微纳米气液分散体系催化氧化并吸收复杂烟气的研究.doc

微纳米气液分散体系催化氧化并吸收复杂烟气的研究 王雅萌 2171505摘要: 微纳米气泡的出现及其不同于普通气泡的特点，使其在水处理等领域显现出优良的技术优势和应用前景。介绍了微纳米气泡以及其比表面积大、停留时间长、自身增压溶解、界面电位高、产生自由基、强化传质效率等特点，论述了微纳米气泡在水体增氧、气浮工艺、强化臭氧化、增强生物活性等环境污染控制领域的应用研究。之后重点阐述了微纳米气泡发生装置及其发生机理，提出开发结构简单、能耗更低、性能更优的发生装置是微纳米气泡技术未来研究的重点。关键词: 微纳米气泡; 气泡发生装置; 水处理Abstract: The appearance of micro-nano bubble and its characteristics different from the ordinary bubble make it show better technical superiority and application prospect The concept of micro-nano bubble and its traits，including larger specific surface，longer residence time，pressurized dissolution，higher potential，free radical generation and higher mass transferefficiency were introduced in this paper The research of micro-nano bubble applied in environmental pollution control such as water aeration，floatation，enhancing ozonation and increasing bioactivity were also described Then，based on the discussing on the micro-nano bubble generator and its working mechanism，the advantages and disadvantages of micro-nano bubble generator were describedIt was proposed that simpler structure，lower energy consumption and better performance generator was the key direction of future research on micro-nano bubble technologyKeywords: micro-nano bubble; bubble generator; water treatment1.微纳米气泡简介1.1 定义和产生方式微纳米气泡是指直径介于几十m到几百m之间的气泡1-2。目前，根据产生原理，可以将微纳米气泡产生方法分为超声波法、剪切空气法、加压减压法以及电解析出法等。（1）超声波法：该方法是发生器对液体发出超声波，使液体在运动过程中产生负压，当该压力小于水体的空化压力时，因此产生微纳米气泡1。该方法存在不能长时间工作，而且耗电量大，产气泡率较低的缺陷，因此应用在实际应用中较少。图1-1 是一种利用超声波法生成微纳米气泡的装置。 图1-1 超声波法生成微纳米气泡（2）剪切空气法3：该方法主要通过叶轮的飞速旋转剪切，机械搅拌等方式把水体中的大气泡剪碎，剪碎分割成大量稳定的微纳米气泡。该方法主要在设备制造商要求很高，要能实现叶轮的高速旋转剪切，难度较大，但是耗能小，且微纳米气泡的产量大，不会产生二次污染，因此得到广泛的应用4。（3）加压减压法：主要是先通过加压的方式使大量空气溶于水，再减小压力，使空气释放出来，从而产生微纳米气泡。该方法对流道设计要求较高5。