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原位Fenton耦合微纳米气泡降解酸性矿山废水有机物特性研究 被引量：2
1
作者 杨超 李福星 +4 位作者 杨丽静 武栋平 杨亮亮 李丹 卜显忠 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第2期706-713,共8页
针对酸性矿山废水(Acid Mine Drainage,AMD)中有机物威胁生态环境的问题,研究基于AMD自身呈酸性和Fe^(2+)含量高的特点,仅在外加H_(2)O_(2)和微纳米气泡(Micro Nano Bubbles,MNBs)的条件下构建原位Fenton耦合MNBs(FT+MNBs)反应体系,以处... 针对酸性矿山废水(Acid Mine Drainage,AMD)中有机物威胁生态环境的问题,研究基于AMD自身呈酸性和Fe^(2+)含量高的特点,仅在外加H_(2)O_(2)和微纳米气泡(Micro Nano Bubbles,MNBs)的条件下构建原位Fenton耦合MNBs(FT+MNBs)反应体系,以处理AMD中的有机物。此外,对反应时间、Fe^(2+)与H2O_(2)物质的量比、pH值、进气流量等操作条件进行优化,并探究体系对有机物的去除效果及机理。结果显示:当反应时间为15 min,Fe^(2+)与H_(2)O_(2)物质的量比为1∶7,pH值为4,进气流量为60 mL/min时,原位FT+MNBs对AMD中总有机碳(Total Organic Carbon,TOC)的去除率为66.03%。通过机理分析可知,原位Fenton耦合MNBs体系对类溶解性微生物代谢产物的降解效果明显优于单独原位FT和单独MNBs,原因在于原位Fenton耦合MNBs体系可以产生更多的·OH,并将有机物中的C—C、C—H、C—N以及C—O键断裂,增加C—O、O—CO等含氧官能团含量,进而将其进一步分解后矿化为CO_(2)和H_(2)O后去除。 展开更多
关键词 环境工程学 芬顿 微纳米气泡 酸性矿山废水 有机物
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微纳米气泡灌溉对设施番茄种植的影响机制研究
2
作者 黄俊 贾琦 +1 位作者 李志杰 王天志 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第5期531-540,共10页
将富含氧气的灌溉水通过地下滴灌输入到作物根区可实现作物根区土壤水、肥、气和微生境的精量调控,传统的加氧装置产生的气泡粒径较大,致使到达根部的氧气含量较低,已经成为加氧滴灌发展的瓶颈问题之一.微纳米气泡具有在水中上升速度慢... 将富含氧气的灌溉水通过地下滴灌输入到作物根区可实现作物根区土壤水、肥、气和微生境的精量调控,传统的加氧装置产生的气泡粒径较大,致使到达根部的氧气含量较低,已经成为加氧滴灌发展的瓶颈问题之一.微纳米气泡具有在水中上升速度慢、存在时间长的特点,与加氧滴灌技术相结合,可以有效解决灌溉水到达作物根部氧气含量少的问题.基于此,本文以番茄为研究对象,选择定植期、开花坐果期、果实膨大期、盛果期4种生长期的设施番茄进行微纳米气泡灌溉,系统研究微纳米气泡水地下滴灌对设施番茄生长、产量及品质、土壤肥力的影响规律.结果表明,随着加气水平的提高,设施番茄的产量、品质及生长均有所提升,其中设施番茄产量提高显著,达23.98%,这是由于微纳米气泡可主要促进土壤中氮含量的提升,进而极大影响了植物根系中根尖数的数量,有利于根系对土壤中氮、磷、钾的吸收效率,进而提升作物产量与品质,其中可溶性固形物、可溶性糖、维生素C含量分别提高20.31%、34.48%、34.13%.综合考虑,全生育期加气是最为合适的设施番茄加气灌溉模式,该研究可为设施番茄水肥气一体化高效种植提供技术支持. 展开更多
关键词 微纳米气泡 水肥气一体化 设施番茄 增产提质 现代农业
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硝酸锰/活性炭-臭氧微纳米气泡催化氧化染料废水的影响因素
3
作者 魏婕 朱艳丽 +1 位作者 王淑晋 王若男 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第2期232-240,共9页
