微纳米气泡技术

纳米气泡是水溶液中纳米级的气体空空穴，可以改变水的正常特性。常见气泡的直径范围为1 m或更大。它们很快上升到液体表面并坍塌。由于所谓的布朗运动，直径小于100纳米的纳米气泡会随机漂移，可以在液体中停留很长时间。纳米气泡是疏水的:它们排斥水，并被吸引到颗粒表面。水中的颗粒充当种子，形成纳米气泡。

专有的受控空形成在种子表面产生疏水和带负电荷的纳米气泡，从而包裹颗粒。因此，它们的ζ电势降低，导致颗粒凝聚。

这些颗粒自然被吸引到表面，容易过滤掉，不会附着在表面。然后，颗粒可以反洗，并且由于它们的封装，不会造成生物污染。这种作用模式是一项获得专利的新发现，是其他气体注射纳米气泡技术无法复制的。这种利用纳米技术处理水或其他液体的行为被称为纳米气泡技术。

微纳气泡由于其独特的性质，近年来受到越来越多的关注。到目前为止，已经研究了纳米气泡的产生机理，即置换空气体产生气泡，置换空气体产生气泡，电解产生气泡。纳米气泡发生器在矿物浮力、水处理、船舶减阻、药物管理和热喷墨打印等方面的应用已被广泛观察。然而，在某些领域，纳米气泡的应用趋势似乎更有希望。

例如，由于时间成本效率的提高和化学品消耗的减少，纳米气泡的应用在除水处理之外的环境可持续性方面具有巨大的潜力。高传质速率、碰撞效率、低上升速度、定制表面电荷和自由基产生的独特特性使纳米气泡在未来水处理技术中更有前景。在这种处理中，预期在有机污染物分离、浮选、生物处理和使用OH自由基的高级氧化的较高曝气效率方面具有高的时间成本效率。化学自由基的产生在氧化过程中使用的基于臭氧的纳米气泡中具有巨大的潜力。此外，纳米气泡更高的爆炸能量和更高的曝气效率在减少膜生物反应器中的膜污染和污泥形成方面也具有后续潜力。

此外，未来对纳米气泡技术的研究还可能集中在纳米气泡发生器的优化和自动化上，从而在包括工业和农业在内的各个领域定制纳米气泡发生机制。例如，基于智能技术的改进的自动化和控制可以促进基于纳米气泡的水处理在农业中的精确应用，并满足各种规模的水处理的日益增长的需求。最后，尽管纳米气泡作为一种智能、高效和经济的处理技术具有巨大的潜力，但它们的应用仍然局限于实验室。因此，未来的研究和项目需要更多地关注其在农业和工业中的开发和应用。

纳米气泡是一项很有前途的技术。在过去的十年中，它的应用已显著扩展到更广泛的领域，如能源、环境、工业、农业和水产养殖。本文主要介绍了纳米气泡在水处理应用的各个领域如气浮技术、消毒、曝气和高级氧化中的存在背景和研究现状。纳米气泡技术的应用，特别是在农业和水产养殖方面，有着广阔的前景和丰富的机会。虽然目前的研究和实践情况正在逐步取得重大进展，但发展是稳定的。例如，大多数关于纳米气泡应用的文献是基于在主要初级部门如农业和水产养殖中与水相关的应用；然而，进一步的文献表明，在基本特性方面存在模糊性，例如大块纳米气泡的稳定性，直到现在也没有得到很好的解释。只有少数实验研究涉及纳米气泡的稳定性和寿命，并且没有相当大的共识。这些研究尚未确定分离和稳定性等特性是否符合科学标准。虽然已经取得了进展，并且提出了一些假设来解释纳米气泡的长期稳定性，但是没有一个假设描述了这些实验观察。