如图1-2 所示，是一种加压减压法产生微纳米气泡的装置，气体从进气口进入旋转装置，在高压条件下溶解，处于过饱和的状态，在喷嘴处，气液两相湍流增强，外界压力减小，从而产生微气泡。 图1-2 加压减压法生成微纳米气泡（4）电解析出法：该方法是通过在水中通电，于正负电极板处产生气泡。该方法对正负电极有严格的要求。Yang 等6研究了以定向热解石墨HOPG 充当正负电极形成H2 和O2 微纳米气泡，通常在1 min 后，纳米气泡的量和总电流达到饱和。用含有少量氯化钠（0.01 M）的水代替纯水可以产生更大的电流，产生更多的微纳米气泡。1.2微纳米气泡的基本特性近些年，研究人员对微纳米气泡展开了大量的研究，发现由于微纳米气泡与普通气泡相比尺寸及其微小，有着许多突出的性能。（1）在水中存在时间长根据Strouke 定律可知，气泡在水中上升速度与体积成正比，体积越小，上升速率越慢，且越能长时间在水中停留。图1-3 显示了普通气泡和微气泡的差别，普通气泡上升速度快并且会在液体表面破裂，微气泡则是长时间保持稳定。研究表明，粒径1 mm 的气泡可达到6 m/min 的上升速度，粒径100 nm 的只有5m/min。Wang7等对MAF 产生的粒径为40 m 的微气泡进行了研究，发现其在水中可以存在422s。 图1-3 不同气泡在水中的区别（2）传质效率高气泡内部压力和气泡直径之间的关系可以由表示：p = pl+2/ r（p =气体压力，pl =液体的压力，=表面张力，r =气泡的半径），见图1-4。与普通气泡相比，微纳米气泡的比表面积极大，因此气液界面处的表面张力会对微纳米气泡产生明显的影响。气泡在上升过程中体积渐渐缩小，内部压力逐渐增大，使得气泡内部的气体释放出来进入液体中，而且，当液体中的气体处于饱和状态时，传质过程仍然可以继续8，这个特征使其具有很高的传质能力。Bredwecll9 等研究了以氧气为气源、平均粒径60 m 的微气泡，传质系数可以达到1800 h-1，远超过普通气泡。Chu10 等对以臭氧为气源的，粒径在58 m 左右、比表面积约为334 m-1 的微米气泡进行研究，发现其传质效率是以臭氧为气源的曝气工艺的2倍左右。 图1-4 Young-Laplace 方程示意图（3）电位高OH-等负电荷离子比较容易吸附在微纳米气泡的表面，在气泡表面，由于负离子的吸引，带正的H+等也会围绕在其周围，形成双电子层。气泡表面的电势差越高，说明其吸附能力越强11。随着气泡的体积缩小，周围电子数量不变，但得到浓缩，电位不断增加。Maruyamai 等12对微纳米气泡的电位进行了研究发现，分别以空气、氧气、臭氧为气源的微纳米气泡的电位为-15 mv、-23 mv、-25 mv。Bunkin 等13发现表面活性剂可以提高电位，pH、盐度对电位也有着一定的影响。（4）强氧化性当水中气泡缩小、气泡内压力达到一定程度时，气泡破裂，瞬间释放大量积攒的能量，形成高温高压条件，产生羟基自由基，见图1-5。Takahashi 等14使用ESR 证明了微纳米气泡破裂时，逐渐分解并产出大量的OH。Chu 等10也根据羟基自由基可以与邻苯二甲酸生成荧光物质，利用荧光光谱仪发现了微纳米气泡破裂时产出OH。OH 有强氧化性，所以可以把微纳米气泡用来处理比较难降解的有机物。Khuntia 等15发现了臭氧/水/微纳米气泡在处理氨氮废水时会产生羟基自由基，在低pH 条件下，对氨氮的有更高的氧化效果。 图1-5 微纳米气泡破裂产生羟基自由基（5）自身增压溶解水中的气泡四周存在气液界面，气液界面的存在使得气泡受到水的表面张力作用。对于具有球形界面的气泡，表面张力能够压缩气泡内的气体，从而使气体更易溶解到水中，压力的上升会增加气体的溶解度。随着比表面积的增加，气泡缩小的速度逐渐变快，最终完全溶解。Xu 等16实验发现不同的产生方法和表面活性剂，微气泡收缩的临界直径不同。表面活性剂为L-150A时，机械搅拌法和超声法产生气泡的收缩直径分别为100，50 m; 表面活性剂为1% SDS 时，机械搅拌法和超声波法产生气泡的收缩直径分别为80，40 m。2.