作为处理染料废水的新途径,臭氧催化氧化工艺结合微纳米气泡曝气技术解决了染料废水中有机污染物难降解和色度难去除问题,具有较好的应用前景。以模拟阳离子染料废水为研究对象,采用硝酸锰/活性炭(Mn/GAC)作为催化剂,使用臭氧催化氧化... 作为处理染料废水的新途径,臭氧催化氧化工艺结合微纳米气泡曝气技术解决了染料废水中有机污染物难降解和色度难去除问题,具有较好的应用前景。以模拟阳离子染料废水为研究对象,采用硝酸锰/活性炭(Mn/GAC)作为催化剂,使用臭氧催化氧化工艺结合微纳米气泡曝气技术处理阳离子染料废水。以色度去除率作为考察指标,在确定阳离子染料废水的初始浓度和臭氧浓度的基础上,对催化剂使用量、废水的初始pH值和废水的初始温度3个因素进行正交实验,考查其对阳离子金黄X-GL染料废水处理效果的影响。结果表明:采用微纳米气泡臭氧催化氧化去除阳离子金黄X-GL染料废水色度能达到较好的效果。在催化剂的投加量为3.5 g/L、初始pH值为9.4、初始温度为23.6℃的条件下进行验证实验,结果表明,最佳色度去除率为95.6%,说明该工艺处理染料废水能达到预期效果。 展开更多
关键词 臭氧催化氧化 硝酸锰/活性炭催化剂 阳离子染料废水 正交实验 微纳米气泡
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微纳米气泡的Zeta电位在水处理领域的应用 被引量：1
4
作者 张哲 方雨菲 +4 位作者 王靖迪 马乐乐 夏维 刘欣宇 肖巍 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期2203-2215,共13页
近年来,微纳米气泡技术受到环境科学和水处理领域研究学者的关注。与常规臭氧高级氧化技术相比,微纳米气泡具有氧化效率高、能耗低及无二次污染等优势,主要原因是微纳米气泡具有比表面积大、停留时间长、传质效率高、界面Zeta(ζ)电位... 近年来,微纳米气泡技术受到环境科学和水处理领域研究学者的关注。与常规臭氧高级氧化技术相比,微纳米气泡具有氧化效率高、能耗低及无二次污染等优势,主要原因是微纳米气泡具有比表面积大、停留时间长、传质效率高、界面Zeta(ζ)电位高等独特的理化性质。界面ζ电位紧密关联着气泡在水中的稳定性及与污染物的相互作用,当ζ电位绝对值高时,气泡分散性好、吸附能力强、增氧效率高、臭氧强化度高。本文介绍了微纳米气泡基本特性、ζ电位概念及3种ζ电位检测手段(电泳法、流动电位法和电声法),分析了检测方法的适用范围和优缺点等,论述了微纳米气泡电位在气浮工艺、水体修复和工业废水等领域的应用情况,可为精确调控ζ电位处理不同水质环境的理论研究和实际应用提供指导。 展开更多
关键词 微纳米气泡 Ζ电位 电泳法 流动电位法 电声法 水处理
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微纳米气泡水耦合生物炭提升红壤通气性及水果黄瓜产量与品质效应 被引量：1
5
作者 欧阳赞 张杰 +4 位作者 梁雪丽 王辉 唐蓉 喻启华 张勇 《农业工程学报》 北大核心 2025年第7期89-101,共13页
红壤质地黏重、酸化板结、水气失调等障碍制约了作物产能提升,地下滴灌微纳米气泡水是一种高效节水的增氧灌溉技术,生物炭是一种具有丰富多孔的生物质资源,微纳米气泡水耦合生物炭对土壤通气性及作物产量品质的影响尚不清楚。该研究以红... 红壤质地黏重、酸化板结、水气失调等障碍制约了作物产能提升,地下滴灌微纳米气泡水是一种高效节水的增氧灌溉技术,生物炭是一种具有丰富多孔的生物质资源,微纳米气泡水耦合生物炭对土壤通气性及作物产量品质的影响尚不清楚。该研究以红壤-水果黄瓜为研究对象,采用二因素随机区组试验设计,设置3个微纳米气泡水溶解氧浓度(O1,4~5 mg/L;O2,9~10 mg/L;O3,14~15 mg/L),3个生物炭施加量(B1,20 t/hm^(2);B2,40 t/hm^(2);B3,60 t/hm^(2)),1个对照组CK(溶解氧,4~5 mg/L;生物炭,0 t/hm^(2)),研究了2024年2个生长季微纳米气泡水和生物炭对红壤通气性及水果黄瓜产量品质的影响。结果表明,微纳米气泡水溶解氧和生物炭对土壤通气性、产量及品质主要指标影响显著(P<0.05)。与对照相比,红壤通气性孔隙度、氧气含量、产量、水分利用效率和维生素C显著增加。产量与土壤通气孔隙度、土壤氧化还原电位、土壤氧气、灌溉水分利用效率显著正相关(P<0.05),与容重显著负相关(P<0.05)。生物炭通过“多孔”特性降低容重,增加通气孔隙度,与微纳米气泡水结合提高了氧气含量和氧化还原电位,改善了红壤通气性,促进了水果黄瓜提质增效,综合考虑产量、品质、经济效益等因素,较优处理为O3B3。研究成果可为中国南方黏性红黄壤通气性改良提供理论依据和可行途径。 展开更多
