爱尔斯微课堂｜见“微”知多少：微纳米气泡的应用

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，采用微纳米气泡技术以代替传统的增氧方式，可以大大提高鱼的活性与产量，是养殖业走向工厂化的有力保障。

生态农业：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，所以在未来的生态农业技术中，微纳米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，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，利用微纳米气泡快速发生装置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。

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。

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，故微纳米气泡浴又称牛奶浴。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。

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。

当污染物直接排放到附近的河流和湖泊中，微生物在分解污染物时迅速消耗水体中的溶解氧(DO) ，导致含氧量迅速下降，河流发黑发臭，生态系统遭到破坏。而对水体进行曝气复氧，不仅可有效解决发黑发臭问题，而且不会产生二次污染。

在环境工程技术学报上发表的《微米气泡曝气技术处理黑臭河水的效果研究》中，洪涛等采用国产微米气泡发生装置，考察其对黑臭河水的处理效果。相同曝气强度下，微米气泡可产生更高的DO，曝气60 min时，DO可达9.87 mg/L，而普通曝气在100 min时才达到6.54 mg/L。同时微米气泡对COD、NH3－N、Geosmin 和2-MIB的最大去除率分别比普通曝气高出12%、10%、16%、12%。

《超微细气泡水体修复技术》一文中，靳明伟等利用日本的超微气泡曝气机进行实验研究，发现该技术能够很好地提高水中的DO并有效消解底泥有机物，减少底泥厚度，实现水体的修复。

气浮工艺是指在水体中通入或产生大量的微细气泡，使其黏附在杂质絮体上，依靠浮力使其上浮在水面，从而实现固液的高效分离，微纳米气泡 ζ 电位高、与悬浮物的接触时间较长使气泡与悬浮物黏附效率提高，从而大大增强气浮效率。

微纳米气泡气浮工艺能够减少絮凝剂的投加量并能加快预处理的速率，相比传统气泡，微纳米气泡对COD、色度和油的去除效率提高，处理后废水的可生化性提高至0.363。此外，可利用微纳米气泡治理含藻污水，将藻类俘获在气泡表面，实现清水与蓝藻的分离。

臭氧是一种强氧化剂，被广泛用于水体中无机和有机化合物的去除，改善饮用水的口感和色度。研究发现，臭氧微纳米气泡能有效地分解一些难分解的有机物，微气泡破裂瞬间可激发产生大量羟基自由基，增强对污染物的分解效果。对比传统的臭氧气泡接触工艺，微气泡臭氧化可显著增强臭氧的利用率、提高污泥的溶解率，在微气泡系统中臭氧的利用率大于99%。

研究发现微纳米气泡对动植物有促进生物活性的作用，并非只是DO增加的结果。相同溶解氧条件下，微纳米气泡溶液培养的生菜的生长速度要快于不含微纳米气泡的溶液的生长速度，所以微纳米气泡可在细胞生理活动中发挥作用。

2011年在International Society of Offshore and Polar Engineers上发表的《Experiments on purification of ocean sludge by activating microorganisms》中，Okamoto等将微纳米气泡技术用于净化海底污泥，利用微纳米气泡对细菌生物活性的促进作用，来加快对污泥中污染物的降解，微纳米气泡不仅可提升微生物对污泥的净化效果，而且净化时间还大大缩短。