微纳米气泡发生机制及其装置 目前根据气泡发生机制可将微纳米气泡发生技术主要分为溶气析出、引气制造以及电解析出等方式。2.1加压溶气析出气泡 加压溶气析出气泡原理是通过改变气体压力，使气体在液体中溶解度发生变化，再通过突然的压力恢复使溶解的气体以微纳米气泡形式析出。 加压溶气式装置是利用水泵提供有一定压力的循环水流至压力溶气罐中，同时利用空气压缩机将空气压人溶气罐中，在压力溶气罐内形成高压气水混合状态使气体过饱和溶解，之后通过释放器突然减压使气体以微纳米气泡的形式从水中析出。加压溶气装置主要由空气压缩机、循环水泵、压力溶气罐和释放器组成，如图2-1所示。压力溶气罐常见的罐内结构有空腔结构、喷淋式填料结构和射流式结构3种。 图2-1 加压溶气微纳米气泡发生装置示意图 空腔溶气罐为空心结构，气相和液相直接接触，在压力作用下实现溶气;喷淋式填料溶气罐的罐内加装了提高溶气效率的填料层，气相与液相分别从罐底与罐顶进人溶气罐内，填料一般多为多孔板、阶梯环等，相比无填料的溶气罐，溶气效率可提高30%左右;射流式溶气罐的罐内加装了射流器，通过射流管喉结处形成的负压可进一步强化气、液间的相对压差，促进气相向液相中溶解。这3种压力溶气罐中，射流式析出气泡装置可省去空气压缩机设备，且溶气罐中未溶解气体可与回流水混合后作为射流器工作液体，溶气效率相对较高，流程较为简单。目前，这类装置主要应用在气浮技术中，对其研究集中在溶气罐效率提高、简化操作、降低制造成本等方面。2.2引气制造气泡 引气制造气泡原理是利用各种剪切力作用，将气体粉碎使之形成微纳米气泡进人液相中。引气制造气泡法可分为3种:压缩空气通过扩散板法、机械力高速剪切空气法与引射流分散空气法 压缩空气通过扩散板法是将加压空气通过特制扩散板上的微孔进人液相中，气体在微孔的切割作用下形成微纳米气泡。扩散板常用冶金粉末、陶瓷或塑料材料，在高温下烧结而成。Fujikawa等通过旋转扩散板，提升微孔对气泡的剪切效果，并调节扩散板转速和微孔进气量，实现对气泡尺寸和数量的控制。徐振华等研制出金属微孔管装置，利用空气压缩机使有压气体从金属管壁上的微孔流出形成微气泡，由管外高速流过的剪切液流将气泡带走进人液相中形成微纳米气泡。相比旋转扩散板装置，金属微孔管装置更简单。Kukizaki等研制出自砂多孔玻璃(SPG)膜，利用孔径一致的盘状SPG膜将有压空气微细化，并在液相中加人表面活性剂使气泡发生进一步离散。研究结果表明，利用SPG膜产生的气泡直径与气体流速以及溶液界面处的表面张力有关。扩散板这类装置相对简单，但微孔部件由于孔径很小制造加工要求较高且易堵塞。 机械力高速剪切装置通常使用高速旋转的叶轮，由叶轮旋转产生的剪切作用将液体中较大的气泡分割成微纳米气泡。美国、日本等国已研发出相应的产品，其中，代表性的是美国HydroCal环保公司于1985年发明的引气装置，该装置利用底部叶轮高速旋转在水中形成一个真空区，液面卜的空气通过曝气机被吸人水中，依靠曝气机的叶片把空气粉碎成气泡，并螺旋式上升到水面。虽然这类装置产生的微气泡数量较多，但气泡尺寸的离散度较大且装置能耗较高。 引射流分散空气法是由空气压缩机注人或自吸人空气后形成气液混合高速射流，依靠气液间乱流紊动以产生微纳米气泡。空气压缩机注人式是利用空气压缩机将空气强制送人吸人室供气。自吸式是利用高速射流在吸人室形成负压将空气吸人供气，空气压缩机注人式射流析出气泡装置与自吸式射流析出气泡装置相比能耗较高、运行噪音较大。 自吸式射流析出气泡装置的构造包括喷嘴、吸气室、混合管、扩散管4个部分，工作过程为:液体由喷嘴射人，在吸气室形成负压，气体被吸人与液体一起进人混合管;在混合管内高速运动的液滴与气体相互碰撞，气体被加速、分散;进人扩散管段后，流速减慢，压力增大，气体被压缩成微气泡，气液两相以泡沫流形式流出。Sadatomi等对自吸式射流器装置进行改进，在管路中间设一个小球体，由于球体所在部位管径迅速减小，使得球前、后的水流流速相差很大，以致在球后形成负压区，将气体从球后管壁上的微孔吸人，并在管中受高速水流剪切作用形成微纳米气泡(见图)。在此基础上，Sadatomi等又提出了利用节流孔和多孔管代替球体和微孔的气泡发生装置，进一步简化了装置的结构和降低了加工难度。 