关键词 灌溉 生物炭 土壤 地下滴灌 微纳米气泡水 通气性 产量与品质
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微纳米气泡强化臭氧高级催化氧化处理硝基苯废水的效果 被引量：1
6
作者 秦雅萍 任会学 +4 位作者 方睿 王训阳 娄佳欣 毕宇鑫 何亮 《环境工程技术学报》 北大核心 2025年第2期584-593,共10页
臭氧通过传统曝气方式降解污染物的效率低下,与微纳米气泡技术相结合可显著提升氧化效率。以硝基苯废水为例,分别研究臭氧在微纳米气泡和传统曝气条件下投加催化剂Mn/Mg/Ce@Al_(2)O_(3)前后对硝基苯的降解效果,设计自由基淬灭试验分析... 臭氧通过传统曝气方式降解污染物的效率低下,与微纳米气泡技术相结合可显著提升氧化效率。以硝基苯废水为例,分别研究臭氧在微纳米气泡和传统曝气条件下投加催化剂Mn/Mg/Ce@Al_(2)O_(3)前后对硝基苯的降解效果,设计自由基淬灭试验分析反应机制,通过响应曲面法分析各主要影响因素并优化试验条件。结果表明:加压溶气释气法产生的微纳米气泡粒径均匀,气泡粒径主要分布在437.3 nm,Zeta电位为-28.11 mV。在微纳米气泡强化臭氧催化氧化工艺中,臭氧溶解度达到13.50 mg/L,相比传统曝气提高了130.8%;自由基淬灭试验结果证实在臭氧催化氧化过程中主要产生羟基自由基和超氧自由基对污染物进行高级氧化;投加催化剂Mn/Mg/Ce@Al_(2)O_(3)后,相比传统曝气方式,臭氧微纳米气泡对初始浓度200 mg/L的硝基苯废水去除率提高了18.65%;响应曲面法优化及验证结果表明,在温度为25℃,pH为8.2,催化剂Mn/Mg/Ce@Al_(2)O_(3)投加量为23 g/L时,臭氧微纳米气泡对硝基苯的去除率最高,可达89.42%。研究结果为强化臭氧高级氧化提供了可行的发展方向。 展开更多
关键词 微纳米气泡 加压溶气释气法 臭氧催化氧化 硝基苯 响应曲面法
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超微纳米气泡特性及其对粉煤灰矿化反应强化机制
7
作者 尹希文 于秋鸽 +4 位作者 孙晓冬 甘志超 崔勇 岳海荣 王志会 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第6期141-152,共12页
利用粉煤灰与烟气CO_(2)发生矿化反应制备矿井注浆充填材料不仅可解决煤基固废利用问题,还可降低燃煤电厂碳排放,是实现煤电企业绿色低碳发展的有效技术途径。针对粉煤灰矿化反应过程中反应效率低、CO_(2)转化利用率低的问题,利用榆林... 利用粉煤灰与烟气CO_(2)发生矿化反应制备矿井注浆充填材料不仅可解决煤基固废利用问题,还可降低燃煤电厂碳排放,是实现煤电企业绿色低碳发展的有效技术途径。针对粉煤灰矿化反应过程中反应效率低、CO_(2)转化利用率低的问题,利用榆林府谷电厂粉煤灰开展毫米曝气矿化反应试验,结合反应动力学分析对矿化反应过程进行阶段划分,识别了各阶段影响粉煤灰矿化反应效率的主要因素,提出超微纳米曝气提高粉煤灰矿化反应效率新思路。同时,采用纳米粒径追踪仪、Zeta电位仪定量表征了超微纳米气泡物化特性,开展了超微纳米曝气矿化反应试验,揭示了超微纳米气泡对粉煤灰矿化反应的强化机制。研究结果表明:①粉煤灰与CO_(2)发生矿化反应过程按降pH速率不同分为慢速(Ⅰ)、快速(Ⅱ)、慢速(Ⅲ)三个阶段,第Ⅰ阶段起主导作用的是CO_(2)气体在浆液中的扩散、溶解速率,第Ⅱ、Ⅲ阶段主要影响因素为粉煤灰中Ca^(2+)、Mg^(2+)浸出速率;②超微纳米气泡平均粒径D_(90)=207.55 nm、D_(50)=122.15 nm、D_(10)=81.9 nm,在水中停留时间超660 min,具有粒径小、浓度大、在水中停留时间长、比表面积大特点,可强化传质效率;③超微纳米气泡Zeta电位为-14.63~-18.05 mV,粉煤灰浆液Zeta电位为+3.34~+3.56 mV,2者相互吸附,可进一步强化传质效率;④相比毫米曝气,超微纳米曝气条件下粉煤灰矿化反应效率提高38.78%,CO_(2)转化利用率提高67.60%。研究成果可指导矿化反应器研制与工艺流程设计,促进粉煤灰无害化、规模化、资源化利用,助力实现“双碳”战略目标。 展开更多
