.悬浮物的吸附去除
微纳米气泡是直径小于10微米的极细微气泡，微纳米气泡在水中上升速度慢、停留时间长、溶解效率高，并具备自增氧、带负电荷和富含强氧化性的自由基等特性。这些特点使得微纳米气泡在水处理上具有广泛的应用前景。
孙连军-无锡工源-气浮
微纳米气泡不仅表面电荷产生的电位高，而且比表面积很大，因此将微纳米技术与混凝工艺联用在废水预处理中，对悬浮物和油类表现出了良好的吸附效果与高效的去除率，对COD、氨氮及总磷也具有较好的去除效果。
会会慧慧惠惠
到底在水中的气泡中各类气泡所占的比例有多少呢？压力溶气气浮释放出来的牛奶状的气泡是什么类型？
孙连军-无锡工源-气浮
我们见到的一些溶气气浮便是其中有代表性的应用案例
张敏敏
@孙连军-无锡工源-气浮与微气泡? 一台气泡产生器贵么？
吴俊
特别想了解造价和运行电耗。
雪彦
文丘里管出来的是什么类型的气泡
吴俊
应该是微米级的吧
孙连军-无锡工源-气浮
@雪彦 毫米级与微米级
孙连军-无锡工源-气浮
难降解有机污染物的强化分解
雪彦
谢谢赐教
南京瑞洁特MBR平板膜.于
讲的很好，问个问题，MNB和溶解氧有区别吗？感觉不是起泡，而是溶解氧。能用在污水处理厂吗？转自二群。
Better Man .
肉眼都能看到的
孙连军-无锡工源-气浮
微纳米气泡破裂时释放出的羟基自由基，可氧化分解很多有机污染物，目前在难降解废水处理与污泥处理方面，已表现出了潜在的应用前景。
Better Man .
孙总说的对,我们天天学这个
孙连军-无锡工源-气浮
为了促使微纳米气泡在水中能够产生更多的羟基自由基，常采用其它强氧化手段进行协同作用，如紫外线、纯氧以及臭氧等强氧化手段，以更好地发挥对废水中有机污染物的氧化分解作用。
Better Man .
高浓度难降解有机废水pops
吴俊
买过日本一个曝气头试过，确实对cod有降解。
Better Man .
芬顿，臭氧，紫外，超生，微生物电池等等，各种方法
都可以用在污水处理中
吴俊
试验做的是配置的废水，担心的一点是这种较为精密的设备会不会在污水介质应用条件受限？
会会慧慧惠惠
@孙连军-无锡工源-气浮与微气泡?到底在水中的气泡中各类气泡所占的比例有多少呢？压力溶气气浮释放出来的牛奶状的气泡是什么类型？
Better Man .
@吴俊?不，也有从企业直接取的
康璐-15195957745
这样去除氨氮，单位能耗大约多少啊
孙连军-无锡工源-气浮
@南京瑞洁特膜分离周小姐 各类气泡的占比，目前没有对应的研究数据。压力溶气气浮释放出的牛奶状的气泡，有微米级的，也有微纳米级的，跟制备装置和释放系统的性能先进性有关。
@康璐-15195957745 去除氨氮的单位能耗目前还没有实验数据
7、微纳米气泡应用于船舶减阻
关于这方面，国外研究应用比我国早很多年
船舶阻力是船舶能量消耗的主要根源，如果船舶阻力降低了，主机消耗的能量就降低，船舶能源消耗自然就降低了，同时，降低船舶阻力在主机功率消耗不变的情况下，可以显著提高船舶的航行速度。
在舰船研究方面讲，船舶阻力主要包括摩擦阻力、兴波阻力、粘压阻力，其中摩擦阻力要占很多部分。
现有相对成熟的降低船舶摩擦阻的技术，主要是在设计船体时，尽可能减小船体上的湿表面积并使船体表面尽量光顺。
采用气泡减阻技术的船舶一般统称为气泡船，气泡减阻技术是把空气通入船底，在船底表面形成流体密度较低的气-水混合两相流，通过改变边界层内流体的结构，以实现降低阻力的效果，来达到节约能源的目的。
吴俊
我觉得可以在军事上大有作为！
孙连军-无锡工源-气浮
研究表明，对与肥大型低速船舶来说，摩擦阻力占总阻力的80%以上，因此减小摩擦阻力是很有必要的，微气泡减阻技术可以很有效的减小摩擦阻力，这在实船试验中已经很好的得到了验证，气泡减阻技术有很大的发展前景。
Better Man .
是超临界状态么？
一条叫旺财的鱼
高速水雷就用了类似技术
孙连军-无锡工源-气浮
随着关于气泡减阻研究的不断深入，气泡减阻技术得到了广泛的认同。船舶微气泡减阻研究具有重要的经济、军事价值。
尤其在目前节能减排环境下，降低船舶阻力研究已经成为各国普遍关注的问题。
船舶气泡减阻方法于1876年由劳德首次提出，他构想在船表面和水之间注入一层气体，以空气代替水来与船表面接触，以降低船体表面摩擦阻力。
但是，这一构想受到当时科技水平的限制，很难实现。
随着科技水平的不断提升，国内外许多学者对气泡减阻技术进行了大量的理论和实验研究，结果大部分表明运用微纳米气泡减阻技术来降低摩擦阻力非常显著。
Shaw_Vane、
只有微纳米级别的气泡才有效果吗？
微纳米级别气泡是效果最好的是吧？
孙连军-无锡工源-气浮
微纳米气泡减阻的效果更显著
我国近年来也开始在军事与民用领域也积极开展相关研究
总的来说，随着国内外各领域对微气泡，尤其是微纳米气泡的制备技术的研究与应用逐渐深入，将会给微气泡、微纳米气泡的应用带来广阔的前景。
目前，部分国家已经开展纳米气泡的制备与应用研究。
作为肉眼不可见“气泡”，将会给相关应用领域带来更多的技术提升空间。
膜法无边
@孙连军-无锡工源-气浮与微气泡?目前产生微纳泡的最成熟技术是什么？
孙连军-无锡工源-气浮
@膜法无边 这方面目前还没有定论。旋回混合、高压混溶+释放是目前相对成熟的技术。
雪彦
我也想知道,有无现成的设备
孙连军-无锡工源-气浮
@雪彦 有的。欢迎参观考察。
吴俊
对河道整治应用的设备很感兴趣
雪彦
@孙连军-无锡工源-气浮与微气泡?贵单位就在做吗
吴俊
河道水深对应用有影响吗？@孙连军-无锡工源-气浮与微气泡?
孙连军-无锡工源-气浮
@吴俊 有影响，要考虑合适的配流分布扩散方案
雪彦
我正好在外考察，江苏那边下周会去，不知有没有机会
吴俊
溶氧增加后河道里面氨氮降解效果如何？
雪彦
@孙连军-无锡工源-气浮与微气泡?
孙连军-无锡工源-气浮
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