图2-2 Sadatonmi等发明的微纳米气泡发生器以上3种微纳米气泡发生方式虽然机制相同，但各有优缺点。如扩散板微孔易堵塞，但能耗低;机械剪切产生气泡的尺寸离散度大，但气泡产量大;射流器产生气泡的尺寸较小，但装置流道设计、制造要求高等。因此，在应用过程中，应根据实际需要选择合理的装置，必要时应对装置进行适当的改进。2.3电解析出气泡电解析出气泡发生原理:水中通电，分别在正负极板产生微纳米气泡。这种发生方式产生的微气泡直径大多介于2060m，气泡尺寸的可控性好，但存在气泡量较少、电极消耗、能耗较高等缺点。在很多实际应用中对电解装置有严格要求，如在船舶减阻装置需要产生大面积的微气泡包裹船底表面，因此出现了采用矩形节点电极、阵列式微电极等的新型装置，如图5所示。矩形节点电极是采用芯片制造技术制造而成，通过在电极上添加绝缘涂层(仅留电极节点在液体中)，通过向电极通电可得到直径50m的气泡，且电压越高，获得的气泡尺寸越小。阵列式微电极是经刻蚀得到的一系列尺寸一致的电极阵列，通过调整电极大小、形状、电解电压等，可控制产生的气泡尺寸。Sakai等用200m的金属微纤维编制成的网状电极在水中电解得到了平均直径为777 nm的微小气泡。Xie等以高度抛光金属球表面的纳米级凸起为电极，在电解水和甘油混合液中，得到了平均尺寸为6m的微气泡。通常电解析出气泡装置可高精度控制微纳米气泡的尺寸和数量，在高精度控制和传递领域中应用前景很好，但装置存在能耗高、电极消耗、加工难度大等问题。 图2-3 阵列矩形节点电极微纳米气泡发生装置的示意图2.4微纳米气泡发生装置根据微纳米气泡产生的不同机制可将现有的微纳米气泡产生方式分为分散空气法、溶气释气法、超声空化法、电解法、化学法等。超声空化法是利用超声波引起的压力变化使液体内部产生空化，从而产生微纳米气泡。化学法则是投加化学药品，利用其化学反应生成微纳米气泡。电解法利用水或其他物质电解产生微纳米气泡。上述3 种方法一般适用于所需气泡的数量较少、尺寸精度要求较高的领域，如高精度传递、船舶减阻等。在对气泡需求量较大且直径范围要求不高的水处理应用中溶气释气法和分散空气法则最为常用，详细介绍见表2-1。 表2-1 常用微纳米气泡发生装置及其优缺点比较分类原理优点缺点实例图片溶气释气法加压溶气减压释气通过加压使空气强制溶解于水中，形成过饱和状态，然后减压气体重新释放出来，产生大量微气泡。气泡的大小和强度取决于释放空气时的各种条件和水的表面张力。加压条件下，空气的溶解度大，产生气泡的数量多，粒度均匀，上浮稳定。工作时须先将气体溶于水，后通过释气产生微气泡，整个过程不连续，微气泡的产生效率低。压力溶气叶轮散气舍弃先溶气后释气的理念，直接采取叶轮组件直接散气产生微气泡，或结合压力溶气与叶轮散气，同时实现气液混合、增压溶气、减压释气3 个过程。气液混合、增压溶气、减压释气三个过程在1个泵内完成，提高了气泡发生效率。原理简单，但实际操作复杂，有时形成的气泡较大，直径很难控制在50 m 以下。 分散空气法 高速旋流气液混合流体进入装置空心部旋转，比重差异使气体在中心轴形成负压气体轴，负压气体轴的气体通过外部液体和内部高速旋转液体之间缝隙时被切断变为微纳米气泡。可快速产生大量微纳米气泡。气泡浓度，均匀性方面表现出较好的优势，溶氧效率高。气体吸入量难以控制，流体参数变化严重影响气泡释放，流路复杂，加工难度高。过流断面渐缩突扩过流断面逐渐缩小，后突然扩大，水流在通道内剧烈碰撞，形成涡流，对气泡进行切割，过流断面再次收缩时，流态剧变，紊动更为剧烈，气泡进一步变小，最终产生微纳米气泡。流道较宽，不宜堵塞，混合搅拌作用较强，维修方便。内壁加工光洁度要求高，水质水量变化幅度较大时，难以调节充氧量。微多孔结构利用某些介质( 冶金粉末、陶瓷或塑料作材料，再掺以适当的黏合剂，在高温下烧结而成) 的微多孔结构，当压缩气体经过微孔介质时，被微孔切割成微纳米气泡。该方式相对简单，微孔介质孔径越小，分布越窄，形成气泡粒径越小越集中。由于介质的孔径很小，对于装置的制造加工要求相对较高，而且容易造成堵塞。