关键词 粉煤灰 超微纳米气泡 矿化反应 CO_(2)转化利用率 强化机制
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空气微气泡和纳米气泡对膜结垢的抑制及清洗作用
8
作者 张利平 邢子瑶 +3 位作者 周正武 李梦浩 贾晶 张玉玲 《应用化工》 北大核心 2025年第7期1857-1860,共4页
归纳总结了空气微气泡(A-MBs)或空气微纳米气泡(A-MNBs)对膜蒸馏、微滤、超滤、反渗透等膜分离过程中膜结垢的抑制及清洗作用,重点剖析了A-MBs、A-MNBs独特的理化性质在抑制及清洗膜污垢方面发挥的关键作用,结合工艺参数对气泡理化特性... 归纳总结了空气微气泡(A-MBs)或空气微纳米气泡(A-MNBs)对膜蒸馏、微滤、超滤、反渗透等膜分离过程中膜结垢的抑制及清洗作用,重点剖析了A-MBs、A-MNBs独特的理化性质在抑制及清洗膜污垢方面发挥的关键作用,结合工艺参数对气泡理化特性的影响,提出不同类型膜单元的主要调控参数,为微纳米气泡技术在膜结垢防治方面的应用推广提供支撑。 展开更多
关键词 空气微气泡 空气微纳米气泡 膜结垢 清洗作用
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加气滴灌旋流式微纳米气泡发生器运行工况优化
9
作者 王剑 刘正亮 +2 位作者 王夺 陈瑞 王秀礼 《农业机械学报》 北大核心 2025年第2期357-369,401,共14页
加气滴灌能有效提高水肥利用效率和作物产量,在加气系统中形成大量均匀的微纳米气泡,并提高灌溉水中溶解氧浓度,是加气滴灌长距离水气均匀传输的关键。基于旋流剪切破碎原理设计了一种微纳米气泡发生器并优化其工作参数。通过单因素试... 加气滴灌能有效提高水肥利用效率和作物产量,在加气系统中形成大量均匀的微纳米气泡,并提高灌溉水中溶解氧浓度,是加气滴灌长距离水气均匀传输的关键。基于旋流剪切破碎原理设计了一种微纳米气泡发生器并优化其工作参数。通过单因素试验分析、高速摄影技术和溶氧检测试验,研究了系统运行压力和进气量对气泡特征(直径、数量和均匀度)和溶氧量的影响,最终结合响应面优化试验,确定装置最优加气效果下的运行压力与进气量组合,结果表明:压力控制在300~400 kPa内,生成的气泡和溶氧效果相较其他压力工况下更好。在进气量1%~5%内,采用1%进气量时小气泡的直径分布最佳、平均直径最小,而5%进气量下装置生成气泡速率更快。5%以上的大进气量会使装备停止运行后60μm以下的小气泡数量偏少,并显著增大微气泡的平均直径,缩短气泡持续时间。同时,溶氧试验表明,增加进气量能显著提高溶氧效率以及最终氧含量。通过响应优化求解,得出装置以压力350 kPa和进气量2%的工况运行,能够以最低能耗达到最优加气效果。此工况下,装置最终生成小气泡直径d_(32)为68.6μm,增氧速率约0.81 mg/(L·min),溶氧稳定后溶氧量变化量为1.08 mg/L,气泡维持时间可达323 s。 展开更多
关键词 地下滴灌 微纳米气泡 溶解氧 工况优化
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臭氧微纳米气泡高级氧化降解甲基橙的研究
10
作者 高碧荷 张哲 +1 位作者 方雨菲 肖巍 《金属矿山》 北大核心 2025年第3期246-252,共7页
印染废水水质复杂,其中甲基橙(Methyl Orange,MO)为典型的污染组分,具有色度深、毒性强、对光和热敏感度低等特点,因而成为环保科研工作者研究的重要对象。单独臭氧(O_(3))氧化存在气液相传质效率低,容易受羟基自由基含量等的制约,微纳... 印染废水水质复杂,其中甲基橙(Methyl Orange,MO)为典型的污染组分,具有色度深、毒性强、对光和热敏感度低等特点,因而成为环保科研工作者研究的重要对象。单独臭氧(O_(3))氧化存在气液相传质效率低,容易受羟基自由基含量等的制约,微纳米气泡技术正好可以弥补此缺陷。基于此,研究采用臭氧微纳米气泡(O_(3)-MNBs)氧化体系降解偶氮染料MO,考察了模拟废水初始pH值、MO初始浓度和O_(3)通入量对体系降解MO的影响。结果表明,臭氧微纳米气泡高级氧化体系较单独O_(3)和单独微纳米气泡对MO的降解效果有明显提升,降解过程符合准一级动力学模型,且R^(2)≥0.9;在MO初始浓度25 mg/L、pH=4.6、O_(3)流量为1 L/min的最佳条件下,反应6 min的MO降解率达99%;自由基猝灭试验表明,羟基自由基(·OH)为O_(3)-MNBs体系主要的作用基团,有利于有机物的矿化,这主要是由于微纳米气泡自身破裂产生自由基,同时在界面处促进了羟基自由基与甲基橙的接触。 展开更多
