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超細微泡的物理化學特性與現象
發布時間:2020/09/10 14:10:08  發布人admin

在水體中,由於微泡沫受到水的物理((水的流動過程產生的壓縮和膨脹,旋渦流等)的刺激後,會因瞬間絕熱壓縮而產生超高壓超高溫的極限反應場。這個極限反應場能與周圍的水作用生成效率高的OH等的自由基(如下圖)。而自由基分子是非常不穩定的活性物質,為了從其他的分子奪取電子以求自身的電平衡,會發揮出極強的氧化能力,這種強氧化性可以分解難分解的有害化學物質。利用微泡沫的壓壞現象,在水體中會產生大量的納米泡沫。這種納米泡沫就是微泡沫壓弄壞了之後才產生,所產生的納米泡沫存在的時間不長,如果再結合納米泡沫的穩定性技術,就可以開發高效率的納米泡沫水。
(2)電離現象
氣體在水中的溶度受氣壓影響較大,不過,如果電解質的離子化水,可以讓溶入的微泡沫表麵形成電雙層的離子,並隨著表麵積的不斷減少與急劇深縮,被包進去的納米微泡沫就具有類似殼的保護效果被產生,可以讓納米泡沫內的氣體散逸得以抑製,以實現微泡沫的穩定化蓄存,從而大大提高了溶解度。
微泡沫會因高能破裂而產生超聲波,這種超聲波對水體具有很強的殺菌作用;如果脫離水表麵破裂會產生大量的負離子。
微氣泡表麵帶有負電荷,所以氣泡間很難合為一體,在水體中能產生非常濃密而細膩的氣泡,不會像常規氣泡一樣會融合增大而破裂。通常微泡沫的表麵電位為-30~-50mv,可以吸附水體中帶正電的物質。利用表麵電荷對水體微粒的吸附性,可以把水體中的有機懸浮物固定而分離,這特性是它得以在水處理中發揮出超常分離效應的關鍵所在。
微泡沫在水體中上升速度非常的緩慢,似香煙霧在水中彌漫,如10μm的氣泡,以每秒100μm的速度上升,在水體中上升1m,就需化3小時的時間,所以微納米泡沫會很長地在水中逗留,這特性也是其具有高度溶解效率的核心所在。這種滯留性的產生與其氣泡微小化浮力減少有關外,更重要是由它的電性所致,如果采用極板設計進行觀察,隨著電極的轉換,可以看到小氣泡的極性運動與Z字形緩慢上升的現象。
微泡沫自身的表麵具有較強的張力,在水中不斷收縮,而形成氣液臨界表麵積更大的超細微泡沫,最後收縮到一定程度則消失溶解於水體中,這是它具有強大溶氧性的原因所在。而且在收縮的過程中,隨著氣泡的縮小,氣泡內的氣壓呈反比例地迅速提高,讓泡內氣體處於超高壓狀態,這種超高壓狀態與超高溫效應結合,是微氣泡產生超聲波性狀的重要原因所在。
微納米泡沫與普通泡沫不同,普通泡沫因大氣泡效應很快就會合並上升與破裂,在水中的擴散性差,在實施處理時,隻局限於水體的局部環境,而微納米泡沫具有極高的氣泡密度與橫向的擴散性,在具體生產實踐中如果再結合大氣泡曝氣,可以產生更好的效果,因大氣泡曝氣可以加劇水體的對流,大大加快了和微納米氣泡的擴散速度,對於抵禦溫度成層破壞熱與物質循環有很好的促進作用,低層水中包含的氨等有害物質也能對流的促進而被淨化。在生產中因氣泡的良好擴散性可以減少氣泡發生點實現節能處理,在較大的水域還可以結合太陽能實現大水體的漂移處理。
因微泡沫在壓壞時在局部處於強大的高溫高壓狀態,激發大量的自由基,可以發揮出強大的氧化性。
氣泡的逗留性可以讓機能性的臭氧水實現物理化學穩定性,這是常規氣泡所不具有獨有特性。臭氧氣體通過微納米泡沫技術與電解質增進穩定技術的結合,可以達到數月保存的穩定性,這是微納米泡沫特有的性狀。
納米微泡沫的殺菌性與常規的殺菌技術有著獨特的區別,它的殺菌過程包括吸引與殺滅兩個過程,采用二相流體法生成的泡沫因兩相摩擦而產生強大的靜電,這種帶電的氣泡可以吸附水體中的細菌與病毒。隨著氣泡的縮小壓壞破裂,於氣泡周圍激發大量的自由基及破裂所產生的超高溫高壓,把吸附的細菌病毒殺死。這過程是一個完全的物理殺滅過程與常規的消毒殺菌法有著本質的區別,所以它在環境保全型的農業生產中具有更實用的意義。
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