传统溶气释气法主要由3 部分组成: 即压力溶气系统、溶气释放系统、气浮分离系统。虽被广泛应用于气浮技术中，但仍存在一定不足，如能源利用不合理，产生微气泡不连续且效率较低。该方法主要有以下两方面的演进: 一是在保留原有先加压溶气后减压释气的理念，提高气液两相气压差和降低气液两相界面张力。Fris L A 通过投加表面活性剂可以将溶气罐的操作压力从3 MPa 降低到2 MPa，显著降低33%。二是舍弃原有先溶气后释气的理念，而是直接采取叶轮组件直接散气产生微气泡，或压力溶气技术与叶轮散气技术相结合23，这一理念促使了微纳米气泡泵的出现。分散空气法主要是通过高速旋流、水力剪切等方式制造极端条件，把空气反复剪切破碎，混合在水体中以产生大量的微纳米气泡。高速旋流法最先由日本提出，我国学者基于高速旋流的原理，重新设计优化了微纳米装置，可大量且高效地产生气泡，气泡直径范围缩小到5 nm 20 m。过流断面渐缩突扩使气液混合流体经过反复的收缩、扩散、撞击、反流、挤压和旋流最终产生微纳米气泡，文丘里管、多次穿孔、卡门涡街等类型的微纳米气泡发生装置均是基于上述原理。对于微多孔结构，最先出现的装置是扩散盘，压缩气体通过多孔板上的微孔进入水体，为了使从微孔产生的气泡尽可能的小，扩散盘通过旋转的方式产生剪切力使气泡破碎至合适的尺寸。徐振华等提出多孔管制造微气泡，利用金属微孔管内外压差提供推动力，推动管内气体从微孔管上的微孔流出，在管外壁形成微气泡，再通过管外高速流过的剪切流将气泡带走，产生的气泡直径为2070m。吴胜军等研究了孔径更小、分布更均匀的陶瓷微孔膜管制造微气泡，结果发现陶瓷微孔膜管无论从产生气泡的性能，还是物化性能方面均优于金属微孔膜管。近年来，一种采用SPG 膜作为气液分散介质的微纳米气泡产生方法得到人们的关注。虽然微纳米气泡在水体修复中的优势明显，现有微纳米气泡发生装置亦可大量产生微纳米气泡，但其在水处理领域的应用中并非十分普遍。相比传统的曝气设备(鼓风曝气、机械曝气) ，微纳米气泡装置在结构构造、运行能耗、稳定性方面还存在不足，如装置加工比较困难，曝气头易堵塞，部分装置对气液混合流体速度要求高等问题。开发出结构简单、功耗较低、性能优良的发生装置是微纳米气泡技术应用中亟待解决的问题。3.微纳米气泡在环境方面的应用基于微纳米气泡的特殊性质，已经被广泛的应用于多个领域，例如水产品养殖，农业方面17，医疗方面18，流体力学等，并已经在环保方面展开了应用19-20。3.1 微纳米气泡在水处理方面的应用Sharifuzzaman21等分别使用微纳米气泡、臭氧对锦湖石化公司（产品为合成树脂）的废水进行预处理实验，结果表明微纳米气泡处理效果好于臭氧法，氟可以达到69.6%的去除率，比传统方法提高7.1%，COD去除率可以达到54.9%，而臭氧法只有31.4547.5%。潘习习22在研究啤酒废水处理过程中分别采用普通曝气、空气/水/微纳米气泡和O3/微纳米气泡方法处理废水中的有机物，实验结果表明：在最佳条件下，O3/微纳米气泡、空气/水/微纳米气泡、普通曝气对有机物的去除效率分别为45.73%、31.56%、2.06%，温度，pH，曝气时间等均对微纳米气泡的氧化效果造成影响。北京科技大学的郑天龙23使用微气泡/臭氧技术深度处理腈纶废水生化二沉池的出水，可以使出水达到国家污水综合排放一级标准，还能提高2.2 倍的可生化性。在地下水修复方面，Li24等研究了把微纳米气泡技术与生物修复技术结合使用，利用微纳米气泡的氧传质效率高，增加地下水中的溶解氧，进而增强好氧微生物的活性，达到去除水中污染物的效果。盐度对微纳米气泡的性质有重要影响，pH对微纳米气泡的性质也有所影响，夏志然等25根据微纳米气泡技术在不同pH条件下降解甲基橙的研究，发现pH7时，甲基橙降解速度比较好。在地表水处理方面，徐彬等26利用微纳米气泡技术对太湖部分水体进行修复，水体中的CODMn、氨氮分别可以降低36.8%、42.4%。汪敏刚等27利用微纳米气泡结合生态浮岛处理一处于重度污染的湖泊，3 月后，DO 从0.5 mg/L 提升到了5 mg/L，透明度由0.5 m 增加到2m，富营养化程度也有明显的降低。