关键词 微纳米气泡 臭氧氧化 甲基橙 动力学
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微纳米气泡强化废气净化效率机制及研究进展
11
作者 张中怀 孙海敏 +1 位作者 陈东之 张敏敏 《应用化工》 北大核心 2025年第5期1307-1311,1318,共6页
微纳米气泡因其独特的物理化学性质在废气净化领域展现出显著的应用潜力。系统综述了微纳米气泡的物理化学特性、制备技术及其在废气净化中的研究进展。首先,微纳米气泡凭借其大比表面积、缓慢的上升速度、高表面电位以及释放羟基自由... 微纳米气泡因其独特的物理化学性质在废气净化领域展现出显著的应用潜力。系统综述了微纳米气泡的物理化学特性、制备技术及其在废气净化中的研究进展。首先,微纳米气泡凭借其大比表面积、缓慢的上升速度、高表面电位以及释放羟基自由基等特点,在气态污染物(如甲苯)的去除过程中兼具氧化和吸附污染物的能力。其次,将微纳米气泡应用于废气净化领域能够有效缓解气液传质限制,若与催化氧化、生物过滤等工艺耦合可协同控制污染物,进一步提高降解效率。进一步提出利用微纳米气泡疏水界面富集效应与自由基氧化协同机制,可突破传统工艺对疏水性VOCs的降解瓶颈,为工业废气高效净化提供了可行的技术路径。 展开更多
关键词 微纳米气泡 气泡特性 制备方式 废气净化
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微纳米气泡协同活性水雾化降尘实验研究
12
作者 刘永立 全金峰 +5 位作者 方磊 贾雨露 梁云飞 王振锁 杨欣映 李梓萌 《煤炭工程》 北大核心 2025年第1期169-176,共8页
为实现高效捕尘和快速降尘,基于雾化降尘实验平台结合微纳米气泡发生器,研究了微纳米气泡协同活性水溶液的特性、雾化粒径分布及降尘效率,分析微纳米气泡协同增效活性水降尘的作用机制。研究结果表明:微纳米气泡降低纯水溶液表面张力4.1... 为实现高效捕尘和快速降尘,基于雾化降尘实验平台结合微纳米气泡发生器,研究了微纳米气泡协同活性水溶液的特性、雾化粒径分布及降尘效率,分析微纳米气泡协同增效活性水降尘的作用机制。研究结果表明:微纳米气泡降低纯水溶液表面张力4.1 mN/m,降低活性水溶液表面张力3.0 mN/m,微纳米气泡水表面张力随静置时间增加逐渐恢复至略低于不含有微纳米气泡的状态;微纳米气泡浓度随预混时间先上升后下降并逐渐趋于稳定,随静置时间逐渐下降;微纳米气泡活性水的预混稳定浓度高于微纳米气泡水,且随静置时间的气泡破灭速率低于微纳米气泡水;微纳米气泡添加如入雾化降尘用水中,随供水压力增大,雾化液滴的粒径减小;供水压力相同条件下,微纳米气泡水的降尘效率大;微纳米气泡水具有更强的微细粉尘捕集能力,对保护职工生命安全健康,提高安全生产效率具有重要研究意义和应用价值。 展开更多
关键词 微纳米气泡 活性水 粉尘防治 湿式除尘
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微纳米气泡强化微细粒矿物浮选过程的研究现状
13
作者 彭伟军 姚佳 +4 位作者 黄业豪 宋翔宇 于博文 郜润博 胡展滔 《金属矿山》 北大核心 2025年第2期86-94,共9页
随着矿产资源的开发利用,我国矿产资源贫、细、杂的特点日渐突出,其中微细粒矿物的高效回收成为选矿领域亟待解决的难题。微纳米气泡因独特的表面和体积特征,在提升微细粒矿物浮选效率方面展现出显著优势。在综述了微细粒矿物定义、性... 随着矿产资源的开发利用,我国矿产资源贫、细、杂的特点日渐突出,其中微细粒矿物的高效回收成为选矿领域亟待解决的难题。微纳米气泡因独特的表面和体积特征,在提升微细粒矿物浮选效率方面展现出显著优势。在综述了微细粒矿物定义、性质及其分选现状基础上,详细介绍了微纳米气泡的特性、产生原理及应用,并着重探讨了微纳米气泡在浮选过程中促进微细粒矿物浮选的作用机理。结果表明:微纳米气泡可直接粘附于疏水颗粒表面,有效增强颗粒与气泡间的碰撞频率,并降低颗粒脱离气泡的概率;微纳米气泡在复杂溶液环境和物理压力下具有超常稳定性,这为浮选过程的强化提供了保障。最后提出了未来微纳米气泡浮选技术的研究方向,研究可为微细粒矿物的高效分离回收提供理论指导和技术支持。 展开更多
关键词 微细粒矿物 浮选 微纳米气泡 高效回收
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臭氧微纳米气泡去除黑臭水体污染物的性能研究
14
作者 刘旭 李玉善 +2 位作者 杨兴玉 张小丽 宋群 《现代化工》 北大核心 2025年第7期212-217,共6页
黑臭水体因其具有刺激性气味及黑色外观成为城市和农村环境治理的主要对象。利用臭氧微纳米气泡发生装置对黑臭水体治理进行研究。通过表征分析发现黑臭水体中硫酸根离子、COD和NH_(3)-N浓度以及硬度较高且革兰氏阴性菌为优势菌群,水中... 黑臭水体因其具有刺激性气味及黑色外观成为城市和农村环境治理的主要对象。利用臭氧微纳米气泡发生装置对黑臭水体治理进行研究。通过表征分析发现黑臭水体中硫酸根离子、COD和NH_(3)-N浓度以及硬度较高且革兰氏阴性菌为优势菌群,水中溶解性有机污染物主要由微生物或藻类代谢产物所贡献。在此基础上,采用BBD响应面方法(RSM)进行优化拟合,结果显示,臭氧微纳米气泡技术治理黑臭污水的最优工艺参数为臭氧浓度78 mg/L、pH值9.8、反应时间5.2 h。同时,研究表明有机污染物的去除率与pH值成正比;共存离子的影响强弱顺序为Cl^(-)>CO_(3)^(2-)>SO_(4)^(2-)>NO_(3)^(-);随着曝气时间的增加,有机物的去除效率呈现先增加后平稳的趋势。最优工艺条件下臭氧微纳米气泡技术对黑臭水体中有机污染物的去除效率可达90.02%,显示其在去除黑臭水体中有机污染物具有良好效果和应用前景。 展开更多
关键词 臭氧微纳米气泡 有机污染物 黑臭水体 腐殖酸
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微纳米气泡-表面活性剂协同强化驱替煤中瓦斯效应与机理
15
作者 陈勇 王鹏飞 +3 位作者 刘荣华 刘开新 邬高高 王新喆 《煤炭学报》 北大核心 2025年第7期3504-3517,共14页
为实现煤体瓦斯减阻增渗与强化驱替,基于微纳米气泡、表面活性剂与水介质共存特性获得了液气耦合介质,通过环管流量、旋转黏度表征了液气耦合协同增效特征,基于渗流瞬时流量、气测渗透率量化了微纳米气泡-表面活性剂协同强化驱替煤中瓦... 为实现煤体瓦斯减阻增渗与强化驱替,基于微纳米气泡、表面活性剂与水介质共存特性获得了液气耦合介质,通过环管流量、旋转黏度表征了液气耦合协同增效特征,基于渗流瞬时流量、气测渗透率量化了微纳米气泡-表面活性剂协同强化驱替煤中瓦斯效应,借助达西渗流揭示了微纳米气泡-表面活性剂协同增效作用下驱替机理。结果表明:微纳米气泡-表面活性剂协同增效后,轴压/围压3、5 MPa渗流驱替时,相对蒸馏水介质,无烟煤瞬时流量分别增大1.61、2.44倍,气测渗透率分别增大1.61、2.39倍,长焰煤瞬时流量分别增大1.43、1.67倍,气测渗透率分别增大1.44、1.68倍;相对含表面活性剂介质,无烟煤瞬时流量分别增大1.08、1.21倍,气测渗透率分别增大1.08、1.13倍,长焰煤瞬时流量分别增大1.07、1.11倍,气测渗透率分别增大1.08、1.11倍。相同变质程度煤体在蒸馏水介质、含表面活性剂介质、液气耦合介质渗流驱替时,瞬时流量、气测渗透率逐渐增大,且长焰煤相对无烟煤呈现出更为明显的增强效应。随轴压/围压的增大,不同介质渗流驱替强度均呈现一定幅度的降低;但微纳米气泡-表面活性剂协同增效作用显现,相同载荷条件下,液气耦合介质渗流强度均大于蒸馏水介质与含表面活性剂介质,且不同轴压/围压之间的渗流差异明显缩小。微纳米气泡-表面活性剂协同增效衍生减阻性能与边界滑移,提供了瓦斯渗流驱替作用动力,基于孔隙渗流与边界滑移特征,将煤体内部孔隙结构类比圆管孔隙建立了减阻渗流模型,借助达西渗流表征了液气耦合介质对煤体注水渗流驱替界面特性与作用机制。微纳米气泡-表面活性剂液气耦合协同增效为煤层注水渗流驱替与增透抽采提出了新的技术方向。 展开更多
关键词 微纳米气泡 表面活性剂 煤体瓦斯 液气耦合 协同增效 强化驱替
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微纳米气泡技术在蔬菜大棚种植中的创新应用研究