洪涛等采用国产微米气泡发生装置，考察了微米曝气与普通曝气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溶解氧(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%。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溶解氧并有效消解底泥有机物，减少底泥厚度，实现水体的修复。3.2 微纳米气泡在土壤修复方面的应用Choi 等28通过使用微纳米气液分散体系洗涤被油污染的土壤，考察消除总石油烃的效果，洗涤土壤系统由反应器，流量均衡罐，微纳米气泡发生器，泵和过滤器组成，采用不锈钢材料，可以耐酸。当空气流量固定在2 L/min，过氧化氢浓度为15%，洗涤时间为120 min 时，对总石油烃的去除效率可以达到24%以上。Yong 等29研究发现，可以让微生物附着在微纳米气泡表面，进入土壤中，且可以将氧气递送到渗透性较差的区域，系统运行8 d，污染物的量可以降低34.4%。3.3 微纳米气泡在大气污染治理方面的应用孙新成等30发明了一种臭氧/水/微纳米气泡处理VOC 的装置，利用该装置对VOC 进行喷淋处理，可以达到96%的去除率。彭芬等31发现微纳米气泡技术对漆雾有捕捉作用，使其形成团状予以净化，对喷涂废气可以达到60%的去除率。将该技术与絮凝工艺联合使用，对漆雾有着更佳的捕捉效果。3.4微纳米气泡在气浮工艺中的应用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，从而气浮效率可大大增强。Liu等32比较了微米气泡气浮工艺与传统气泡气浮工艺对印染废水的预处理效果。结果表明: 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要高出30，110，40个百分点，处理后废水的可生化性由0.290提高至0.363。有学者提出了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。3.5微纳米气泡在强化臭氧化中的应用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。虽然臭氧具有强氧化性，但本身却无法氧化分解一些有机物或将有机物彻底分解。而研究发现，臭氧微纳米气泡却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。Chu 等10利用臭氧微气泡与普通气泡对模拟印染废水进行处理试验，臭氧微气泡工艺每消耗1g臭氧去除TOC 的量是普通气泡工艺的1.3倍，自由基的数量也较高，处理效果显著优于普通气泡。Chu等10考察了微气泡臭氧化工艺的污泥减量化效果，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。微气泡系统臭氧的利用率大于99%。4.结语与展望1）微纳米气泡所表现出的特性远远超出了人们对传统气泡的认识，对气泡的应用不再仅局限在减小气泡直径来增加溶氧效率，而是更广泛地探究微纳米气泡更多的潜在特性，如强化臭氧化，促进生物活性等，强调微纳米气泡装置与其他技术联用，使得微纳气泡在大气处理领域的应用前景更加广阔。2）现有微纳米气泡发生装置的工作原理不同，使用时对装置选择要有针对性，过流断面渐缩突扩的微纳米气泡发生装置，充氧量调节幅度不大，水量水质变化幅度较大时不宜采用，而在既需提高溶解氧又需对水体进行混合搅拌的领域具有较大优势。3）对于微纳米气泡发生装置，其性能仍需优化，流体数值计算模拟可以考察流动的细微结构以及发展过程，可进一步提高对微纳米气泡发生机理的认识，有利于提出高效最优的方案，所以需加强对微纳米气泡发生装置的数值计算模拟。参考文献：1Dayarathne HNP, Choi J, Jang A. 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