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作者 张金明 张海燕 《农业灾害研究》 2025年第5期37-39,共3页
当前,农业机械化程度不断提高,各种新型智能技术也广泛应用于蔬菜种植方面。研究微纳米气泡技术在土壤改良、水肥利用、病虫害防治等方面的创新应用机制,分析其与物联网技术结合的智能化发展趋势,对促进蔬菜大棚种植具有重要意义。基于... 当前,农业机械化程度不断提高,各种新型智能技术也广泛应用于蔬菜种植方面。研究微纳米气泡技术在土壤改良、水肥利用、病虫害防治等方面的创新应用机制,分析其与物联网技术结合的智能化发展趋势,对促进蔬菜大棚种植具有重要意义。基于此,概述了微纳米气泡原理,阐述了微纳米气泡技术在蔬菜大棚种植中的应用,展望了微纳米气泡技术在蔬菜大棚种植中应用的未来发展趋势。研究表明,微纳米气泡技术通过提高光合效率、延缓植株衰老、实现绿色防控等作用,可有效提高水肥利用效率,降低农药施用量,为绿色农业发展提供技术支撑。 展开更多
关键词 微纳米气泡技术 蔬菜大棚种植 智能化 可持续发展 绿色农业
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微纳米气泡处理对水培生菜生长的影响
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作者 许宝玉 玉佳灵 +4 位作者 汤侑辑 赵颖雷 谭诗逸 申允德 张成浩 《上海蔬菜》 2024年第3期98-101,共4页
作者以生菜为研究对象,设置微纳米气泡发生期每2 h增氧15 min、每2 h增氧20 min及不增氧3个处理,比较不同处理水培生菜的生长发育情况。试验结果表明,采收时(移栽后35 d),应用微纳米气泡发生期每2 h增氧15 min处理生菜的株高为21.0 cm... 作者以生菜为研究对象,设置微纳米气泡发生期每2 h增氧15 min、每2 h增氧20 min及不增氧3个处理,比较不同处理水培生菜的生长发育情况。试验结果表明,采收时(移栽后35 d),应用微纳米气泡发生期每2 h增氧15 min处理生菜的株高为21.0 cm、根长为14.1 mm、鲜质量为104.8 g、叶绿素含量为13.7(SPAD值),各项指标均高于不增氧和每2 h增氧20 min处理。但从水培生菜不同生长阶段来看,应用微纳米气泡技术每2 h增氧15 min或20 min对生菜生长发育既有促进作用也有抑制作用,说明生菜不同生育时期对营养液溶氧量的需求不同。 展开更多
关键词 生菜 水培 微纳米气泡 生长发育
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基于微纳米气泡臭氧曝气的饮用水厂有机物强化处理技术研究 被引量：4
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作者 马艳 吴俊 周维 《环境工程技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1141-1150,共10页
为提升饮用水厂原水混凝及前/后臭氧处理等重要工艺段的有机物去除率,对比研究了微纳米气泡(MNBs)与普通曝气盘2种曝气方式下的臭氧传质效率,开展了MNBs对水厂原水混凝效果影响小试,并对2种曝气方式下前/后臭氧处理工艺段有机物及藻类... 为提升饮用水厂原水混凝及前/后臭氧处理等重要工艺段的有机物去除率,对比研究了微纳米气泡(MNBs)与普通曝气盘2种曝气方式下的臭氧传质效率,开展了MNBs对水厂原水混凝效果影响小试,并对2种曝气方式下前/后臭氧处理工艺段有机物及藻类等的去除率进行研究。结果表明:1)本研究中的微气泡发生器产生纳米气泡数量为1.2×10^(8)个/mL,中值粒径显著低于100μm,有利于MNBs臭氧(MNBs-O_(3))在水中停留较长时间;在水厂原水中加入12.5%(体积比)的MNBs水时,MNBs吸附疏水性有机物及产生羟基自由基的特征可以显著提高混凝沉淀效果,使UV254下降幅度达到15%。2)在前臭氧处理过程中,原水经MNBs-O_(3)处理后,出水110 kDa峰消失而小于1 Da部分出现新峰,五日生化需氧量(BOD5)的去除率约为15%(远低于普通曝气盘的50%)且总有机碳与UV254未发生显著变化;在后臭氧处理过程中,MNBs-O_(3)处理后BOD5上升了40%,TOC上升了36%,UV254则先上升后下降。该结果说明MNBs-O_(3)在前臭氧处理过程中可以将芳香族有机物分解为含氧类链状有机物,MNBs-O_(3)较长的停留时间使其更易将大分子有机物转换为小分子有机物,而后臭氧处理过程中MNBs-O_(3)可以进一步提高对水中残留的难降解有机物的去除率。3)MNBs-O_(3)对藻类的去除率可达25%,且MNBs-O_(3)处理不会增加水中溴酸盐浓度,后续可借助MNBs的气浮功能进一步提升其效率。尽管MNBs替代普通曝气盘使电能消耗上升约30%,但MNBs会大幅缩短进气时间,减少O_(3)使用量。本研究结果为MNBs在原水混凝及前/后臭氧处理过程中的应用建立了理论基础。 展开更多
关键词 微纳米气泡(mnbs) 臭氧 有机物 饮用水 传质效率
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超重力-微界面法制备类球形纳米碳酸钙
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作者 孙金磊 廖丹葵 +1 位作者 陈小鹏 童张法 《化工进展》 北大核心 2025年第7期3757-3769,共13页
以聚乙烯亚胺(PEI)为晶型控制剂、甲醇为分散剂、氢氧化钙溶液和CO_(2)为原料,采用超重力-微界面法进行类球形纳米碳酸钙制备研究。利用高速摄像机对反应器中气泡粒径进行分析;考察反应温度、CO_(2)流量、氢氧化钙溶液质量分数、甲醇体... 以聚乙烯亚胺(PEI)为晶型控制剂、甲醇为分散剂、氢氧化钙溶液和CO_(2)为原料,采用超重力-微界面法进行类球形纳米碳酸钙制备研究。利用高速摄像机对反应器中气泡粒径进行分析;考察反应温度、CO_(2)流量、氢氧化钙溶液质量分数、甲醇体积分数、PEI添加量对碳酸钙产物形貌的影响;应用正交实验方法优化氢氧化钙碳化反应条件;利用扫描电子显微镜、X射线衍射和傅里叶变换红外光谱分析方法对反应产物的形貌进行表征。结果表明,超重力-微界面碳化反应器可以将CO_(2)气泡由毫米级高效转化为微米级,增大了气液相界面积,提高了气液传质;氢氧化钙与CO_(2)碳化反应最佳反应条件是氢氧化钙质量分数为8%、PEI添加量为氢氧化钙质量的4%、甲醇体积分数为20%、CO_(2)流量为2.5L/min、反应温度为12℃,所制备的类球形纳米碳酸钙粒径为40~60nm。 展开更多
关键词 类球形纳米碳酸钙 超重力 微界面 气泡 传质
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臭氧微纳米气泡处理对黄豆芽“绿化”的影响及机制 被引量：1
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作者 高红豆 史君彦 +4 位作者 刘海涛 左进华 袁树枝 岳晓珍 王清 《食品工业科技》 CAS 北大核心 2024年第1期295-302,共8页
为研究臭氧微纳米气泡(ozone micro-nano-bubbles,Ozone MNBs)处理黄豆芽对LED白光照射下黄豆芽“绿化”的影响及其调控机制,本实验以黄豆芽为材料,采用4 mg/L Ozone MNBs处理黄豆芽,测定LED白光照射下黄豆芽生理品质,叶绿素合成和分解... 为研究臭氧微纳米气泡(ozone micro-nano-bubbles,Ozone MNBs)处理黄豆芽对LED白光照射下黄豆芽“绿化”的影响及其调控机制,本实验以黄豆芽为材料,采用4 mg/L Ozone MNBs处理黄豆芽,测定LED白光照射下黄豆芽生理品质,叶绿素合成和分解相关酶及物质变化。结果表明:与蒸馏水处理对照组相比,4 mg/L Ozone MNBs处理可以显著降低LED白光照射下黄豆芽的“绿化”现象,诱导提高黄豆芽中叶绿素降解酶[叶绿素酶(Chlase)、叶绿素降解过氧化物酶(Chl-POX)、脱镁螯合酶(MD)和脱镁叶绿素酶(PPH)]活性,降低了叶绿素合成前体物[δ-氨基乙酰丙酸(ALA)和尿卟啉原Ⅲ(UrogenⅢ)],叶绿素、叶绿素a(Chl a)和叶绿素b(Chl b)含量。降低了ADP、ATP和辅酶Ⅱ[NADP+和NADPH]含量。4 mg/L Ozone MNBs处理可影响黄豆芽叶绿素合成和分解相关酶的活性和相关物质的含量,对抑制LED白光照射下黄豆芽“绿化”有较好的效果。 展开更多
关键词 黄豆芽 臭氧微纳米气泡 LED 白光照射 叶绿素合成 机制
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